卓越班精选-《工程热力学与传热学》课程设计说明书
工程热力学和传热学教学设计
工程热力学和传热学教学设计
课程概述
本课程分为两部分：工程热力学和传热学。
工程热力学主要介绍能量守恒、热力学循环、热力学性质等内容；传热学主要介绍传热基础、传热方式、传热器件等内容。
本课程旨在帮助学生深入理解能量转换、传输和利用的基本原理，培养学生应用工程热力学和传热学知识解决实际问题的能力。
课程目标
1.掌握工程热力学和传热学的基本概念和原理；
2.理解能量守恒和热力学循环的运用；
3.掌握传热的基础知识和传热方式；
4.学习传热器件的基本原理和应用。
课程具体内容
工程热力学
1.能量守恒原理：热力学系统、能量转移和能量储存；
2.热力学循环：功、功率、效率等基本概念；
3.热力学性质：压强、温度、比热容等基本概念和性质；
4.热力学计算：热力学定律、热机、热泵等基本原理和实际应用。
传热学
1.传热基础：热流、单位面积热流、传热系数等基本概念；
2.传热方式：传导、对流、辐射等；
3.传热器件：传热设备、换热器、塔器、蒸发器、冷凝器等基本概念和
工作原理；
1。
“工程热力学与传热学”网络课程设计
“工程热力学与传热学”网络课程设计作者：刘伟吴时露来源：《科学导报·学术》2020年第16期摘 ;要：针对“工程热力学与传热学”课程特有的性质，借助中文MOOC教学平台，对该网络课程进行设计与管理，旨在通过网络平台提高教学效率和教学质量。
关键词：工程热力学与传热学;中文MOOC平台;网络课程引言：“工程热力学与传热学”是安全专业重要的专业基础课程，具有覆盖范围广、课程理论深、数学公式复杂以及知识结构独特等特点[1]，但多数高校都在对该门课程的学时进行缩减，传统的授课模式已经远不能满足学生的学习需求。
大型开放式网络课程作为一种新兴的高等教育教学模式而广受欢迎，这里的网络课程是指通过网络表现某门课教学内容及实施教学活动的总和，由教学内容和网络支撑环境组成[2]。
2013年清华大学研发的中文MOOC网络课程平台深受欢迎，既可以用于在线网络授课，也可将现有的课程内容在网上发布，具有开放性、资源丰富、交互性强、学习自由度高以及突破时空限制等优势。
因此，要满足学生的学习需求，开设网络课程已是大势所趋、教改所需。
一.网络课程设计工程热力学与传热学该门课程主要由热力学和传热学两部分组成，依据以往的授课方式，大多数老师均将两部分内容分开讲解，但热力学与传热学之间有一定的联系，利用网络平台授课可将传热学与热力学紧密联系起来，有利于学生对课程的整体理解，而这也意味着该课程需要精心构思和排版：如何合理安排网页导航设计，使得教学大纲、教学内容、教学资源、互动交流、在线测试等栏目一目了然？如何保证网路课程的教学质量？网络课程的学生考试成绩如何评定？授课教师在综合考量上述问题后，设计该网络课程设计，在线课程设计和教学设计。
在线课程设计分为导航模块、通知模块、互动交流、在线测试、反馈系统。
网路课程设计中，导航模块涉及教学内容、教学大纲、学习目标、重难点等板块，是课程最直观的反映;通知模块包含课程具体开课时间、随堂作业截至日期、最终考核方式及时间;在线测试是在每一章节授课结束之后了解学生对该部分知识的掌握情况，题型主要为名词解释、选择题、简答题以及论述题。
工程热力学课程设计
工程热力学课程设计一、课程设计简介本课程设计是对工程热力学课程的实践性学习，通过实际应用热力学原理求解问题，提高学生对于热力学知识的理解和掌握。
本课程设计将结合实际工程问题，学生需要采集现场数据、运用热力学原理进行分析，并通过编程求解问题，最终输出解决方案。
二、课程设计背景工程热力学是机械、能源等工程领域中的重要学科，主要研究热力学基本定律及其应用。
在实际工程中，热力学理论与实际生产、生活密切相关。
课程设计将结合工程实际情况，让学生对于热力学的应用更加深入，将理论与实际结合起来，提高学生对于热力学知识的掌握，培养学生解决实际问题的能力。
三、课程设计内容1. 数据采集学生需到现场采集相关数据，记录温度、压力、流量等实际参数，作为后续分析的基础。
2. 基本热力学定律学生需要掌握热力学的基本定律，包括能量守恒定律、熵增定律、热力学第一定律和第二定律等。
3. 热力学循环模拟学生需要通过编程模拟热力学循环过程，例如理想气体循环模拟、蒸汽动力循环模拟等。
4. 热力学分析学生需要运用热力学原理对采集到的数据进行分析，如计算热效率、功率等参数，同时结合实际情况分析，提出改进建议。
