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PO6015 《微细颗粒动力学》课程教学大纲 课程名称：PO6015 微细颗粒动力学 课程代码：PO6015 学分/学时：3 学分/48 学时课程 开课学期：秋季学期 适用专业：热能与动力工程、环境科学与工程、化学工程 先修课程：大学物理，流体力学 开课单位： 机械与动力工程学院 一、课程性质和教学目标 课程介绍：《微细颗粒动力学》是能源动力类热力发动机、热能工程和环境工程 等专业的一门研究生专业基础课程。主要任务是通过课堂教学和实验相结合的方 法，使学生认识微细颗粒动力学基本理论，了解微细颗粒去除的物理机理，掌握 微细颗粒去除所必须的动力学基本知识与基本理论，熟悉传统的干、湿微细颗粒 去除技术以及声、光学团聚等新型微细颗粒去除技术。课程涉及微细颗粒动力学 基本理论，微细颗粒去除的物理机理和微细颗粒去除技术等内容。 教学目标：课程在教学和实践的基础上，使学生能够根据微细颗粒动力学基本理 论，对传统和新型微细颗粒去除技术有较深刻的认识和解释，熟悉影响微细颗粒 去除效率的物理机理，具备改进微细颗粒去除设备、提高微细颗粒去除效率的基 本理论知识，掌握空气净化、工业除尘、机动车微粒去除等工程领域的关键技术。 本课程旨在教会给学生以下内容： 1. 微细颗粒动力学理论 2. 微细颗粒去除技术的发展历程、发展趋势及工业需求（提高微粒去除效 率的有效方法，传统与现代微粒去除技术的特点和工业需求） 3. 运用微细颗粒动力学原理解决微粒去除实际问题的能力 4. 通过各个实践教学环节，加强对专业知识的积累 5. 提高团队协作能力 二、课程教学内容及学时分配 课堂教学 1、微细颗粒动力学课程介绍与微细颗粒的形态和分类（2 学时） 微细颗粒的概念；微细颗粒动力学概念；微细颗粒形态和分类；微细颗粒动 力学的应用举例 2、单颗粒特征（2 学时） 单颗粒的特征数(包括粒径、质量、表面积、形状) ；单颗粒表面积直径、斯 托克斯直径等参数；单颗粒测试技术 3、颗粒群特征（2 学时） 颗粒群粒径分布；颗粒群粒径分布的分布函数（高斯分布、对数正态分布、 Weibull 分布、Rosin-Rammler 分布）；众位直径、中位直径、平均直径概念；颗 粒群测试技术 4、气—粒平衡理论（2 学时） 过饱和、核化、胚胎、临界核液滴和超临界核液滴的概念；开尔文（Kelvin ） 效应；弯曲液面与平液面饱和蒸汽压；溶液滴的平衡 5、匀质同分子核化动力学（2 学时） 蒸汽—胚胎系统的热力稳定平衡；平衡分子团分布；匀质核化动力学；核化 率 6、匀质异分子核化动力学（2 学时） 匀质异分子核化理论；H O-H SO 二元核化；NH -H O-H SO 三元核化 2 2 4 3 2 2 4 7、单颗粒等速直线运动（2 学时） 粘性流基本方程（Novier-Stokes 方程和连续方程）；斯托克斯定律；单颗粒 直线运动修正系数（肯宁汉修正系数、动力形状系数、边界修正系数）；最终沉 降速度 8、单颗粒非等速直线运动（2 学时） 非等速直线运动的基本方程；没有外力、重力作用下以及周期性外力作用下 非等速直线运动；弛豫时间；停止距离 9、单颗粒曲线运动（2 学时） 曲线运动基本方程；重力作用下层流中颗粒的运动；重力作用下紊流中颗粒 的运动；离心力场中颗粒的运动 10、颗粒群的相互作用（2 学时） 颗粒间的粘附；颗粒分离；最小粒子尺寸；中心力和凝聚； 11、颗粒群中的凝聚过程（2 学时） 颗粒群凝聚过程；凝聚核；凝聚效率； 12、凝聚方程的解（2 学时） 凝聚动力学方程；求解凝聚方程；自我守恒解 13、微细颗粒纤维过滤理论（2 学时） 颗粒在圆柱体上的沉降；绕圆柱体的速度场；纤维过滤阻力；过滤效率；颗 粒截留和惯性沉降；非稳定过滤 14、水滴捕集微细颗粒理论与装置（2 学时） 球体对颗粒的截留作用；颗粒在球体上的惯性沉降；水滴群收集效率；文丘 里洗涤器 15、其它动力学微细颗粒捕集装置（2 学时） 重力微粒捕集器；惯性微粒捕集器；旋风微