工程热力学与传热学(Engineering Thermodynamics and Heat Transfer Theory)

仙仙

        课程名：工程热力学与传热学(Engineering Thermodynamics and Heat Transfer Theory)  学分：3  学时：48  
课程类别：学科教育选修课  
开课学院：食品学院  所属基层教学组织：
曾任课教师：
        课程大纲：
一、课程性质与目的
    本课程是机械设计制造及自动化专业和轮机工程专业的一门必修专业基础课。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。同时通过本课程的学习，为学生今后学习各门专业课程以及研究生课程打下理论基础。
二、课程简介
    本课程为专业基础课，包括工程热力学和传热学以及热工基础应用等内容。以热能的利用为线索，阐述热能利用中所涉及的基本概念、基本定律和基本理论。同时介绍了热工领域的应用和新成果、新发展，拓宽学生视野。
三、教学内容
第一章  能源概述（2学时）
主要内容：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。
学习要求：了解热能的两种利用方式，热工学研究的主要内容。
第二章  热能转换的基本概念和基本定律（12学时）
主要内容：热能转换的基本概念；热力学第一定律；热力学第二定律；
学习要求：掌握准静态过程的特点和实际意义，理解可逆过程的特点和实现条件；掌握热力学第一定律解析式，内能，推进功，焓，几种功的关系，掌握能量方程的实际应用（分析计算）；卡诺定理的理解，理解熵流与熵产。
第三章  热能转换物质的热力性质和热力过程（12学时）
主要内容：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。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。
学习要求：掌握基本热力过程分析；水蒸气的状态和参数，掌握水蒸气热力性质图表及应用，掌握湿空气的焓湿图应用。
第四章  热量传递的基本理论（12学时）
主要内容：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；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；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；热辐射的基本概念，热辐射的基本定律，辐射换热计算；复合换热，传热过程与传热系数，传热的增强，传热的削弱和热绝缘，换热器及其热计算 。
学习要求：理解导热系数与热流密度，对流换热系数，辐射力和黑度，热阻；理解傅立叶定律和导热系数，掌握稳态导热的分析计算；理解流动边界层的形成和发展，理解相似准则和准则方程，掌握流体管内受迫流动换热、流体横掠单管和管束的换热、流体自由流动换热的分析计算；掌握热辐射基本定律的表达式及实际应用，掌握辐射换热的分析计算。
第五章  热工基础的应用（10学时）
主要内容：喷管和扩压管；压气机；蒸汽动力装置；制冷装置与循环；换热器的热计算。
学习要求：掌握喷管的设计计算； 理解蒸汽动力装置及循环；理解制冷装置与循环；掌握换热器的热计算。
四、教学基本要求
    教师在课堂上应对该课程的基本概念、规律、原理和方法进行必要的讲授，并详细讲授每章的重点、难点内容；讲授中应注意理论联系实际，加深学生对有关概念、理论等内容的理解，并应采用多媒体辅助教学，加大课堂授课的知识含量。
    平时作业以课后习题为主，要求学生每周必须完成一次作业。旨在加深学生对所学知识的理解、运用。
五、教学方法
    本课程采用的教学媒体主要有：文字教材（包括主教材和学习指导书）、课件（包括主讲老师对全书的系统讲授，还有重要内容的文字提示与电子教学幻灯片）以及网上辅导（主要采用E-MAIL、BBS等形式）。
    考试主要采用闭卷方式，考试范围应涵盖所有讲授内容，考试内容应能客观反映出学生对本门课程主要概念的记忆、掌握程度，对有关理论的理解、掌握及综合运用能力。
    总评成绩：作业占20%、出勤占10%、闭卷考试占70%。
六、参考教材和阅读书目
参考教材：
傅秦生编著，《热工基础与应用》，机械工业出版社，2005年第1版。
阅读书目：
(1)《热工理论基础》(第一版)，郝玉福，高等教育工业出版社(1993)；
(2)《热工学》(第二版)，蒋汉文，人民教育出版社(1994)；
(3)《传热学》(第二版)，杨世铭，陶文铨，高等教育学出版社(1999)；
(4)《工程热力学》，严家禄，高等教育出版社(1999
七、本课程与其它课程的联系与分工
    本课程是机械设计制造及自动化专业和轮机工程专业的一门必修专业基础课，它包含了工程热力学、传热学等学科的基本内容。通过本门课程的学习，学生为后续各类专业课程的学习打下坚实的理论基础。。