5. 解决方案输出学生需要将热力学分析结果进行整合，并给出详细的解决方案。
在方案输出中，需要包括数据分析结果、程序代码、图表等内容。
四、课程设计目标通过本课程设计，学生将达到以下目标：1.掌握热力学基本定律及其应用。
2.运用计算机编程解决实际问题，提高解决问题的能力。
3.锻炼数据采集、处理和分析的实际能力。
4.学习整合各种工具，输出具有可行性的解决方案。
五、课程设计评估课程设计的评估将会按照以下两个方面进行：1. 理论评分评估学生对于热力学原理的掌握程度，包括基本热力学定律、热力学循环模拟等方面，并以作业、考试等形式进行答辩。
2. 实践评分评估学生在实践中的能力表现，包括数据采集、编程实现、分析结果等，并以课程设计报告等形式进行答辩。
六、课程设计总结本课程设计通过实际案例，让学生深入理解热力学知识在工程中的应用，提高学生对于工程热力学的理论理解和实践能力。
《工程热力学与传热学》网络课程简介
《工程热力学与传热学》网络课程简介《工程热力学与传热学》网络课程是以教育部下达的“面向21世纪高等教育教学内容和课程体系改革”计划中“热工课程教学内容和课程体系改革的研究和实践”为教学指导，以《现代远程教育规范》的指标体系为参照，以计算机网络技术和多媒体技术为手段，开发的以Web为表现形式的、互动式的、内容丰富的网络课程。
该网络课程既可供安全工程、热能工程、化工工程、建筑工程、采矿工程、通风空调、材料、矿物加工等专业的本科生或研究生进行远程自学、自测和自评，也可供教师在课堂教学中辅助教学《工程热力学与传热学》网络课程的主体包括七个模块，分别为：学习指导、课程学习、例题精解、自我测试、在线考试、课程动画和专业工具。
学习指导模块包括教学大纲、学习目标、建议、学习进度等内容。
课程学习模块分为工程热力学和传热学两部分，工程热力学部分包括绪论、基本概念、热力学第一定律、理想气体的性质、热力学第二定律、水蒸气、气体动力循环、蒸汽动力循环和制冷循环八章内容，传热学部分包括绪论、导热基本定律及稳态导热、非稳态导热、导热问题的数值解法、对流换热、凝结与沸腾换热、热辐射基本定律及物体的辐射特性七章内容。
该模块按章提供了学习导读、典型例题解析、自我测试题等内容。
例题精解模块按章节汇集了大量的典型例题，并采用交互的方式对每道例题提供了题解和讨论两方面内容。
自我测试模块按章节提供了大量的自测题，并给出了自测题的答案。
在线考试提供了工程热力学四套试题、传热学一套试题、综合试题六套。
该模块采用倒计时的方式限制了答题时间，以营造考试的真实气氛。
课程动画按章节的方式把课程学习模块中出现的动画汇集到一块，方便使用者找到自己感兴趣的动画。
专业工具模块是采用Javascript脚本语言开发的基于客户端的用于计算流体迁移性质、空气热物性和湿空气热力性质的在线工具。
《工程热力学与传热学》网络课程还包括实用小工具（科学计算器、单位在线换算、记录学习进度的日历、万年历等）、信息检索、参考资料等辅助模块。
《工程热力学与传热学》说课稿
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三、学生基础和智能特点分析
相应的措施：
在教学中充分发挥学生善于动手的特点，让 他们既动脑（听讲、思考、提出问题）又动 手（记笔记、绘制关联图和工艺流程图、计 算等），让学生真正参与到教学中来，努力 培养其学习兴趣，同时让他们产生成就感。
针对学生基础知识薄弱的问题，加强温故知 新的教学方法，强化记忆、理解，努力帮助 消化。
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四、课程内容的选择和教学组织安排
2．以学生为主体，以能力培养为核心， 以真实情境为依托，设计教学实施方案。 突出培养学生掌握综合分析问题和解决 问题的能力，充分联系现实生产生活实 际、引导学生自主解决实际问题，增强
教学内容的趣味性和可操作性。
教学重点和难点
重点：工程热力学的研究对象 和主要内容
• 依据：通过知识介绍，激发学生的学习 积极性。
难点：通过联系生产实际使学生 对本课程产生浓厚兴趣
教学方法
（一）教法
1．引导回顾有关知识
• 尽可能多地复习回顾物理学中的有关热 学知识，为下一步介绍有关基本概念铺 平道路。充分调动学生的学习积极性和 主动性。
