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“热工基础”课程教学大纲

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“热工基础”课程教学大纲

课程编号：

学时：48 （理论学时：44 实验学时：4 课外学时：58）

学分：2.5

适用对象：机械工程与自动化、材料科学与工程、航空航天和工程力学等专业本科生

先修课程：高等数学，大学物理

一、 课程性质和目的（100字左右）

性质：基础理论

目的：通过本课程学习，使学生掌握包括热能与机械能相互转换基本理论和热量传递规律两方面的热工理论知识，获得有关热科学的基本分析计算训练和解决有关热工工程问题的基本能力。同时还应为学生对热学科的建模和问题的处理奠定基础。

二、 课程内容简介（200字左右）

热工基础是研究热现象的一门技术基础课程，主要讲授热能与机械能相互转换基本理论和热量传递规律，以提高热能利用完善程度的一门技术基础课，是机械学科、材料学科、航空航天和建筑等学科相关专业的一门必修课程。本课程为学生学习有关专业课程和将来解决热工领域的工程技术问题奠定坚实的基础。

三、 教学基本要求

1．掌握热能和机械能相互转换的基本规律(第一、第二定律)，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．掌握包括理想气体、蒸气和湿空气在内的常用工质的物性特点，能熟练应用常用工质的物性公式和图表进行物性计算；

3．掌握不同工质热力过程和循环的基本分析方法，能对工质的热力过程和循环进行计算，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；

4．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，进而掌握热量传递的基本规律和基本理论；

5．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。

四、 教学内容及安排

0绪论（能源概述）

1、内容: 能源和热能利用的基本知识：本学科研究对象，主要研究内容和方法。

2、要求：使学生掌握本学科的研究概况；了解能源和热能利用的概况，能源利用和社会、经济可持续发展的关系，节能的重大意义；正确认识、理解本课程与专业的关系。

教学安排及教学方式

教学环节学时分配 课后环节（请打“√”）

章节数 授课 实验 上机 讨论 作业 自学 综合大作业 其他

0 1 √

第一章：热能转换的基本概念

1、内容:热力系与工质；状态与状态参数；热力参数坐标图；热力过程和

热力循环。

2、要求：要求学生正确理解热能转换中常用的一些术语，基本概念。应使学生掌握热力系及其分类，平衡状态和状态参数，状态参数的数学特征。对于热力过程着重讲明可逆过程。使学生了解热力循环及其性能指标。

教学安排及教学方式

教学环节学时分配 课后环节（请打“√”）

章节数 授课 实验 上机 讨论 作业 自学 综合大作业 其他

第1章 2 √

第二章 热力学第一定律

1、内容:热力学第一定律的实质；储存能，热力学能和焓；闭口系的能量方程；稳定流动的能量方程及其应用。

2、要求：热力学第一定律是全书的重点之一和热工计算基础。应透彻讲清闭口系与稳定流动系的能量方程。讲清焓的概念。使学生掌握热力学第一定律的实质，重点掌握如何利用能量方程解决实际工程中能量转换问题。

教学安排及教学方式

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章节数 授课 实验 上机 讨论 作业 自学 综合大作业 其他

2.1-2.4 2 √ √

2.5,2.6 2 √ √

第三章 热力学第二定律

1、内容:热力过程的方向；热力学第二定律及其表述；卡诺循环和卡诺定理；状态参数熵；孤立系熵增原理；能量的品质与能量贬值原理，热量的㶲。

2、要求：使学生掌握热力学第二定律不同表述的内涵。掌握卡诺循环和卡诺定理及其意义。使学生理解熵参数的内涵。通过熵增原理使学生重点掌握熵产的计算分析，并判断过程的不可逆性。了解能量贬值原理的实质。

