一、課程基本信息

1、課程編號(hào)：

2、課程性質(zhì)：專(zhuān)業(yè)必修課

3、適用專(zhuān)業(yè)：材料化學(xué)本科

4、考試對(duì)象：材料化學(xué)專(zhuān)升本考生

5、學(xué)時(shí)/學(xué)分：51 學(xué)時(shí)，3 學(xué)分

二、課程考試目的

材料工程基礎(chǔ)課程的考試旨在考察學(xué)生材料工程領(lǐng)域中的共性基礎(chǔ)理論— —?jiǎng)恿?、能量和質(zhì)量傳遞的基本規(guī)律，以及上述理論典型運(yùn)用的單元過(guò)程——物 料的干燥和燃燒過(guò)程的基本理論和基本知識(shí)，強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)與工程實(shí)踐相結(jié)合， 為從事材料工程領(lǐng)域中科研、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工作打下良好基礎(chǔ)。

三、考試內(nèi)容及要求

第一章 流體力學(xué)基礎(chǔ)

（一）考試內(nèi)容

流體的概念及其特點(diǎn)、性質(zhì)，流體力學(xué)的研究?jī)?nèi)容，描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法， 作用在流體上的力——質(zhì)量力和表面力，牛頓粘性定律、傅里葉定律、斐克定律 的表達(dá)式及各符號(hào)所表達(dá)的意義，理想流體的伯努利方程式及其應(yīng)用，實(shí)際流體 的伯努利方程式及其應(yīng)用。

（二）考試要求

1、掌握流體特點(diǎn)和性質(zhì)，牛頓粘性定律、傅里葉定律、斐克定律的表達(dá)式及各 符號(hào)所表達(dá)的意義，理想流體的伯努利方程式及其實(shí)際應(yīng)用，實(shí)際流體的伯努利 方程式及其實(shí)際應(yīng)用。

2、熟悉作用在流體上的力——質(zhì)量力和表面力的概念及其舉例。

3、了解流體力學(xué)的研究?jī)?nèi)容，描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法。

第二章 兩相運(yùn)動(dòng)

（一）考試內(nèi)容

相、兩相流的基本概念，噴霧干燥、離心分離、氣力輸送、流化床的概念及特點(diǎn)， 單粒子在流體中的受力分析，包括阻力、非穩(wěn)定力和不均勻流場(chǎng)對(duì)粒子的作用力。

（二）考試要求

1、掌握單粒子在流體中的受力分析，包括阻力、非穩(wěn)定力和不均勻流場(chǎng)對(duì)粒子 的作用力；非穩(wěn)定力中虛擬質(zhì)量力和 Basset 力的概念；不均勻流場(chǎng)對(duì)粒子的壓 強(qiáng)梯度力和升力的概念。

2、熟悉相、兩相流的基本概念。

3、了解噴霧干燥、離心分離、氣力輸送、流化床的概念及特點(diǎn)。

第三章 傳熱學(xué)基礎(chǔ)

（一）考試內(nèi)容

熱量傳遞的基本方式及其概念，區(qū)別熱對(duì)流和對(duì)流換熱、熱輻射和輻射換熱的概 念，溫度場(chǎng)和溫度梯度，導(dǎo)熱系數(shù)，單層平壁導(dǎo)熱計(jì)算。

（二）考試要求

1、掌握熱量傳遞的基本方式及其概念，單層平壁導(dǎo)熱計(jì)算。

2、熟悉熱對(duì)流和對(duì)流換熱、熱輻射和輻射換熱的概念及區(qū)別，導(dǎo)熱系數(shù)的意義。

3、了解溫度場(chǎng)和溫度梯度的概念及意義。

第四章 質(zhì)量傳遞基礎(chǔ)

（一）考試內(nèi)容

傳質(zhì)的基本概念，斐克定律的表達(dá)式及物理意義，流體中等摩爾逆向擴(kuò)散及單 向擴(kuò)散，多孔固體中的穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散。

（二）考試要求

1、掌握傳質(zhì)的基本概念，斐克定律的表達(dá)式及物理意義；

2、熟悉流體中等摩爾逆向擴(kuò)散及單向擴(kuò)散；

3、了解多孔固體中的穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散。

第五章 物料干燥

（一）考試內(nèi)容

固體物料的去濕方法，物料的干燥方法及其特點(diǎn)，濕空氣的性質(zhì)，水分在氣-固 兩相間的平衡，干燥曲線(xiàn)和干燥速率曲線(xiàn)，干燥技術(shù)。

（二）考試要求

1、掌握水分在氣-固兩相間的平衡，結(jié)合水與非結(jié)合水、平衡水分和自由水分的 概念及區(qū)別，干燥曲線(xiàn)和干燥速率曲線(xiàn)每個(gè)階段所表示的意義及特點(diǎn)；

2、熟悉固體物料的去濕方法分類(lèi)及特點(diǎn)，物料的干燥方法及其特點(diǎn)，濕空氣的 性質(zhì)，濕空氣中水蒸氣的量的表示方法及濕空氣的各類(lèi)參數(shù)；