对于微观想象力不足问题，努力借用宏观现 象启发引导，化难为简。
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四、课程内容的选择和教学组织安排
1．以工作过程为导向，围绕各种热机工作原 理和热力过程，设计教学内容。
根据城市燃气工程的性质和特点以及该专 业所涵盖的岗位群，进行的任务和职业能力 分析。同时遵循高等职业院校学生的认知规 律，紧密结合专业能力要求，确定本学习领 域（课程）各相关学习情境的具体内容。
• 对微观理解内容采取：
图示说明—宏观比拟—动画演示等方法
• 对案例介绍等内容多采用。
工程热力学课程设计
工程热力学课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握工程热力学基本概念，如系统、状态、过程、能量等；2. 掌握热力学第一定律和第二定律的基本原理及其应用；3. 掌握理想气体、实际气体及其状态方程，了解不同类型的热力学过程；4. 了解热力学循环的基本原理，掌握卡诺循环、布雷顿循环等典型循环的分析方法。
技能目标：1. 能够运用热力学基本原理分析和解决实际问题，如热机效率计算、热力学过程分析等；2. 能够正确绘制和应用P-V图、T-S图等热力学图解，提高问题解决能力；3. 能够运用所学知识，对实际热力学系统进行简单设计和优化。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对工程热力学的兴趣和热情，激发学习积极性；2. 培养学生的科学思维和创新意识，敢于提出问题、解决问题；3. 培养学生的团队合作精神，提高沟通与协作能力；4. 增强学生的环保意识，认识到热力学在节能减排中的重要作用。
本课程针对高中年级学生，结合学科特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。
课程注重理论联系实际，提高学生的知识水平和实践能力，培养学生的科学素养和工程意识。
通过本课程的学习，使学生能够掌握热力学基本原理，具备分析和解决实际问题的能力，为后续相关课程学习和工程实践打下坚实基础。
二、教学内容1. 热力学基本概念：系统、状态、过程、能量等；教材章节：第一章第一节进度安排：2课时2. 热力学第一定律和第二定律：能量守恒、熵增原理；教材章节：第一章第二节、第三节进度安排：4课时3. 理想气体和实际气体：状态方程、压缩因子；教材章节：第二章第一节、第二节进度安排：4课时4. 热力学过程：等温过程、等压过程、绝热过程、等熵过程；教材章节：第三章进度安排：6课时5. 热力学循环：卡诺循环、布雷顿循环、郎肯循环；教材章节：第四章进度安排：6课时6. 热力学图解：P-V图、T-S图的应用；教材章节：第五章进度安排：4课时7. 热力学案例分析：热机效率计算、热力学过程分析；教材章节：第六章进度安排：4课时本教学内容根据课程目标进行选择和组织，确保科学性和系统性。
工程热力学与传热学教学大纲英文名称Engineering
《工程热力学与传热学》教学大纲英文名称：Engineering Thermodynamics ＆Heat Transfer课程编号：040403学分：3.5 参考学时：56实验学时：4上机学时：0 适用专业：安全工程大纲执笔人：宋文霞、林日亿系(教研室)主任：徐明海一、课程目标工程热力学是热力学的工程分支，是在阐述热力学普遍原理的基础上，研究这些原理的技术应用的学科，着重研究热能与其他形式的能量（主要是机械能）之间的转换规律及其工程应用。
传热学则是研究热量传递规律的工程技术学科，在阐述能量守恒原理的基础上，研究热量传递的学科，着重研究热量传递的基本规律及其在工程上的应用。
工程热力学与传热学是安全工程专业的一门必修的技术基础课。
通过本课程的学习，学生应了解热力学的宏观研究方法，掌握热能与机械能之间的转换规律和能量有效利用的理论，能够正确运用热力学基本原理和定律分析计算各种热力过程和热力循环，使学生具备分析解决实际工程热问题的基本能力，并为学生学习有关的专业课程提供必要的理论基础。
同时，通过本课程的学习，使学生获得比较宽广和巩固的热量传递规律的基础知识，具备分析工程传热问题的基本能力，掌握工程传热问题计算的基本方法并具备相应的计算能力，学会传热学实验中有关温度与热量的测量方法并具备初步的实验技能。
