热工基础教学大纲.docx

热工基础教学大纲课程英文名Fundamentals of Thermal Engineering课程代码B0804Z61学分3总学时48理论学时40实验/实践学时8课程类别学科基础课课程性质限选先修课程大学物理、高等数学等适用专业工程力学开课学院计量测试工程学院一、课程地位与课程目标（一）课程地位本课程为工程力学专业学生的专业基础课，主要讲解工程热力学与传热学的基本概念、 基本定律以及一些典型工程应用。通过本课程的学习，使学生掌握能量转换规律和热量传递 规律的基本知识，培养学生解决实际问题的能力，为今后其它专业课程的学习打好基础，也 为毕业生今后在能源、电力、化工、冶金、造纸等行业从事与热能利用有关的技术工作提供 一定的基础知识。（-）课程目标1 .掌握热能和机械能相互转换的基本规律，以解决工程实际中有关热能和机械能相互 转换的能量分析计算和不可逆分析计算；2 .掌握不同工质热力过程的基本分析方法，能对工程热力过程进行计算，具有解决实 际工程中有关热能转换的能量分析和计算能力；3 .掌握包括导热、对流换热、辐射换热三种热量传递方式的机理，掌握热量传递的基 本规律和基本理论；4 .能对较简单的工程传热问题进行分析和计算，具有解决较简单的传热问题，尤其解 决是与力学分析有关的传热问题的能力；二、课程目标达成的途径与方法针对本专业特点和具体内容要求，以能充分调动学生学习的积极性为出发点，加强课堂 互动，灵活运用启发式、案例式等教学方法；采用理论分析与实验验证相结合的研究方法, 由于用图较多，且涉及很多流动现象及工程实践，故采用多媒体与板书相结合的教学手段, 以课堂讲授为主，辅以实验或虚拟实验教学，结合课前预习、课堂讨论、随堂练习、课外作 业等多种方式，来完成课程目标的达成。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求5毕业要求6毕业要求8课程目标1LMH课程目标2MHM课程目标3LMH课程目标4MHL注：1 .支撑强度分别填写H、M或L （其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）。四、课程主要内容与基本要求绪论：了解热能及其利用，了解工程热力学与传热学研究的对象及主要内容和研究方法, 了解热力学与传热学发展简史。第一章基本概念：理解热力系，工质，平衡状态与状态参数，状态方程与相图，过程 与循环，功和热量等概念。第二章热力学第一定律：掌握热力学第一定律的实质，能熟练掌握第一定律的能量方 程及其应用。第三章气体的热力性质和热力过程：掌握理想气体的定义及状态方程，了解理想混合 气体，熟练掌握定容过程、定压过程、定温过程、定端过程的热力计算，了解多变过程、绝 热自由膨胀和绝热节流过程。了解一元稳定流动。第四章热力学第二定律：了解第二定律的任务，掌握可逆过程的定义，理解第二定律 的各种说法及等效性，掌握端的定义、卡诺定理、克劳修斯不等式。能熟练应用端方程。第五章水蒸气与湿空气：了解水蒸气的产生过程，能熟练应用蒸气热力性质图和表。 了解湿空气的概念，掌握绝对湿度与相对湿度的概念，掌握干、湿球温度。能应用焰湿图分 析湿空气的热力过程。第八章 热量传递的基本方式：掌握三种换热方式，了解传热过程，掌握热阻的概念。第九章导热：掌握傅里叶定律，理解导热微分方程及定解条件，熟练掌握平板与圆筒 壁的导热，理解热阻的概念。了解非稳态导热的特点，无限大平板的加热与冷却，理解集总 参数法。了解导热问题的数值解。第十章对流换热：掌握牛顿公式，理解边界层的概念及应用，了解受迫对流与自然对 流换热，了解热管的工作原理。第十一章辐射换热：掌握黑体热辐射定律，掌握两个黑体表面之间的辐射换热，理解 角系数的概念及特性，掌握两个灰体表面之间的辐射换热，能熟练应用网络法计算辐射换热 问题。五、课程学时安排章节号教学内容学时数学生任务对应课程 目标绪论能量与能源、热工基础的研究内容2讨论能量与能量的区别 讨论工程热力学与传热 各自的侧重点课程目标1AVr-第一早热力系统、平衡状态及状态参数、状态方 程与状态参数坐标图、准平衡过程与可逆 过程、功量与热量2完成课堂习题1-9完成作业1-8课程目标1第二章热力系统的储存能、热力学第一定律的实 质、闭口系统的热力学第一定律表达式、 开口系统的稳定流动能量方程式、稳定流 动能量方程式的应用4讨论热力学第一定律的实质完成作业2-4、2-5、2-8、2-12课程目标1第三章理想气体状态方程式、理想气体的热容与 热力学能以及培和牖、理想混合气体、理 想气体的热力过程4完成作业3-4、3-7 (1)、3-13、3-14 (1)课程目标1, 2第四章自发过程的方向性与热力学第二定律表 述、卡诺循环与卡诺定理、端2讨论热力学第二定律的实质完成作业4-1、4-3课程目标1, 2第五章水蒸气的产生过程、水蒸气的状态参数、 水蒸气的基本热力过程、湿空气的性质6完成作业5-1、5-4、5-10课程目标1, 2第八章热传导、热对流、热辐射、传热过程简介2完成作业8-1、8-5课程目标3,4第九章导热基础理论、稳态导热、非稳态导热6完成作业9-3、9-4、9-7课程目标3,4第十章对流换热概述、对流换热的数学描写、外 掠等壁温平板层流换热分析简介、对流换 热的实验研究方法、自然对流换热6完成作业10-5、10-9课程目标3,4第十一热辐射的基本概念、黑体辐射的基本定 律、实际物体的辐射特性与基尔霍夫定 律、辐射换热的计算方法6讨论黑体辐射的普朗克 定律和斯忒藩-玻尔兹曼 定律的关系 完成课内习题1,2课程目标3,4实验1空气绝热指数的测定实验2实验报告课程目标1,2实验2稳态球体法测粒状材料的导热系数测定2实验报告课程目标1,2实验3气体定压比热测定实验2实验报告课程目标1,2实验4中温辐射时物体黑度的测试2实验报告课程目标3,4六、实践环节及基本要求序号实验项目名称学时基本要求学生任务实验性质实验类别1空气绝热指数 的测定实验2学习测量空气绝热指数的方 法，通过实验进一步加深对刚 性容器充气、放气现象的认识实验报告验证性必做2稳态球体法测 粒状材料的导 热系数测定2测粒状材料的导热系数，巩固 和运用传热学课堂讲授的基本 概念和基本知识实验报告验证 性必做3气体定压比热测定实验2熟悉本实验中的测温、测压、 测热、测流量的方法，了解气 体比热测定装置的基本原理和 构思，掌握由基本数据计算出 出执侑和求得比执公式的方关实验报告验证性必做4中温辐射时物体黑度的测试2用比较法，定性地测量中温辐射时物体黑度£实验报告验证 性必做注：1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2,实验类别指必做、选做等。七、考核方式及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核出勤、课堂发 言、作业出勤50%作业50%课堂发言以加分形式折算到平时成绩20%实验实验报告15%期末考核闭卷考试包括填空题、选择题、简答题、计算题等题型65%考核类别考试成绩登记方式百分制八、推荐教材与主要参考书(-*)推荐教材：热工基础，张学学主编，高等教育出版社，2015年4月，第3版.(-)主要参考书：1 .工程热力学，严家碌编，高等教育出版社，20042 .工程热力学，沈维道编，高等教育出版社，20013 .传热学，杨世铭 陶文锋编，高等教育出版社，2004