热工基础课程教学大纲

《热工基础》课程教学大纲

英文名称：Basis of Heat Energy Engineering

一、课程说明

1．课程性质

《热工基础》是机械类专业的主干技术基础课程，是机械设计制造及其自动化专业、农业机械化及其自动化专业的必修专业基础课。

2．课程的目的和任务：

学习本课程可使学生认识到在能源危机日趋严重的情况下节能工作的重要性，了解并掌握有关能量转换和热量传递规律方面的知识，探索提高各种热工设备热效率的技术措施，使学生能在各自以后的工作岗位上有效地开展节能技术改造工作，这是培养复合型工程技术人才科学素质的一个不可缺少的环节。

3．适应专业：

本大纲适用于机械设计制造及其自动化专业、农业机械化及其自动化专业。4．学时与学分：

总学时为40学时，2学分。

5．先修课程：

学习本课程，首先应学好基础课程，如《大学物理》、《流体力学》、《高等数学》等课程，这样才能很好地理解和掌握本课程的内容。另外，学好本课程，也可为学习后续的《汽车拖拉机》、《食品工程原理》、《农产品加工机械与设备》、《农产品干燥技术》等专业课程打好基础。

6．推荐教材或参考书目：（含教材名，主编，出版社，出版年份）傅秦生，何雅玲，赵小明编著《热工基础与应用》，机械工业出版社，2003

主要参考书目：

蒋汉文主编（同济大学），《热工学》，高等教育出版社（第二版），1999

王补宣主编，《热工基础》，高等教育出版社，1998

张壁光，乔启宇编，《热工学》，中国林业出版社，1997

陶文铨，李永堂主编，《工程热力学》，武汉理工大学出版社，2001

朱明善等，《工程热力学》，清华大学出版社，1998

曾丹苓等，《工程热力学》，高等教育出版社，1987

7．主要教学方法与手段：

本课程主要采取课堂讲授的方法，部分章节辅以多媒体教学，加强直观感受和对实际热工设备工作过程、工作原理的理解。

8．考核方式：（说明，成绩评定办法）

实行结构分，采取平时考核与考试相结合的方式，平时考核包括上课考勤、作业、实验等，占30%，考试成绩占70%。

9．课外自学要求(包含作业要求)：

课前预习、课后及时复习巩固，按要求阅读相应的参考资料，按时独立认真完成布置的作业，达到学以致用的目的。

二、教学基本要求和能力培养要求

1．通过本课程的各个教学环节，达到以下基本要求：（运用了解、掌握、熟练掌握、领会、正确理解等词语对本课程内容提出要求）

（1）熟练掌握热能转换和热量传递的基本概念和基本定律，并能应用于实际的分析计算。

（2）掌握热能传递与转换的一般规律以及热能在工程上有效合理利用的基本知识。（3）掌握各种工作介质的热力性质，了解各种热工设备的工作原理、工作过程。2．通过学习本课程，应具备以下能力：

（1）能对各种热工设备的热力循环、热力过程进行分析、计算，找出提高热效率、改善传热过程的有效途径。

（2）能运用基本知识在相应的工程技术领域采取合理有效的节能措施，改善工程设备的工作过程。

（3）能够分析解决有关热能工程的一些实际的技术问题。

三、课程教学内容（各章、节基本内容及重点、难点，用※标注为选学内容）

第一章绪论

基本内容：能源及其利用，热能及其利用，热工学的研究对象及主要内容，学习本课程的意义

重点：热能的两种利用方式，热工学研究的主要内容

第二章工程热力学概述

基本内容：工程热力学的发展，工程热力学的研究方法

重点：工程热力学的研究内容，热工设备的分类

第三章热能转换的基本概念

基本内容：热力系统，热力状态及状态参数，基本状态参数，热力平衡状态及状态参数坐标图，热力过程，功，热量与熵，热力循环

重点和难点：准静态过程的特点和实际意义，可逆过程的特点和实现条件，熵的引出和定义

第四章热力学第一定律

基本内容：热力学第一定律，闭口系统能量方程，稳定流动系统的能量方程，稳定流动系统能量方程的应用

重点和难点：热力学第一定律解析式，内能，推进功，焓，几种功的关系，能量方程的实际应用（分析计算）

第五章热力学第二定律与熵

基本内容：自然过程的方向性与热力学第二定律的表述，卡诺循环与卡诺定理，熵的推导及孤立系统熵增原理，熵方程及能量贬值原理

重点和难点：卡诺定理的理解，熵流与熵产

第六章理想气体的热力性质与热力过程

基本内容：理想气体状态方程，理想气体的比热容、内能和焓，理想气体的熵，理想气体混合物，理想气体的基本热力过程，多变过程，气体的压缩重点和难点：基本热力过程分析

第七章水蒸气与湿空气

基本内容：蒸气的热力性质，水蒸气热力性质图表及应用，湿空气的热力性质及热力过程

重点和难点：水蒸气的状态和参数，水蒸气热力性质图表及应用，湿空气的焓湿图应用

第八章内燃机循环与其他气体动力循环

基本内容：活塞式内燃机的实际循环与理想循环，斯特林循环，勃雷登循环，喷气发动机

重点和难点：活塞式内燃机的实际循环与理想循环，几种理想循环的比较分析第九章制冷装置及循环

基本内容：逆卡诺循环，蒸气压缩制冷装置及循环，其他制冷装置及循环，制冷剂

重点和难点：逆卡诺循环，蒸气压缩制冷装置的工作原理及循环过程

第十章传热学概述

基本内容：传热学的发展及研究方法，热量传递的三种基本方式，传热过程，热阻

重点和难点：导热系数与热流密度，对流换热系数，辐射力和黑度，热阻

第十一章导热

基本内容：导热的基本概念，导热的基本定律，平壁的稳态导热，圆筒壁的稳态导热

重点和难点：傅立叶定律和导热系数，稳态导热的分析计算

第十二章对流换热

基本内容：放热过程，相似理论与对流换热准则方程，流体自由运动与受迫流动的换热，凝结换热与沸腾换热的特性※

重点和难点：流动边界层的形成和发展，相似准则和准则方程，流体管内受迫流