x2160541热工基础课程教学大纲

x2160541热工基础课程教学大纲 课程名称热工基础 英文名称 Fundamental of Thermodynamics and Heat Transfer 课程编码x2160541 学时数40 其中实践学时数0课外学时数0 学分数2.5 适用专业机械设计制造及其自动化、机械工程 \课程简介 热工基础是一门专业基础课程。本课程包括工程热力学和传热学两部分内容。工程热力学 部分主要介绍工程热力学的基本概念和基本定律、常用工质的热物理性质、基本热力过程与典型热 力循环；传热学部分主要介绍导热、对流换热、辐射换热的基本规律、求解方法以及控制热量传递 过程的技术措施，换热器的热计算方法。 通过热工基础课程的学习，使学生理解工程热力学和传热学的基本概念、基本原理和基本 定律；使学生了解工程热力学、传热学常用的分析方法，培养学生对简单热学问题的分析和求解能 力；掌握能量转换规律和有效利用能量的基本知识，培养学生综合运用所学知识去分析和解决实际 问题的能力。 二、课程目标与毕业要求关系表 课程目标 毕业要求 1使学生理解工程热力学和传热学的基 本概念、基本原理和基本定律 1-2掌握机械工程专业的基础知识，能选 择恰当的模型用于分析复杂机械工程问 题； 2使学生了解工程热力学、传热学常用 的分析方法，培养学生对热学问题的分析和 求解能力 2-2能够应用工程基础知识对研究对象进 行正确的分析和改进工程问题； 3掌握能量转换规律和有效利用能量的 基本知识，注意培养学生综合运用所学知识 去分析和解决实际问题的能力 2-2能够应用工程基础知识对研究对象进 行正确的分析和改进工程问题； 三、课程教学内容、基本要求、重点和难点 （零）绪论 1. 能量与能源了解能量能源的概念、分类，与国民经济和人民生活关系; 2. 热工基础的研究内容掌握热工基础的研究内容与方法。 （一）基本概念 1. 热力系统理解工质、热力系的定义，掌握热力系的分类；（重点） 2. 平衡状态与状态参数理解热力状态和状态参数的定义，掌握平衡状态的物理意义及实现条 件； 3. 状态方程与状态参数坐标图了解状态方程式及参数坐标图的物理意义及作用； 4. 准平衡过程与可逆过程理解热力过程、准平衡过程和可逆过程的物理意义与联系；（难点） 5. 功量与热量掌握功量与热量的概念和计算。 （-）热力学第一定律 1. 热力系统的储存能掌握能量、热力系统储存能、热力学能的概念； 2. 热力学第一定律的实质理解热力学第一定律的实质； 3. 闭口系统的热力学第一定律表达式掌握封闭热力系的能量方程并熟练应用；（重点） 4. 开口系统的稳定流动能量方程式掌握开口热力系稳定流动能量方程并熟练应用，掌握体积 变化功、轴功、流动功和技术功的概念，理解焙的定义式及物理意义；（难点） 5. 稳定流动能量方程式的应用了解常用热工设备主要交换的能量及稳定流动能量方程的简化 式。 （三）理想气体的性质与热力过程 1. 理想气体状态方程式理解理想气体的含义，熟练掌握并应用理想气体的状态方程；（重点） 2. 理想气体的热容、热力学能、培和嫡理解比热容的物理意义，掌握理想气体热力学能和恰 变化量的计算；（难点） 3. 理想混合气体理解理想混合气体的概念，理解理想混合气体的基本定律，理解混合气体的 成分； 4. 理想气体的热力过程掌握理想气体基本热力过程方程式和基本状态参数变化的关系式； 5. 气体在喷管中的流动理解喷管中的稳定流动基本方程式和喷管截面的变化规律。 （四）热力学第二定律 1. 自发过程的方向性与热力学第二定律的表述理解热力学第二定律的实质和表述，掌握热力 学第二定律在判断热力过程方向上的重要作用； 2. 卡诺循环与卡诺定理了解热力循环、正向循环、逆向循环的概念，掌握评价循环经济性的 指标热效率、制冷系数、制热系数，掌握卡诺循环、卡诺定理及对工程实际的指导意义；（重点） 3. 炳了解炳的概念，掌握孤立系统嫡增原理；（难点） 4. 爆了解煽的定义及煽平衡方程式。 （五）水蒸气与湿空气 1. 水蒸气的产生过程掌握水蒸气定压发生过程；（重点） 2. 水蒸气的状态参数理解有关水蒸气的各种术语及其意义，了解利用水蒸气图表查出水蒸气 状态参数；（难点） 3. 湿空气的性质理解湿空气、未饱和湿空气和饱和湿空气的概念和意义 （六）动力装置循环 1. 蒸汽动力装置循环理解郎肯循环及热效率，了解蒸汽参数对郎肯循环热效率的影响，了解 提高蒸汽动力循环热效率的其他途径； 2. 活塞式内燃机循环了解活塞式内燃机循环的工作原理和循环过程。 （七）热量传递的基本方式 1. 热传导了解传热学的研究对象和研究任务，熟练掌握热传导的概念和特点；（重点） 2. 热对流熟练掌握热对流的概念和特点；（重点） 3. 热辐射熟练掌握热辐射的概念和特点；（重点） 4. 传热过程简介掌握综合传热过程的分析计算。（难点） （八）导热 1. 导热理论基础理解温度场、等温线、等温面、温度梯度以及稳态导热的概念，掌握导热基 本定律一一傅里叶定律的物理意义和数学表达式，了解热导率的物理意义及影响热导率的因素；（重 点） 2. 稳态导热掌握单层平壁和多层平壁的一维稳态导热计算公式及其应用，掌握单层圆筒壁和 多层圆筒壁的一维稳态导热计算公式及其应用，掌握热阻的概念及不同情况下导热热阻的分析和计 算。（重点）（难点） （九）对流换热 1. 概述理解对流换热的基本概念，了解对流换热的过程及分类，理解牛顿冷却公式的物理意 义，了解应用牛顿冷却公式计算流体与固体壁面间的对流换热量；（重点）（难点） 2. 对流换热的数学描述理解表面传热系数的定义和物理意义，了解影响表面传热系数的因 素，了解主要的无因次准数的含义。 （十）辐射换热 1. 热辐射的基本概念掌握热辐射和辐射换热的本质与特点，理解有关热辐射的吸收、反射、 透射、黑体、白体、透热体及灰体等基本概念；（重点） 2. 黑体辐射的基本定律理解斯蒂芬一玻尔兹曼定律的实质； 3. 实际物体的辐射特性理解基尔霍夫定律的实质； 4. 辐射换热的计算方法理解角系数的概念和求解，了解固体壁面之间的辐射换热的计算方 法，理解固体壁面之间简单的工程问题辐射换热的分析和计算；（重点）（难点） 5. 遮热板原理了解遮热板原理及应用。 （十一）传热过程与换热器 1. 传热过程理解传热过程及其特点，掌握传热系数的计算；（重点） 2. 换热器了解换热器的基本结构、工作原理； 3. 传热的强化与削弱了解强化传热及削弱传热的原则和有效方法。（难点） 四、教学方式及学时分配 序号 主要内容 主要教 学方式 学时 分配 辅导答 疑比例 奇 0,绪论 0.1能量与能源 0.2热工基础的研究内容 讲授 2 10.5 一 1.基本概念 1.1热力系统 1.2平衡状态与状态参数 1.3状态方程与状态参数坐标图 1.