教学安排及教学方式

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3.1-3.5 2 √ √

3.6-2.9 2 √ √

第四章 理想气体的热力性质和热力过程

1、内容：理想气体的状态方程，理想气体的比热容。理想气体的热力学能，焓和熵的计算分析。混合气体热力性质简介。理想气体的四个基本热力过程和多变过程。

2、要求：使学生掌握利用理想气体的状态方程计算理想气体的基本状态参数，掌握理想气体的比热容，理想气体的热力学能，焓和熵的计算。了解混合气体热力性质。掌握理想气体的基本热力过程和多变过程的过程方程、基本状态参数间的关系、热量和功量的计算，掌握理想气体的热力过程在

p-v和T-s图上的表示和分析。

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4.1-4.4 2 √ √

4.5，4.6 2 √ √

第五章 蒸气热力性质和热力过程

1、内容：蒸气热力性质的特点、术语；蒸气热力性质图表及其应用；蒸气热力过程的分析和计算。

2、要求：使学生掌握蒸气热力性质的特点，掌握利用蒸气热力性质图表进行蒸气状态参数的查算；对于蒸气过程的分析和计算应讲清解题步骤，使学生能利用蒸气热力性质图表根据热力学第一和第二定律进行蒸气热力过程的分析和计算。

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5.1-5.3 2 √ √

第六章 湿空气

1、内容：湿空气的概念；湿空气的状态参数；焓－湿图及其应用。

2、要求：掌握湿空气状态参数的物理意义，能利用解析式和焓－湿图计算湿空气的状态参数，了解湿空气基本热力过程的分析计算。

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6.1-6.3 1 √ √

第七章 热量传递的三种基本方式简介

1、内容：导热，对流换热和辐射换热三种热量传递的基本方式简介。

2、要求：使学生了解热量传递的三种基本方式及其特点。

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7.1-5.2 1 √ √

第八章 导热的基本定律及稳态导热

1、内容：傅里叶定律；温度场及导热系数；导热微分方程及定解条件；通过平壁及圆筒壁的导热、热阻。通过肋片的导热。

2、要求：使学生掌握傅里叶定律；了解二维无内热源导热微分方程；重点掌握温度场的求解，通过平壁和圆筒壁的稳态导热计算公式。掌握热阻概念及其应用。

教学安排及教学方式

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8.1-8.3 2 √ √

8.4 1 √ √

第九章 非稳态导热

1、内容：非稳态导热的特点；一维非稳态导热过程分析求解，诺漠图；简单形状物体的一维非稳态问题工程计算；集总参数法。

2、要求：掌握简单形状物体的非稳态问题工程计算方法和集总参数法。

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9.1-9.3 2 √ √

第十章 导热问题的数值求解基础*（参考内容）

1.内容:导热问题数值求解基本思想；稳态导热问题的数值计算过程。

2、要求：了解数值求解导热问题的基本思路和方法。

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10.1,10.2

第十一章 对流传热

1、内容：对流换热概说，牛顿公式与影响对流换热表面传热系数的因素；速度边界层和温度边界层概念；量纲分析与准则方程式；管内强制对流换热的特征及实验关联式；外掠单管、管束强制对流的特征实验关联式；大空间自然对流换热的特征及其实验关系式；有相变的对流换热的特征及其实验关系式。。

2、要求: 掌握牛顿公式及影响对流换热的各种因素，掌握边界层概念及准则方程式的意义和应用。使学生重点掌握选用合适的准则方程进行强制对流

换热和自然对流换热的计算。了解有相变的对流换热的特征。

教学安排及教学方式

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11.1,11.2 2 √ √

11.3,11.4 2 √ √

第十二章 辐射传热

1、内容：热辐射的本质与特征；热辐射的基本定律；黑体间的辐射换热及角系数；灰体间辐射换热及网络法。

2、要求: 使学生掌握热辐射的本质与特征。掌握斯蒂芬－波耳茨曼 ，基尔霍夫定律。正确理解有效辐射、灰体和角系数的概念。掌握利用网络图进行灰体间辐射换热的计算方法。

