1、工程熱力學課程教學大綱一、課程基本信息課程代碼：03160102 課程名稱：工程熱力學 課程英文名稱：Engineering Thermodynamics課程所屬單位：機械系過程裝備與控制工程教研室 課程面向?qū)I(yè)：過程裝備與控制工程課程類型：必修課 先修課程：大學物理、高等數(shù)學學分：2 總學時：40 （其中理論學時：36 實驗學時：4） 二、課程性質(zhì)與目的 本課程是過程裝備與控制工程專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課。通過對工程熱力學的學習，使學生著重從工程的角度掌握熱力學的基本規(guī)律；并能正確運用這些規(guī)律，理論聯(lián)系實際地進行熱力過程、熱力循環(huán)的分析和熱力計算；同時也注意培養(yǎng)學生正確邏輯思維的能力。從而為學生學習

2、后續(xù)有關(guān)專業(yè)課程，提供必要的工程熱力學的基礎(chǔ)理論知識和熱力計算的基本方法，而且也為學生畢業(yè)后從事熱能工程的設(shè)計、管理和科學研究提供重要的熱力學理論基礎(chǔ)。三、課程教學內(nèi)容與要求第一章 基本概念1、教學內(nèi)容與要求掌握熱力系統(tǒng)的基本概念與分類；掌握熱力狀態(tài)的基本概念和狀態(tài)參數(shù)的特性；熟悉壓力、溫度和比體積的基本概念；掌握準靜態(tài)過程和可逆過程的基本概念；熟悉熱力循環(huán)。2、教學重點熱力系統(tǒng)熱力狀態(tài)熱力過程3、教學難點熱功轉(zhuǎn)換所涉及的一些術(shù)語、概念及分析方法。第二章 熱力學第一定律1、教學內(nèi)容與要求掌握熱力學第一定律的實質(zhì)；熟悉能量傳遞的三種形式及體積功的計算方法；掌握封閉系統(tǒng)的能量方程及穩(wěn)定流動能量方程

3、；了解開口系統(tǒng)能量方程的一般形式；弄清體積功、技術(shù)功和軸功之間的區(qū)別和聯(lián)系。2、教學重點熱力學第一定律的實質(zhì)能量的傳遞形式封閉系統(tǒng)的能量方程開口系統(tǒng)的能量方程穩(wěn)定流動能量方程3、教學難點熱力學第一定律的實質(zhì)及熱功轉(zhuǎn)換規(guī)律。第三章 理想氣體的性質(zhì)1、教學內(nèi)容與要求掌握理想氣體的狀態(tài)方程；熟悉定壓熱容、定容熱容的定義及其相互關(guān)系以及熱力學能和焓與熱容間的關(guān)系式；掌握理想氣體及其混合物熱容、熱力學能、焓和熵的計算方法。2、教學重點理想氣體及其狀態(tài)方程熱容、熱力學能和焓理想氣體熱力學能、焓和比熱理想氣體的熵理想氣體的混合物3、教學難點工質(zhì)狀態(tài)參數(shù)的分析與計算。第四章 理想氣體的熱力過程1、教學內(nèi)容與要

4、求學生掌握理想氣體典型熱力過程的分析方法及能量轉(zhuǎn)換規(guī)律；掌握絕熱過程的特點。2、教學重點（1）定容過程（2）定壓過程（3）定溫過程（4）絕熱過程（5）多變過程3、教學難點理想氣體典型熱力過程的分析。第五章 熱力學第二定律1、教學內(nèi)容與要求（1）掌握熱力學第二定律的實質(zhì)；（2）掌握卡諾循環(huán)和卡諾定理；（3）弄清熵、熵流、熵產(chǎn)的基本概念；（4） 掌握克勞修斯不等式和孤立系統(tǒng)熵增原理，并能應用它們判斷過程（循環(huán)）進行的方向、條件及限度。2、教學重點（1）熱力學第二定律的實質(zhì)（2）卡諾循環(huán)（3）多熱源的可逆循環(huán)（4）熵與克勞修斯不等式（5）孤立系統(tǒng)熵增原理3、教學難點第二定律的實質(zhì)及熱功轉(zhuǎn)換規(guī)律。第六

5、章 水蒸氣1、教學內(nèi)容與要求（1）掌握水蒸氣產(chǎn)生的一般原理；（2）水和水蒸氣狀態(tài)參數(shù)的確定；（3）水蒸氣圖表的結(jié)構(gòu)和應用；（4）水蒸氣熱力過程中功和熱量的計算。2、教學重點（1）飽和溫度和飽和壓力（2）水的定壓加熱汽化過程（3）水和水蒸氣的狀態(tài)參數(shù)（4）水蒸氣表和圖水蒸氣表和圖（5）蒸汽的熱力過程3、教學難點水的定壓加熱汽化過程。第七章 氣體與蒸氣的流動1、教學內(nèi)容與要求（1）掌握氣體與蒸汽在流經(jīng)噴管等設(shè)備時氣流參數(shù)變化與流道截面積的關(guān)系；（2）掌握流動過程中氣體能量傳遞和轉(zhuǎn)化等問題。（3）討論絕熱節(jié)流過程。2、教學重點（1）穩(wěn)定流動的基本方程式（2）促使流速改變的條件（3）噴管的計算（4）背