二、基本要求本课程的预修课程为《高等数学》、《普通物理》、《普通化学》、《流体力学》等。
首先学习工程热力学部分，然后学习传热学部分。
通过工程热力学部分的学习，学生应达到如下基本要求：1．了解热力学的宏观研究方法，正确理解基本概念。
2．掌握热力学第一定律、热力学第二定律、卡诺循环和卡诺定理。
3．能够正确运用热力学第一定律的能量方程式分析计算各种能量转换过程。
4．掌握常用工质如理想气体、水蒸汽等的基本热力性质，会查阅有关图表进行计算。
5．注意联系工程实际，培养分析解决问题的能力。
6．掌握傅立叶定律、导热微分方程式及简单问题的定解条件；能分析计算一维稳态平壁、圆筒壁导热问题以及伸展体的稳态导热计算；了解非稳态导热过程的特点，能用非稳态导热微分方程和定解条件求解半无限大物体内的温度分布，能用集总参数法分析非稳态导热问题。
工程热力学与传热学课程设计
工程热力学与传热学课程设计课程概述工程热力学与传热学是机械工程专业的一门重要课程。
它主要研究热力学基本原理和热力学系统的性质，以及物质内部的热传递、质量传递和动量传递规律。
通过本门课程的学习，学生能够建立并熟练运用热力学和传热学基础理论来解决实际工程问题。
本课程设计旨在帮助学生加深对热力学和传热学的理解，通过实际案例进行分析和解决问题，提高学生的实际操作能力。
设计内容本课程设计分为两个部分：热力学实验和传热学实验。
热力学实验热力学实验是通过实验装置和仪器，测试和分析热力学基础理论在实际中的应用。
本次实验的目的是测量和分析水在不同温度下的物理性质。
实验装置及仪器实验装置主要包括：恒温水浴、测量热电偶、温度计、电源等。
其中恒温水浴用于控制水的温度，测量热电偶和温度计用于测试不同温度下水的物理性质。
实验步骤和数据处理1.准备恒温水浴，测量恒温水浴的温度，保证水浴温度的稳定。
2.准备好测量热电偶和温度计，并将其插入水中进行温度测量。
3.测量并记录不同温度下水的密度、比热容和导热系数。
4.对实验数据进行处理，绘制出水密度、比热容和导热系数与温度的函数关系图。
传热学实验传热学实验是通过实验装置和仪器，测试和分析传热学基础理论在实际中的应用。
本次实验的目的是测量和分析水在不同情况下的传热特性。
实验装置及仪器实验装置主要包括：恒温水浴、传热仪、温度计、电源等。
其中恒温水浴用于使水达到稳定温度，传热仪用于测试传热系数。
实验步骤和数据处理1.准备恒温水浴，将传热仪放入恒温水浴中。
2.调整水浴温度及传热仪温度，使水和传热仪达到稳定温度。
3.测量并记录不同温度差下的传热系数。
4.对实验数据进行处理，绘制出传热系数与温度差的函数关系图。
结束语本次课程设计通过实验测试的方式，增加了学生对工程热力学与传热学的实际操作能力和深入理解。
希望学生们通过本次实验，加深对热力学基础理论的理解，提高科学实验的操作和数据处理能力，增强对传热学应用的理解和创新能力。
武汉理工大学《工程热力学与传热学》课程设计说明书
学号：01211课程设计题目船舶柴油机高温淡水冷却器设计学院能源与动力工程学院专业能源动力系统及自动化班级姓名指导教师2013年 1 月17日课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：能源与动力工程学院题目:船舶柴油机高温淡水冷却器设计初始条件：（1）高温淡水进口水温为：85℃；（2）高温淡水出口水温为：72℃；（3）高温冷却淡水流量为：58m3/h；（4）低温淡水进口水温为：33℃；（5）低温淡水出口水温为：45℃；（6）允许最大压力降：0.1Mpa；（7）冷却器结构类型：壳管式换热器或板式换热器任选其一。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1．编制设计书1份，内容包括：（1）设计依据；（2）设计原理；（3）设计步骤；（4）热力计算过程（采用平均温差法或传热有效度_传热单元数法）；（5）阻力计算过程等。
2．设计图纸（选做）：1）外形结构图（2号图纸）；2）流体流程图（3号图纸）。
3.设计说明书撰写严格按照附件中的格式书写要求执行。
时间安排：序号内容所用时间1 熟悉设计任务书、指导书，收集资料。
8学时2 热力和阻力计算等16学时3 换热面积计算等8学时4 设计说明书整理7学时5 答辩1学时合计40学时指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要船舶柴油机高温淡水冷却器被广泛的应用在油轮，液化气船，集装箱船，散货船和工程船上，在船舶的航行过程中起到重要的作用。
