《化工原理》教学方案设计-第四章传热.docx

《化工原理》第四章传热过程概述与热传导

教学设计方案

一、教学目标

知识目标：

学生能够理解传热的基本概念及其在化工生产中的应用。

掌握热传导的定义、原理及基本传热方式（热传导、对流传热、热辐射）。

理解并掌握傅立叶定律及其应用。

能力目标：

学生能够分析化工生产中的传热问题，并提出解决方案。

能够计算单层及多层平壁、圆筒壁的稳定热传导问题。

学会运用傅立叶定律进行传热速率的计算。

情感目标：

培养学生的逻辑思维能力和解决实际问题的能力。

激发学生对化工原理课程的兴趣，提高学习主动性和创新性。

二、教学内容

1.传热过程概述

传热的基本概念：热量的传递过程，包括供给或取走反应热、回收利用余热废热、隔绝热量传递等。

传热在化工生产中的应用：如化学反应、蒸馏、蒸发、干燥等单元操作中的传热需求。

传热方式分类：热传导、对流传热、热辐射，并解释其各自的特点和适用场景。

2.热传导

定义：发生在固体、静止或滞流流体中，因分子振动或自由电子运动而传递热量的方式。

傅立叶定律：介绍傅立叶定律的内容、公式及其物理意义。

导热系数：定义、物理意义、影响因素（如材料结构、温度、压力等）。

稳定热传导的计算：单层及多层平壁、圆筒壁的稳定热传导计算方法及例题解析。

三、教学方法

讲授法：通过PPT展示、板书讲解等方式，系统介绍传热过程概述和热传导的基本概念、原理及计算方法。

讨论法：组织学生对化工生产中的传热问题进行小组讨论，培养其分析问题和解决问题的能力。

案例分析法：引入实际化工生产中的传热案例，引导学生分析案例中的传热过程，加深理解。

实验法：结合实验室条件，进行热传导实验，让学生亲手操作，直观感受传热过程，该部分内容在《化工原理实验》课程中实现。

四、教学步骤

1.导入新课（5分钟）

通过生活和生产中常见的传热现象引入传热过程的重要性，激发学生的学习兴趣。

2.讲授新知（30分钟）

传热过程概述（10分钟）：介绍传热的基本概念、应用及方式分类。

热传导（20分钟）：详细讲解热传导的定义、傅立叶定律、导热系数及稳定热传导的计算方法。

3.案例分析（15分钟）

选取一个化工生产中的传热案例，引导学生分析案例中的传热过程，并尝试提出解决方案。

4.小组讨论（15分钟）

组织学生分组讨论化工生产中的其他传热问题，每组选一名代表分享讨论结果。

6.总结巩固（10分钟）

总结本节课的知识点，强调传热过程的重要性及热传导的计算方法。

布置课后作业，巩固所学知识。

五、教学评估

课堂表现：观察学生在课堂上的参与度、讨论积极性和回答问题的准确性。

作业反馈：批改学生课后作业，了解其对传热过程及热传导的理解程度。

实验报告：根据实验报告评估学生的实验操作能力、数据处理能力和分析问题的能力。

通过以上教学设计方案，旨在使学生全面理解传热过程及热传导的基本原理和计算方法，提高其在化工生产中的应用能力。