教學大綱表
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課程名稱 (中文) 高等輸送現象
(英文) Advanced Transport Phenomena
開課單位 化學工程與生物科技研究所
課程代碼 C6200
授課教師 侯素君
學分數 3.0 必/選修 選修 開課年級 研究所
先修科目或先備能力:
課程概述與目標:此課程將深入探討輸送線向領域所包括之動量輸送(黏性流動),能量輸送(熱傳導及熱對流)級質量輸送(擴散)的原理及應用.輸送現象的本質在於簡潔的陳述守恆定律以及強調三種輸送過程的異同處.數學為輸送現象所使用的語言,我們藉著導入微分方程,以及詳細的說明,讓學生能夠精通教材,尤其是輸送現象的物理意義.教材內容列舉許多代表性的範例以說明基本觀念及在生物科技,污染防治,高分子科學及冶金學之應用.
教科書 作者:R.B.Bird 書名:Transfer Phenomena 出版社:美亞
課程大綱 學生學習目標 單元學習活動 學習成效評量 備註
單元主題 內容綱要
1 Introduction 1.Introduction of the course outline and evaluation
2.Introduction of transport phenomena
讓學生了解課程目標。
讓學生了解什麼是輸送現象。
  • 講授
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    2 Viscosity and the mechanisms of momentum transport 1. Newton’s law of viscosity.
    2. Generalization of newton’s law of viscosity
    3. Pressure and temperature dependence of viscosity
    使學生了解什麼是牛頓流體以及其與溫度與壓力的關係。
  • 講授
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    3 Shell Momentum Balances and Velocity Distribution in Laminar Flow Shell momentum balances and boundary conditions
    Flow of the falling film
    Flow through a circular tube
    Flow through an annulus
    Flow of two adjacent immiscible fluids
    使學生了解如何使用momentum shell balance 來求得層流的速度分布。
  • 講授
  • 作業
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    4 The equations of change for isothermal systems The equation of continuity and motion
    The equation of in terms of the substantial derivative
    Use of the equations of change to solve flow problem
    使學生了解如何使用equation of continuity and motion 來解流體流動之現象與解得流體流動之問題。
  • 講授
  • 作業
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    5 Velocity distributions with more than one independent variable 1.Time-dependent flow of Newtonian fluids
    2.Flow near solid surface by boundary-layer theory
    使學生了解如何解與時間有關或與2-D方向牛頓流體流動相關問題。
  • 講授
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    6 Interphase transport in isothermal systems 1.Definition of friction factor
    2.Friction factors for flow in tubes and around sphere
    使學生了解friction factor 之定義。並學習在不同情況下使用friction factor
  • 講授
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    7 Macroscopic balances for isothermal flow systems 1. The macroscopic mass balance
    2. The macroscopic momentum balance
    3. The macroscopic mechanical energy balance
    使同學了解如何使用 macroscopic balance 解題
  • 講授
  • 作業
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    8 Fluid mechanics in real life 學生報告。藉由觀察發現生活中的流體力學,並且可以利用上課所學之知識解釋其現象 藉由觀察發現生活中的流體力學,並且可以利用上課所學之知識解釋其現象
  • 報告
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    9 期中考 期中考 期中考
  • 期中考
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    10 Thermal conductivity and the mechanisms of energy 1.Fourier’s law of heat conduction
    2.Pressure and temperature dependence of thermal conductivity
    3.Theory of thermal conductivity of gas, liquid and solid
    1.使學生了解熱傳導係數及了解溫度與壓力與其之關係。
    2.了解Fourier 熱傳導方程式。
  • 講授
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    11 Shell energy Balances and temperature distribution in solid and Laminar Flow 1.Shell energy balances and boundary conditions
    2.Heat conduction with a nuclear, viscous, etc. heat source
    3.Heat conduction through composite walls
    4.Heat conduction in a cooling fin
    5.Force convection and Free convection
    使學生了解如何使用energy balance 來求熱傳導問題。
  • 講授
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    12 The equations of changes for nonisothermal systems 1.The energy equation
    2.Special forms of the energy equation
    3.The boussinesq equation of motion for force convection and free convection
    4.Use of the equations of change to solve steady state problems
    5.Dimensional analysis of the equations of change for nonisothermal systems
    使學生了解如何使用equation of changes 來解非等溫系統之熱傳問題。
  • 講授
  • 作業
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    13 Temperature distributions with more than one independent variable 1.Unsteady heat conduction in solids
    2.Boundary layer theory for nonisothermal flow
    使學生了解如何解與時間有關或與2-D方向熱傳相關問題。
  • 講授
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    14 Macroscopic balances for nonisothermal systems 1.The macroscopic energy balance and mechanism energy balance
    2.Use of the macroscopic balances to solve problems
    使學生了解非恆溫系統的巨觀守恆。並可以利用巨觀守恆來解決問題。
  • 講授
  • 作業
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    15 Diffusivity and the mechanisms of mass transport 1.Fick’s law of binary diffusion
    2.Pressure and temperature dependence of diffucivities
    3.Mass and molar transport by convection
    4.Summary of mass and molar fluxes
    1.使學生了解熱擴散係數及了解溫度與壓力與其之關係。
    2.使同學了解質傳輸送機制。
  • 講授
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    16 Concentration distributions in solids and laminar flow 1.Shell mass balances and boundary conditions
    2.Diffusion through a stagnant gas film
    3.Diffusion with a heterogeneous and homogeneous chemical reaction
    4.Diffusion into a falling liquid film
    使學生了解固體與層流中之濃度分布。
  • 講授
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    17 Equations of change for multicomponent systems 1.The equation of continuity for a multicomponent mixture
    2.Summary of the multicomponent equations of changes and multicomponent flux
    3.Use of the equations of change for mixtures
    4.Dimensional analysis of the equations of change for nonreaction binary mixture
    使學生了解如何使用equation of changes 來解多成分系統之問題。
  • 講授
  • 作業
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    18 期末考 期末考 期末考
  • 期末考
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    教學要點概述:
    教材編選: ■ 自編教材 ■ 教科書作者提供
    評量方法: 期末考:30%   期中考:30%   其他評量:10%   報告:15%   作業:15%  
    教學資源: □ 教材電子檔 □ 課程網站
    扣考規定:http://eboard.ttu.edu.tw/ttuwebpost/showcontent-news.php?id=504