是提高船舶能源利用率的主要设备之一，随着国内对于工业企业提高能效、降低能耗要求的日趋迫切，传热系数高，抗结垢能力强，显著提高热能利用效率，实现小温差传热，节能降耗的高效换热器必将成为加快国内节能减排的利器之一。
本文根据设计要求，选取一台1-2型固定管板式管壳换热器，采用逆流布置，管侧走冷流体，壳侧走热流体。
采用平均温差法设计换热器，利用热平衡方程和传热方程计算传热量、传热面积。
传热学课程教学大纲
传热学课程教学大纲课程中英文名称：工程热力学与传热学/Engineering Thermodynamics and Heat Transfer课程编号：0课程性质：学科基础选修课适用专业：安全工程学时数： 48 ；其中：理论学时： 40 ；实践学时： 8 ；学分数： 3 ；编写人：；审定人：一、课程简介（一）课程教学目的与任务课程教学目的：通过本课程的学习，使学生牢固地掌握工程热力学和传热学的基本理论、基础知识和相应的热工、传热分析计算能力，能对实际工程中的热力和传热问题进行分析和计算。
课程教学任务：通过教学使学生掌握工程热力学与传热学的基本概念、基本理论及计算方法，一方面为学生学习相关后续课程及进一步扩大专业知识面奠定坚实的基础；另一方面培养学生应用热力学及传热学知识分析、解决工程实际中的热力和传热问题的能力。
使学生的基本技能得到进一步的训练与提高。
（二）课程教学的总体要求使学生了解本课程的全部内容，理解大部分内容，掌握主要内容。
（三）课程教学内容本课程主要内容包括：燃料概论、工程燃烧计算、燃烧理论基础、燃烧方法与燃烧装置、燃烧污染控制技术。
（四）先修课程及后续课程先修课程：高等数学、大学物理、流体力学、工程力学。
后续课程：工程燃烧学二、课程教学总体安排（一）学时分配建议表学时分配建议表（二）推荐教材及参考书目1．教材李岳林，《工程热力学及传热学》，人民交通出版社，20132．参考书目(1) 王永青等，《工程热力学》，中国电力出版社，2004(2) 杨世铭等，《传热学》，高等教育出版社，1998(3) 李传统等，《热工学》，中国矿业大学出版社，1993（三）课程考核方式1．考核方式期末闭卷笔试。
2．成绩构成平时成绩占20%，实验成绩占10%，期末考试占70%。
三、课程教学内容及基本要求（一）基本概念（5学时）1．教学目的使学生理解热工学的基本概念、定义，并能结合实际问题进行分析。
2．教学重点与难点（1）教学重点热力系统的定义、分类，六个基本状态参数的概念及其性质，物质的状态方程及其状态参数坐标图，准平衡过程、热力循环、可逆过程。
工程热力学与传热学教学大纲.doc
《工程热力学与传热学》教学大纲一、课程基本信息1、课程英文名称：Engineering Thermodynamics and Heat Transfer2、课程类别：技术基础课程3、课程学时：总学时64 ,实验学时64、学分：45、先修课程：《高等数学》，《大学化学》，《大学物理》，《物理化学》，《工程流体力学》6、适用专业：油气储运工程7、大纲执笔：油气储运教研室叶峰8、大纲审批：石油工程学院学术委员会9、制定（修订）时间：2006. 11二、课程的目的与任务：本课程是研究热能传递与能量转换规律的学科，是石油储运专业学生必修的一门技术基础课程。
通过本课程的学习，应使学生掌握热能与机械能的转化规律, 热能的合理利用，热能的传递原理与规律、换热设备的热工计算等基本知识，培养学生独立思考、分析推导问题简化问题的能力，为专业课程的学习提供必要的理论基础。
三、课程的基本要求：1.了解工程热力学与传热学的宏观研究方法及特点，掌握工程热力学与传热学的基本概念；2.掌握工程热力学的两个基本定律，能正确分析能量转换与守恒关系，对热能的可用性有基本的认识，了解合理用能的原则；3.能依据热能过程的特征，分析计算过程的功量与热量。
掌握理想气体和常用工质（水蒸汽或湿空气）的基本热力性质与计算方法；4.掌握热量传递的三种基本方式的原理与工程常见条件下的简化、计算;5.理解传热过程及传热系数，能计算传热量，并能指出增大或减小传热量的基本方法6.了解常用换热器类型，并能进行换热器的一般热力计算。
