传递过程原理

课程编码：180210081700P1001H 英文名称：Principle of Transport Process 课时：60 学分：3.00 课程属性：学科核心课 主讲教师：葛蔚等

本课程为化学工程与技术一级学科下各专业研究生共同的学科核心课程，教授化工、能源、材料、冶金、电子信息、生物制药、轻工食品等过程工业中普遍存在并起关键作用的动量、能量和质量传递过程的科学基础与研究方法，是化学工程“三传一反”学科基础的重要组成。本课程介绍各传递过程的微观机理和宏观规律，建立相应本构关系并讨论其共性，由此推导建立其通用控制方程组并针对典型工程应用介绍其多种简化与积分表达形式与求解方法。
本课程特别强调从过程工程的广阔视野和微化工、过程强化、绿色过程、生化工程、精细化工、智能化等前沿视角阐述这门传统科学，注重对多尺度、多相、多场与多过程耦合等实际复杂传递过程的分析与实例研究，着重提高学生在课题研究中运用传递过程原理解决实际问题的能力。

高等数学（微积分）、物理化学、化工原理

第一章 动量、热量和质量传递的基本规律
第1节 传递过程总体介绍 1学时 葛蔚
第2节 动量、热量和质量传递的微观机理 2学时 华蕾娜
第3节 动量、热量和质量传递的宏观描述 3学时 华蕾娜
第二章 连续介质力学基础
第1节 矢量、张量运算和场论基础 1学时 华蕾娜
第2节 连续介质守恒方程的建立 2学时 华蕾娜
第3节 流体力学方程组的建立 2学时 华蕾娜
第4节 传递通用方程组及其表达形式 1学时 华蕾娜
第5节 量纲分析与无量纲准数 2学时 华蕾娜
第三章 单相层流
第1节 理想流体与有势流动 2学时 华蕾娜
第2节 爬流与低雷诺数流动 2学时 华蕾娜
第3节 典型层流及其求解 2学时 华蕾娜
第4节 非牛顿流 1学时 华蕾娜
第四章 单相湍流
第1节 湍流的形成与基本特征 2学时 华蕾娜
第2节 雷诺应力与湍流模型 2学时 华蕾娜
第3节 典型湍流问题及其求解 2学时 华蕾娜
第五章 多相流
第1节 多相流的形式与流型 2学时 葛蔚
第2节 多相流基本方程与本构关系 2学时 葛蔚
第3节 典型多相流体系及其多尺度模型 2学时 葛蔚
第六章 热量与质量传递过程
第1节 单相介质的导热与扩散 3学时 华蕾娜
第2节 单相对流换热与传质 2学时 华蕾娜
第3节 相变换热 2学时 华蕾娜
第4节 辐射换热 2学时 华蕾娜
第七章 多相及多过程耦合传递
第1节 相间传质 3学时 华蕾娜
第2节 动量、热量与质量同时传递和类比律 3学时 华蕾娜
第3节 伴有化学反应的传质 3学时 华蕾娜
第八章 纳微尺度传递过程
第1节 传递的尺度效应 2学时 葛蔚
第2节 纳微单相流流动与传热 2学时 葛蔚
第3节 纳微多相流传质 3学时 葛蔚
第九章 考试
第1节 闭卷考试 2学时 葛蔚

葛蔚：男，1970年生，1992和1998年先后在哈尔滨工业大学热能工程专业获工学学士和博士学位。主要研究气-固、颗粒与散料、多孔介质及纳微多相系统，包括其流动、传递、反应耦合过程的介尺度机理与多尺度建模、分子模拟及离散-连续耦合模拟、高性能计算及其工业应用。致力于实现以高精度实时模拟、显示和人机交互为特征的虚拟过程工程，构建“数字孪生”，服务于过程工业的绿色化和智能化。现任中国科学院过程工程研究所研究员、多相复杂系统国家重点实验室主任；中国科学院特聘核心骨干研究员，学术委员会、学位委员会委员；中国科学院大学岗位教授、博导；天津大学外聘博导、天津化学化工协同创新中心成员；日本群马大学客座教授；中国化工学会模拟与仿真专业委员会主任委员，中国颗粒学会常务理事；《过程工程学报》副主编，Chemical Engineering Science、Journal of Advanced Manufacturing and Processing、《化学反应工程与工艺》、《计算机与应用化学》、《数值计算与计算机应用》编委，Particuology顾问。已发表期刊论文210余篇，主持译著2本、编著4本及20余章节。多次在CHISA, ISCRE, PARTEC, IMECE等重要国际会议上作Plenary或Keynote报告。曾获国家自然科学基金委杰出青年基金，周光召基金会首届“杰出青年基础科学奖”、中国化工学会“侯德榜化工科技创新奖”、中国颗粒学会“宝洁青年颗粒学奖”。先后主持国家自然科学重点基金、国家科技支撑计划和国家重大科研装备研制项目。相关研究已服务于所主持的中石油、中石化、宝钢、壳牌石油、道达尔、联合利华、必和必拓、通用电器、阿尔斯通等世界500强企业的研发过程。
华蕾娜：女，1980年生，2002年、2005年和2009年先后在天津大学水利工程专业获工学学士、工学硕士和清华大学水利工程专业获博士学位。2009年进入中国科学院过程工程研究所工作，现任副研究员，主要从事多相复杂体系的多尺度建模、计算和模拟、及其在化工反应系统的应用等，在化学工程领域国际期刊发表论文十余篇。