3、了解典型的干燥技術(shù)。

第六章 燃料及其燃燒

（一）考試內(nèi)容

燃燒的概念，燃料的種類(lèi)，燃料的組成及表示方法，煤、燃料油、氣體燃料的特 性。

（二）考試要求

1、掌握燃燒的概念，固體燃料和燃料油的組成及其兩種表示方法；

2、熟悉燃料的種類(lèi)，煤、燃料油、氣體燃料的特性。

四、考試方式及時(shí)間

1、考試方式：閉卷

2、考試時(shí)間：120 分鐘

五、考試題型結(jié)構(gòu)及分值分布

試卷題型比例：選擇題 20 分，填空題 20 分，是非題 20 分，問(wèn)答題 20 分， 計(jì)算題 20 分。

六、教材與參考書(shū)目

1、教材：徐德龍、謝峻林主編《材料工程基礎(chǔ)》，第一版，武漢：武漢理 工大學(xué)出版社 2008

2、參考書(shū)目： 馮曉云主編《材料工程基礎(chǔ)》，第一版，北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2007

附錄：題型舉例

一、選擇題：

1．下列哪項(xiàng)不屬于材料科學(xué)與工程的三大支撐。（ ）

A.材料的成分和結(jié)構(gòu) B.材料的制備和加工 C.材料制備原理和后處理 D.材料的性質(zhì)和應(yīng)用

2．下列哪項(xiàng)不是流體力學(xué)研究的內(nèi)容（ ）。

A.流體靜力學(xué) B.流體熱力學(xué) C. 流體運(yùn)動(dòng)學(xué) D.流體動(dòng)力學(xué)

3．理想流體是（ ）

A. 粘性大的流體 B. 服從牛頓內(nèi)摩擦定律的流體 C. 沒(méi)有粘性的流體 D. 具有粘性的不可壓縮流體

4. 空氣和水蒸氣的混合體系是（ ）。

A. 單組分單相體系 B. 單組分兩相體系 C. 雙組份單相體系 D. 雙組份兩相體系

5. 風(fēng)機(jī)鼓動(dòng)空氣流通屬于（ ）

A. 熱傳導(dǎo) B. 熱對(duì)流 C. 熱輻射 D. 強(qiáng)制對(duì)流

6．根據(jù)物料脫水原理，固體物料去濕的方法分類(lèi)不含（ ）

A.機(jī)械去濕 B.吸附去濕 C.輻射去濕 D. 熱能去濕

7. 對(duì)于過(guò)熱器中：高溫?zé)煔狻獗凇鷥?nèi)壁→過(guò)熱的傳熱過(guò)程次序?yàn)椋?）

A. 復(fù)合換熱、導(dǎo)熱、對(duì)流換熱 B. 導(dǎo)熱、對(duì)流換熱、復(fù)合換熱 C. 對(duì)流換熱、復(fù)合換熱、導(dǎo)熱 D. 復(fù)合換熱、對(duì)流換熱、導(dǎo)熱

8．根據(jù)不同情況，燃料的熱值有三種規(guī)定值，不包括下列哪項(xiàng)（ ）

A.彈筒發(fā)熱量 B.高位發(fā)熱量 C.低位發(fā)熱量 D.燃燒發(fā)熱量

二、填空題：

1．流體的傳遞性質(zhì)主要指： 、 和 。

2．根據(jù)力作用方式的不同，作用在流體上的力可分為 、 。

3．根據(jù)傳熱的機(jī)理不同，熱的傳遞有三種基本形式 、 和 。

4． 是衡量物質(zhì)導(dǎo)熱能力的重要參數(shù)，是物質(zhì)固有屬性之一。

5．實(shí)際流體的伯努利方程式為 。

6．物料干燥過(guò)程是屬于傳熱和 相結(jié)合的過(guò)程。干燥過(guò)程傳熱推動(dòng)力大?。?物料表面的溫度 t 物表 熱空氣的溫度 t 空氣。

三、是非題：

1．對(duì)于傳質(zhì)和傳熱，過(guò)程的速率與過(guò)程的推動(dòng)力成正比，與過(guò)程的阻力成反比。 （ ）

2．溫度梯度的方向是沿等溫面的法線(xiàn)并指向溫度增加的一側(cè)。（ ）

3．根據(jù)傳質(zhì)機(jī)理，可將傳質(zhì)分為擴(kuò)散傳質(zhì)和對(duì)流傳質(zhì)。（ ）

4．離心泵的啟動(dòng)前一定要灌泵，否者會(huì)發(fā)生氣蝕現(xiàn)象。（ ）

5．重力、靜電力和慣性力都是質(zhì)量力，壓力、摩擦力都是表面力。（ ）

四、問(wèn)答題：

1．什么是流體？流體的特點(diǎn)是什么？

2．傅里葉定律物理意義是什么？

3．斐克（Fick）定律物理意義是什么？

4．輻射換熱指的是什么？

五、計(jì)算題：

1、燃燒爐的內(nèi)層為 460 mm 厚的耐火磚，外層為 230 mm 厚的絕緣磚。若爐的 內(nèi)表面溫度 t1 為 1400℃，外表面溫度 t3 為 100℃。求導(dǎo)熱的熱通量及兩磚間的界 面溫度。設(shè)兩層磚接觸良好，已知耐火磚導(dǎo)熱系數(shù)為 λ1 = 0.9 + 0.0007 t，絕緣磚 的導(dǎo)熱系數(shù)為 λ2 = 0.3 + 0.0003 t。兩式中 t 可分別取為各層材料的平均溫度，單 位為℃，λ 單位為 W/(m·℃)。