四、教学内容、要求及学时分配：1.基本概念及定义（3学时）理解以下相关概念：热力学系统、热力学的状态及基本状态参数、平衡状态、热力过程、准静态过程、准静态过程的功、热量、热力循环。
掌握状态方程、功和热量的计算。
重点：工程热力学的基本概念及定义难点：准静态过程的功；热量：热量和功的类比。
2.热力学的第一定律（5学时）理解热力学第一定律的实质和内容；掌握闭口系统能量方程式、稳定状态稳定流动能量方程、培、轴功的相关公式及计算；掌握稳定流动能量方程式的应用。
1工程热力学与传热学教学大纲模板
《工程热力学与传热学》教学大纲课程类别：学科基础平台课（选修课）课程代码：B080840408007课程名称：工程热力学及传热学学时学分：32学时；2学分预修课程：高等数学、大学物理、物理化学、流体力学适用专业：安全工程专业开课部门：安全科学与工程教研室一、课程的地位、目标和任务《工程热力学与传热学》是安全工程专业的学科基础平台课（选修课）。
通过学习和研究热能与其它形式能量间的转换规律以及影响因素，探讨能量有效利用的基本途径和方法，掌握热力学第一定律和热力学第二定律；了解常用工质的热力性质，了解制冷原理和化学热力学的基本常识。
掌握导热、对流和辐射基本传热方式所遵循的规律，传热过程及换热器的计算方法，了解质量传递过程的基本规律。
通过学习培养学生的独立分析问题、解决问题的能力，帮助学生掌握进行科学研究的方法，为今后从事热工学领域的工作打下坚实的理论基础。
二、与相关课程的联系与分工本课程的先修课程有《高等数学》、《大学物理》、《物理化学》、《流体力学》、。
本课程的后续课程主要有：《工程力学》、《机械设备安全》等三、教学内容与要求1. 绪论热工学的任务、主要内容及所采用的单位制2. 热工学的基本概念热力学的概念；状态及状态参数（压力、比容、温度、内能、焓、熵）的概念；平衡；状态方程和状态参数坐标图；过程和循环；功和热量；三种基本热量传递方式；导热、对流和热辐射。
3. 热力学第一定律热力学第一定律；热力系简单能量方程式；内能、焓的计算；稳定流动能量方程式；功和热量的计算及其在Ｐ－Ｖ图和Ｔ－Ｓ图中的表示。
4. 气体的热力性质和热力过程实际气体与理想气体；理想气体的状态方程式；理想气体和理想混合气体的热力性质；热力过程的分析。
5. 热力学第二定律热力学第二定律;卡诺循环及卡诺定理；熵；不可逆过程中熵的变化；孤立系熵增原理。
6. 压气机工作原理单级活塞式压气机的工作原理：机械耗功；容积效率；两级活塞式压气机的工作过程。
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学号：课程设计题目换热器设计学院能源与动力工程学院专业能源与动力系统及自动化班级能动zy1401姓名指导教师胡甫才2013 年09 月13 日课程设计任务书学生姓名：专业班级：能动zy1401指导教师：胡甫才工作单位：能动学院热能系题目:换热器设计初始条件：(1) 空调供暖热水用量为：30t/h；(2) 空调供暖用水出口水温为：60℃(3) 空调供暖用水进口水温为：85℃(4) 热水锅炉的进口水温为：70℃；(5) 热水锅炉的出口水温为：95℃；(6) 允许最大压力降：0.1 MPa。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1．编制设计书1份，内容包括：(1)设计依据；(2)设计原理；(3)设计步骤；(4)热力计算过程；（采用平均温差法或传热有效度_传热单元数法）(5)阻力计算过程等；(6)其它（包括密封垫片类型，框架支撑形式，流程与接管方位等）2．图纸（至少画1张图纸）：1)安装图或外形结构图（2号）；2)流体流程图（3号）；3.说明书撰写严格按照附件中的格式书写要求执行。
时间安排：指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录1. 绪论 (5)1.1换热器概述 (5)1.2管壳式换热器的结构和性能特点: (5)1.3 换热器的研究内容及意义 (6)2. 管式换热器设计原理与步骤 (8)2.1设计依据 (8)2.2设计原理 (8)2.3设计步骤 (9)3. 确定基本物性参数 (10)3.1初始条件： (10)3.2物性参数 (10)3.3初选管材 (11)3.4传热量的计算 (11)3.4.1冷量计算 (11)3.4.2壳程流量计算 (12)3.4.3平均温差的计算： (12)3.5传热面积的计算 (14)3.6管板计算 (15)3.7折流板的计算： (15)4. 系数校核 (18)4.1传热系数校核 (18)4.1.1管程热交换系数的校核 (18)4.1.2壳侧传热系数的计算 (19)4.1.3计算传热系数： (20)4.2校核换热面积 (21)4.3.2壳程压降校核 (23)5. 换热器主要设计尺寸和计算结果 (25)6. 课程设计小结 (26)7. 参考文献 (26)摘要在现代工业生产中，套管式换热器是应用最广泛的换热器之一。
