一、課程基本信息

1、課程編號：

2、課程性質：專業(yè)必修課

3、適用專業(yè)：材料化學本科

4、考試對象：材料化學專升本考生

5、學時/學分：51 學時，3 學分

二、課程考試目的

材料工程基礎課程的考試旨在考察學生材料工程領域中的共性基礎理論— —動量、能量和質量傳遞的基本規(guī)律，以及上述理論典型運用的單元過程——物 料的干燥和燃燒過程的基本理論和基本知識，強調理論知識與工程實踐相結合， 為從事材料工程領域中科研、設計、生產(chǎn)工作打下良好基礎。

三、考試內容及要求

第一章 流體力學基礎

（一）考試內容

流體的概念及其特點、性質，流體力學的研究內容，描述流體運動的兩種方法， 作用在流體上的力——質量力和表面力，牛頓粘性定律、傅里葉定律、斐克定律 的表達式及各符號所表達的意義，理想流體的伯努利方程式及其應用，實際流體 的伯努利方程式及其應用。

（二）考試要求

1、掌握流體特點和性質，牛頓粘性定律、傅里葉定律、斐克定律的表達式及各 符號所表達的意義，理想流體的伯努利方程式及其實際應用，實際流體的伯努利 方程式及其實際應用。

2、熟悉作用在流體上的力——質量力和表面力的概念及其舉例。

3、了解流體力學的研究內容，描述流體運動的兩種方法。

第二章 兩相運動

（一）考試內容

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， 單粒子在流體中的受力分析，包括阻力、非穩(wěn)定力和不均勻流場對粒子的作用力。

（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)定力和不均勻流場對粒子 的作用力；非穩(wěn)定力中虛擬質量力和 Basset 力的概念；不均勻流場對粒子的壓 強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。

第三章 傳熱學基礎

（一）考試內容

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

（二）考試要求

1、掌握熱量傳遞的基本方式及其概念，單層平壁導熱計算。

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

3、了解溫度場和溫度梯度的概念及意義。

第四章 質量傳遞基礎

（一）考試內容

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

（二）考試要求

1、掌握傳質的基本概念，斐克定律的表達式及物理意義；

2、熟悉流體中等摩爾逆向擴散及單向擴散；

3、了解多孔固體中的穩(wěn)態(tài)擴散。

第五章 物料干燥

（一）考試內容

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

（二）考試要求

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

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

3、了解典型的干燥技術。

第六章 燃料及其燃燒

（一）考試內容

燃燒的概念，燃料的種類，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，煤、燃料油、氣體燃料的特性。

四、考試方式及時間

1、考試方式：閉卷

2、考試時間：120 分鐘

五、考試題型結構及分值分布

試卷題型比例：選擇題 20 分，填空題 20 分，是非題 20 分，問答題 20 分， 計算題 20 分。

六、教材與參考書目

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

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

附錄：題型舉例

一、選擇題：

1．下列哪項不屬于材料科學與工程的三大支撐。（ ）

A.材料的成分和結構 B.材料的制備和加工 C.材料制備原理和后處理 D.材料的性質和應用

2．下列哪項不是流體力學研究的內容（ ）。

A.流體靜力學 B.流體熱力學 C. 流體運動學 D.流體動力學

3．理想流體是（ ）

A. 粘性大的流體 B. 服從牛頓內摩擦定律的流體 C. 沒有粘性的流體 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. 風機鼓動空氣流通屬于（ ）

A. 熱傳導 B. 熱對流 C. 熱輻射 D. 強制對流

6．根據(jù)物料脫水原理，固體物料去濕的方法分類不含（ ）

A.機械去濕 B.吸附去濕 C.輻射去濕 D. 熱能去濕

7. 對于過熱器中：高溫煙氣→外壁→內壁→過熱的傳熱過程次序為（ ）

A. 復合換熱、導熱、對流換熱 B. 導熱、對流換熱、復合換熱 C. 對流換熱、復合換熱、導熱 D. 復合換熱、對流換熱、導熱

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（ ）

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)傳熱的機理不同，熱的傳遞有三種基本形式 、 和 。

4． 是衡量物質導熱能力的重要參數(shù)，是物質固有屬性之一。

5．實際流體的伯努利方程式為 。

6．物料干燥過程是屬于傳熱和 相結合的過程。干燥過程傳熱推動力大?。?物料表面的溫度 t 物表 熱空氣的溫度 t 空氣。

三、是非題：

1．對于傳質和傳熱，過程的速率與過程的推動力成正比，與過程的阻力成反比。 （ ）

2．溫度梯度的方向是沿等溫面的法線并指向溫度增加的一側。（ ）

3．根據(jù)傳質機理，可將傳質分為擴散傳質和對流傳質。（ ）

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

5．重力、靜電力和慣性力都是質量力，壓力、摩擦力都是表面力。（ ）

四、問答題：

1．什么是流體？流體的特點是什么？

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、計算題：

1、燃燒爐的內層為 460 mm 厚的耐火磚，外層為 230 mm 厚的絕緣磚。若爐的 內表面溫度 t1 為 1400℃，外表面溫度 t3 為 100℃。求導熱的熱通量及兩磚間的界 面溫度。設兩層磚接觸良好，已知耐火磚導熱系數(shù)為 λ1 = 0.9 + 0.0007 t，絕緣磚 的導熱系數(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·℃)。