教学安排及教学方式

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12.1,12.2 2 √ √

12.3-12.5 2 √ √

第十三章 喷管和扩压管*（参考内容）

1、内容：气体在喷管中流动的基本规律；喷管的流速和流量计算；有磨阻喷管流动；扩压管的工作原理。

2、要求:掌握渐缩喷管的设计和校核计算，了解扩压管的工作原理。

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13.1-15.5

第十四章 换热器及其热计算

1、内容：换热器及其分类；复合换热；传热过程与传热系数，传热的的增强与削弱。换热器热计算的基本方程与设计方法。

2、要求: 使学生理解实际生产和生活中热量传递三种基本方式的组合作用。掌握传热系数的组成，要求学生掌握通过平壁和圆筒壁的传热过程计算及增强传热和削弱传热的原则与手段，掌握换热器热设计的基本方法。

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14.1-14.3 2 √ √

14. 4 1 √ √

第十五章 压气机

1、内容：压气机的工作分类，活塞式压气机和叶轮式压气机的原理；压气机的耗功计算及省功节能的方法。

2、要求: 使学生掌握活塞式压气机和叶轮式压气机的耗功计算，以及省功方法的热力学原理。

教学安排及教学方式

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15.1-15.3 2 √ √

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《热工基础》课程大纲

《热工基础》课程大纲

《热工基础》课程教学大纲

一、课程基本信息

英文名称 Thermal Foundations 课程代码 VEEN1050

课程性质 专业必修课程 授课对象 车辆工程

学 分 2.0 学 时 42

主讲教师 修订日期 20210624

指定教材 《热工基础》第三版，高等教育出版社，2015年。

先修课程 线性代数、普通物理、机械原理

二、课程性质

工程热力学和传热学是研究与分析热机和常用热力设备（动力装置、制冷装置等）热能转换规律、性质的理论依据，也为识别和判断车辆复杂工程问题提供理论分析的实用、有效方法。《热工基础》课程已经成为机械类、交通运输类、土建类、车辆类专业的必修或选修专业课程之一。通过本课程的学习，使学生掌握工程热力学的基本定律、基本热力过程和循环的分析计算方法以及常用热力设备的工作原理；通过传热学的学习，使学生掌握传热学的基本概念、基本理论及基本分析和实验研究方法，为今后分析、研究、处理、解决实际的车辆工程应用问题奠定必要的技术理论基础。本门课程内容涉及面广，公式计算类知识点偏多，学习时应以理解和灵活应用为主，掌握相关的理论、定律及公式，并结合工程实践应用进行理论分析，培养学生理论联系实际和解决实际问题的能力。

三、课程目标

（一）总体目标：

本课程内容涵盖热力学第一及第二定律、理想气体的性质与热力过程、水蒸气与湿空气、热量传递的基本方式、导热、对流换热等内容，教学过程中要注意与先修课程基础知识的联系。通过本课程的学习，能够培养学生的工程意识，培养和提高学生理论联系实际、分析问题、解决问题的能力，并掌握工程热力学和传热学的相关知识及应用。

（二）课程目标：

课程目标1：掌握工程热力学和传热学中的基本概念、理论、分析计算方法、常用热力设备的工作原理等。结合数学与自然科学的基本概念、基本理论，能对工程热能的转换和传递问题进行描述、计算。

课程目标2：掌握工程热力学和传热学中的实验研究方法。并结合数学与自然科学的理论，能对工程中热能的转化和传递问题进行实验分析、研究和求解。

热工基础教学大纲

热工基础教学大纲

热工基础教学大纲

一、课程概述

本课程是介绍热力学相关的知识，包括热力学基本概念、状态方程、热力学第一定律和第二定律以及热力学循环等。本课程着重讲解热力学基本概念和定律，为学生深入理解热力学的应用奠定基础。