其主要作用是使热量从温度较高的流体流向温度较低的流体，从而达到相应的工艺指标。
本文是采取平均温差的方法设计换热器。
根据经验先假设相应的传热系数以及流体在管道内的流速。
然后通过选取规定的换热器对所假定的传热系数进行校核和对流体流速的修正。
然后再校核其压力降是否符合设计要求，进行相应的计算和对选取换热器的修改，最后确定所需的换热器型号。
关键词：套管式换热器传热系数流速压力降1. 绪论1.1换热器概述换热器是在现代工业生产中被广泛应用的传热设备之一。
随着现代对于节能的要求的提高，换热器的种类也越来越多。
而目前应用最多的两种换热器分别为套管式换热器和板式换热器。
而我选择设计的为套管式的换热器。
套管式换热器按结构形式可分为：固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管换热器、双重管式换热器、填函式换热器和双管板换热器等多种。
通常管壳式换热器的工作压力可达4兆帕，工作温度在200℃以下，在个别情况下还可达到更高的压力和温度。
一般管子直径在1800mm以下，长度在9000mm以下，在个别情况下还有其他特殊的换热器。
而这次我设计的流量为30t/h，管长为6000mm，工作温度在100°C以下的2-4型换热器。
1.2管壳式换热器的结构和性能特点:管壳式换热器主要由壳体、管束、管板和封头等部分组成,壳体多呈圆形,内部装有平行管束或者螺旋管，,管束两端固定于管板上。
在管壳换热器内进行换热的两种流体,一种在管内流动,其行程称为管程；一种在管外流动,其行程称为壳程[3]。
在壳体中设置有管束，管束的壁面即为传热面。
管束两端用焊接或胀接的方法将管子固定在管板上，两端管板直接和壳体焊接在一起，壳程的进出口管直接焊在壳体上，管板外圆周和封头法兰用螺栓紧固，管程的进出口管直接和封头焊在一起，管束内根据换热管的长度设置了若干块折流板。
这种换热器管程可以用隔板分成任何程数。
管壳式换热器结构简单，制造成本低，管程清洗方便，管程可以分成多程，壳程也可以分成双程，规格范围广，故在工程上广泛应用。
壳程清洗困难，对于较脏或有腐蚀性的介质不宜采用。
当膨胀之差较大时，可在壳体上设置膨胀节，以减少因管、壳程温差而产生的热应力。
旁路渗流较小，锻件使用较少，造价低，无内漏。
近年来国内在节能增效等方面改进换热器性能，提高传热效率，减少传热面积降低压降，提高装置热强度等方面的研究取得了显著成绩。
换热器的大量使用有效的提高了能源的利用率，使企业成本降低，效益提高。
1.3 换热器的研究内容及意义随着换热器广泛应用于各行业，诞生了许多新型的换热器，这使得换热器相关技术也得到不断提高，传热理论不断完善，换热器研究、设计、技术、制造等技术不断发展，换热技术的发展同时又促进了各种新型高效换热器的不断发展。
目前各国为提高这类换热器性能进行的研究主要是强化传热，强化传热的主要途径有提高传热系数、扩大传热面积和增大传热温差等方式，其中提高传热系数是强化传热的重点，主要是通过强化管程传热和壳程传热两个方面得以实现。
管壳式换热器强化传热方法主要有：采用改变传热元件本身的表面形状及其表面处理方法，以获得粗糙的表面和扩展表面；用添加内插物的方法以增加流体本身的绕流；将传热管的内外表面轧制成各种不同的表面形状，使管内外流体同时产生湍流并达到同时扩大管内外有效传热面积的目的，提高传热管的传热性能；将传热管表面制成多孔状，使气泡核心的数量大幅度增加，从而提高总传热系数并可增加其抗污垢能力；改变管束支撑形式以获得良好的流动分布，充分利用传热面积等。
换热器相关技术的发展主要表现在以下几发面：防腐技术，大型化与小型化并重，强化技术，抗振技术，防结垢技术，制造技术，研究手段。
随着工业中经济效益与社会环境保护的要求，制造水平的不断提高，新能源的逐渐开发，研究手段的日益发展，各种新思路的与新结构的涌现，换热器将朝着更高效、经济、环保的方向发展。