6、壓變化時噴管內(nèi)流動過程筒析（5）有摩阻的絕熱流動（6）絕熱節(jié)流3、教學難點促使流速改變的條件。第八章 壓氣機的熱力過程1、教學內(nèi)容與要求掌握壓氣機的工作原理、熱力分析。 2、教學重點單級活塞式壓氣機的工作原理和理論耗功量余隙容積的影響多級壓縮和級間冷卻葉輪式壓氣機的工作原理3、教學難點活塞式壓氣機。第九章 氣體動力循環(huán)1、教學內(nèi)容與要求 掌握氣體動力循環(huán)的分析與計算。 2、教學重點（1）分析動力循環(huán)的一般方法（2）活塞式內(nèi)燃機實際循環(huán)的簡化（3）活塞式內(nèi)燃機的理想循環(huán)（4）活塞式內(nèi)燃機各種理想循環(huán)的熱力學比較（5）燃氣輪機裝置循環(huán)（6）燃氣輪機裝置的定壓加熱實際循環(huán)3、教學難點氣體動力循環(huán)熱效

7、率分析。第十章 蒸汽動力循環(huán)裝置1、教學內(nèi)容與要求掌握蒸汽動力循環(huán)的分析與計算。 2、教學重點（1）朗肯循環(huán)（2）再熱循環(huán)（3）回熱循環(huán)3、教學難點朗肯循環(huán)。第十一章 制冷循環(huán)1、教學內(nèi)容與要求 （1）掌握蒸汽壓縮制冷循環(huán)的分析與計算；（2）了解制冷劑的性質(zhì)；（3）了解熱泵循環(huán)和供熱系數(shù)。2、教學重點（1）壓縮空氣制冷循環(huán)（2）蒸汽壓縮制冷循環(huán)（3）制冷劑（4）熱泵循環(huán)3、教學難點蒸汽壓縮制冷循環(huán)及其應用。第十二章 濕空氣1、教學內(nèi)容與要求（1）熟悉濕空氣的熱力參數(shù)和焓-濕圖；（2）熟悉濕空氣的熱力過程。2、教學重點（1）濕空氣概念（2）相對濕度和含濕量（3）濕空氣的焓濕圖（4）濕空氣過程及其

8、應用3、教學難點濕空氣過程及其應用。附：實驗教學內(nèi)容與要求實驗一：噴管實驗1、基本要求1）深刻理解噴管中氣體流動的基本規(guī)律，牢固樹立臨界壓力、臨界流速、最大流量等噴管臨界參數(shù)的概念，并獲得感性認識。2）了解噴管中氣流的實際復雜過程。2、主要內(nèi)容1）測定不同工況（初壓p1不變，改變背壓pb）時氣流在噴管中的流量m；繪制曲線m-pb；比較最大流量mmax的計算值和實驗值；確定臨界壓力pc。2）測定不同工況時氣流沿噴管各截面（軸線位置X）的壓力p的變化；繪制一組p-X曲線；分別比較臨界壓力pc的計算值和實驗值；觀測和記錄pc出現(xiàn)在噴管中的位置。3）通過電測裝置，在X-Y記錄儀上繪制出m-pb曲線和p

9、-X曲線，并與所測定的m-pb曲線和p-X曲線比較，分析異同點及原因。3、操作要點1） 裝好噴管。2） 對真空泵作開車前檢查（檢查傳動系統(tǒng)、油路、水路）。檢查無問題后打開背壓調(diào)節(jié)閥，用手轉(zhuǎn)動真空泵飛輪一周，去掉氣缸中過量的油，開啟電動機，當達到正常轉(zhuǎn)速后可開始實驗。3） 將測壓探針上的測壓孔移至噴管出口之外一段距離之后保持不動，此時p2 = pb，改變調(diào)節(jié)閥開度，調(diào)節(jié)背壓pb自p1開始逐漸降低，記錄在不同pb下的孔板壓差p值，以備計算流量及繪制m-pb曲線，實驗時注意記下p開始達到最大值的pb，以求得pc及pf值。4）調(diào)節(jié)不同的pb，搖動手輪，使X自噴管進口逐步移至出口外一段距離，記錄不同X值

10、下的p值，以測定不同工況下的p-X曲線。5）接通電測儀器，分別記錄m-pb曲線和p-X曲線。6）停車。4、主要儀器設(shè)備：實驗臺本體、真空泵、電測儀器實驗二：濕空氣相對濕度測定1、基本要求1）深刻理解濕空氣的含濕量和相對濕度的基本概念。2）了解相對濕度隨溫度的變化。2、主要內(nèi)容1）測定不同溫度條件下，相對濕度隨溫度的變化。3、操作要點1） 啟動冷庫，設(shè)定最低溫度。2） 檢查干濕球溫度計。3） 啟動風扇。4） 同時記錄干球溫度計和濕球溫度計讀數(shù)。4、主要儀器設(shè)備：冷庫、干濕球溫度計、風扇四、學時分配學時分配表序號教學內(nèi)容（按章填寫）學 時課堂講授實驗課習題課討論課其它1緒論12基本概念23熱力學第

11、一定律44理想氣體的性質(zhì)45理想氣體的熱力過程46熱力學第二定律47水蒸汽28氣體與蒸汽的流動329壓氣機的熱力過程210氣體動力循環(huán)411蒸汽動力循環(huán)裝置212制冷循環(huán)213濕空氣22小計364比例90%10%合計40實驗學時分配表序號實驗項目（或內(nèi)容）名稱實驗學時實驗類型每組實驗人數(shù)說明驗證性設(shè)計性綜合性其它1噴管實驗22152濕空氣相對濕度測定2215小計44五、教學環(huán)節(jié)與教學要求：課堂講授:采用多媒體教學；實驗環(huán)節(jié):綜合性實驗；作業(yè)：從第1章至第12章，每章1次，每次2-3題；習題課：從第1章至第12章，每章1次，隨堂講解。六、課程考核辦法：本課程設(shè)為閉卷考試。平時成績評定辦法為：包括作業(yè)和出勤率按百分制分別計成績，各占比例：80%、20%。實驗成績評定辦法為：包括實驗操作以及實驗報告按百分制分別計成績，