二、教学要求

1. 掌握热力学的基本概念、状态方程、热力学第一定律和第二定律等基础知识；

2. 掌握热力学循环的原理与应用；

3. 能够应用所学知识解决基本的热力学问题。

三、教学内容及教学进度

章节 节数 教学内容

第一章 热力学基本概念 2 热力学基本概念、热力学系统、过程、平衡及稳定

第二章 热力学第一定律（能量守恒定律） 4 热力学第一定律、状态方程、热容量和焓

第三章 热力学第二定律（熵增原理） 4 热力学第二定律、熵及其计算方法、可逆过程

第四章 热力学循环 2 反应炉及其热力学工作循环、蒸汽章节 节数 教学内容

动力循环

第五章 热力学应用 4 理想气体循环、真实气体循环、计算机辅助热力学

注：教学进度为每周2节课，共计16周。

四、教学方法

1. 讲授：授课教师将内容详细、透彻地讲解并通过图像予以说明，重点突出，简明扼要，注重理论联系实际；

2. 练习：由教师在课堂上布置练习题并解答，或将一定量的习题要求学生在课后认真完成，并将重点、难点、疑点向学生重点解释；

3. 实验：通过热学实验环节，让学生进一步了解热力学内容和知识，拓展学生的视野，提高实践能力；

4. 讨论：设置问题讨论环节，让学生独立思考、吸收知识、借鉴他人经验，培养学生积极参与、独立思考、团队合作、创新意识的能力；

5. 课外拓展：鼓励学生通过书籍、网络和其他渠道了解热力学基础知识的应用和前沿领域的发展，提高学生的自主学习能力。

五、考核办法

1. 平时表现：课堂练习和实验成绩占平时成绩的30%；

2. 期中考试：占总成绩的30%； 3. 期末考试：占总成绩的40%。

六、参考教材

1. 《热力学基础》（第四版） 马紫良、周相忠、李荣华、李忠著，高等教育出版社，2018年；

热工基础课程教学大纲.doc

热工基础课程教学大纲.doc

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

一、 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

“热工基础”课程教学大纲

“热工基础”课程教学大纲

“热工基础”课程教学大纲

课程编号：

学时：48 （理论学时：44 实验学时：4 课外学时：58）

学分：2.5

适用对象：机械工程与自动化、材料科学与工程、航空航天和工程力学等专业本科生

先修课程：高等数学，大学物理

一、 课程性质和目的（100字左右）

性质：基础理论

目的：通过本课程学习，使学生掌握包括热能与机械能相互转换基本理论和热量传递规律两方面的热工理论知识，获得有关热科学的基本分析计算训练和解决有关热工工程问题的基本能力。同时还应为学生对热学科的建模和问题的处理奠定基础。

二、 课程内容简介（200字左右）

热工基础是研究热现象的一门技术基础课程，主要讲授热能与机械能相互转换基本理论和热量传递规律，以提高热能利用完善程度的一门技术基础课，是机械学科、材料学科、航空航天和建筑等学科相关专业的一门必修课程。本课程为学生学习有关专业课程和将来解决热工领域的工程技术问题奠定坚实的基础。

三、 教学基本要求

1．掌握热能和机械能相互转换的基本规律(第一、第二定律)，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．掌握包括理想气体、蒸气和湿空气在内的常用工质的物性特点，能熟练应用常用工质的物性公式和图表进行物性计算；

3．掌握不同工质热力过程和循环的基本分析方法，能对工质的热力过程和循环进行计算，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；

4．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，进而掌握热量传递的基本规律和基本理论；

5．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。

四、 教学内容及安排

0绪论（能源概述）

1、内容: 能源和热能利用的基本知识：本学科研究对象，主要研究内容和方法。

2、要求：使学生掌握本学科的研究概况；了解能源和热能利用的概况，能源利用和社会、经济可持续发展的关系，节能的重大意义；正确认识、理解本课程与专业的关系。