本课题主要研究的是固定管板式换热器，查阅换热器相关标准，分析固定管板式各部分性能影响，并进行了换热器的热工计算、结构计算。
近年来，随着制造技术的进步，强化换热元件的开发，使得新型高效换热器的研究有了较大的发展，根据不同的工艺条件与工况设计制造了不同结构形式的新型换热器，也取得了较大的经济效益。
故我们在选择换热设备时一定要根据不同的工艺、工况要求选择。
换热器的作用可以是以热量交换为目的。
在即定的流体之间，在一定时间内交换一定数量的热量；也可以是以回收热量为目的，用于余热利用；也可以是以保证安全为目的，即防止温度升高而引起压力升高造成某些设备被破坏。
换热器的应用广泛，日常生活中取暖用的暖气散热片、汽轮机装置中的凝汽器和航天火箭上的油冷却器等，都是换热器。
它还广泛应用于化工、石油、动力和原子能等工业部门。
本文的研究结果对指导换热器的规模化生产，扩大其应用领域，以在广泛范围内逐步取代进口同类材料，降低使用成本具有重要意义。
2. 管式换热器设计原理与步骤2.1设计依据管壳式换热器分为逆流和顺流，一台好的换热器应该有良好的换热性能，科学研究或生产生活的需要，这是设计的初衷和目的。
本章节主要对固定管板式换热器进行热工设计的计算，它的设计程序或步骤随着设计任务数和原始数据的不同而不同，要尽可能的使已知数据和要设计计算的项目顺次编排，但由于许多项目之间互相关联，无法排定顺序，故往往先根据经验选定一个数据使计算进行下去，通过计算得到结果后再与初始假定的数据进行比较，知道达到规定的偏差要求，试算才告结束。
2.2设计原理由于换热器四个进、出口温度及一侧流体的流量已给定，要求计算出在满足定压力降限制条件下的有效换热面积与流程、流道排列组合方式。
传热基本基本方程式：'m t KF Q ∆= （2-1） 式中：W Q 传热量，-；·m /2（总传热系数，W K -℃)；传热面积，-F 2m ； 正系数，数平均温差乘以温差修传热平均温差，等于对-∆'m t ℃。
换热量的的计算式：)"-'(t t c q Q p m = （2-2） 式中：/m q kg s -流体质量流量，；℃）（，流体相应温度的比热容· /-kg J c p ；度分别表示流体进出口温和"'t t ，℃ 。
总传热系数计算公式：）（i i i i d d h d d R R h K 000011/1+++= （2-3）式中：m d d o i 管子内、外径，、-；℃）（热系数，管子内、外侧的表面传、·/2m W h h o i -；W R R o i /·m 2℃阻，管子内、外侧的污垢热、-。
2.3设计步骤设计换热器时一般按照以下几个步骤进行：（1）确定换热器设计指标（即设计条件或问题说明）；（2）初步确定换热器的类型、结构、材料及流动形式等参数（即总体布置）；（3）换热器的传热计算、流阻计算和优化分析（即热力和水力设计，是我们课程设计的主要内容）；（4）换热器的结构、强度及工艺等方面的设计（即结构设计，在设计过程中应与热力、水力设计相互协调）；（5）根据其它具体的评价条件，从上述的几套设计方案中进行方案的选择（即最佳设计）。
3. 确定基本物性参数3.1初始条件：(1) 空调供暖热水用量为： 30t/h ；(2) 空调供暖用水出口水温为：60℃；(3) 空调供暖用水进口水温为：85℃；(4) 热水锅炉的进口水温为：70℃；(5) 热水锅炉的出口水温为：95℃；(6) 允许最大压力降：0.1 MPa 。
3.2物性参数由于壳程不存在相变，其定性温度可取流体进出口温度的平均值。
其管程热流体的平均温度为：2111t t t ''+'= （3-1） 式中：1t ——壳程流体的定性温度；1t '——壳程流体的进口温度； 1t ''——壳程流体的出口温度。
由（3-1）式得：C t ︒=+=5.82270951 壳程冷流体的定性温度为2222t t t ''+'= （3-2） 式中：2t ——管程流体的定性温度；2t '——管程流体的进口温度； 2t ''——管程流体的出口温度。
由（3-2）式得：C t ︒=+=5.72260852查物性参数表有3-1 水的物性参数表3.3初选管材3-2 初选管材参数3.4传热量的计算3.4.1冷量计算根据能量守恒，有：i o Q Q = （3-3）式中：o Q ——壳程流体的散热量； i Q ——管程流体的吸热量。