《工程熱力學》教學大綱

1、工程熱力學課程教學大綱（總學時數：48，學分數：3）一、課程的性質、目的和任務本課程是新能源科學與工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎課。本課程的教學任務和目的，使學生學習并掌握能量轉換規(guī)律及能量有效利用的基本理論；使學生牢固地掌握熱力學定律及其應用方面的基本知識，通過授課及習題練習等方面的訓練，使學生具備解決熱能工程方面的理論知識和最基本的技能，它不僅為學習專業(yè)課提供準備，而且也為以后解決生產實際問題和參加科學研究打下必要的理論基礎。通過實驗學習熱工參數的測量方法，加強對熱力學參數的感性認識，使學生得到處理實驗數據、分析實驗結果和寫出實驗報告等能力的訓練。二、課程基本內容和要求（一）緒論1基本內容（1）能

2、量和社會發(fā)展（2）熱力學的研究對象和研究方法（3）熱力學發(fā)展簡史2教學要求了解熱力學的研究對象和研究方法，掌握熱力學發(fā)展簡史。（二）基本概念及定義1基本內容（1）工質、熱源、系統(tǒng)（2）熱力學系統(tǒng)描述（3）平衡態(tài)，狀態(tài)方程（4）熱力過程及循環(huán)2教學要求（1）掌握工程熱力學中的一些基本術語和概念：熱力系、平衡態(tài)、準平衡過程、可逆過程等。（2）掌握狀態(tài)參數的特征，基本狀態(tài)參數p、v、T的定義和單位等。掌握熱量和功量過程量的特征，并會用系統(tǒng)的狀態(tài)參數對可逆過程的熱量、功量進行計算。（3）了解工程熱力學分析問題的特點、方法和步驟。（三）熱力學第一定律1基本內容（1）基本概念（2）閉口系能量方程（3）開口

3、系能量方程，焓（4）穩(wěn)定流動能量方程（5）能量方程的應用2教學要求（1）深入理解熱力學第一定律的實質，熟練掌握熱力學第一定律及其表達式。能夠正確、靈活地應用熱力學第一定律表達式來分析計算工程實際中的有關問題。（2）掌握能量、儲存能、熱力學能、總能的概念。（3）掌握體積變化功、推動功、軸功和技術功的要領及計算式。（4）注意焓的引出及其定義式。（四）理想氣體的性質1基本內容（1）基本概念（2）常數換算（3）理想氣體的比熱（4）理想氣體的內能、焓的計算（5）理想氣體的熵計算（6）理想氣體混合物2教學要求（1）熟練掌握并正確應用理想氣體狀態(tài)方程式。（2）正確理解理想氣體比熱容的概念；熟練掌握和正確應用

4、定值比熱容、平均比熱容來計算過程熱量，以及計算理想氣體熱力學能、焓和熵的變化。（五）理想氣體熱力過程1基本內容（1）典型熱力過程分析（2）過程綜述及應用2教學要求（1）熟練掌握5種基本過程（定容過程、定壓過程、定溫過程、絕熱過程及多變過程）的初終態(tài)基本狀態(tài)參數p、v、T之間的關系。（2）熟練掌握5種基本過程以及多變過程以及多變過程系統(tǒng)與外界交換的熱量、功量的計算。（3）能將各過程表示在pv圖和Ts圖上，并能正確地應用pv圖和Ts圖判斷過程的特點，即u，h，q及w等的正負值。（六）熱力學第二定律1基本內容（1）熱力學第二定律的實質（2）熱力學第二定律的幾種表述（3）卡諾循環(huán)，概括性卡諾循環(huán)（4）

5、卡諾定理（5）多熱源的可逆循環(huán)（6）狀態(tài)參數熵的導出（7）不可逆過程熵變分析（8）熱量的作功能力孤立系統(tǒng)熵增與作功能力的損失（9）熱力學絕對溫標2教學要求（1）在深領會熱力學第二定律實質的基礎上，認識能量不僅有“量”的多少，而且還有“質”的高低。（2）掌握卡諾定理。掌握熵的意義、計算和應用。（3）掌握孤立系統(tǒng)和絕熱系統(tǒng)熵增的計算，從而明確能量損耗的計算方法。（4）了解（可用能、有效能）的要領及其計算。（5）學會用熵分析法對熱力過程進行熱工分析，認識提高能量利用經濟性的方向、途徑和方法。（七）實際氣體性質，熱力學一般關系式1基本內容（1）實際氣體狀態(tài)方程（2）對比態(tài)方程，通用壓縮因子圖（3）熱力

6、學一般關系式2教學要求（1）了解熱力學一般關系式及如何由可測量參數求不可測量參數；由易測量參數求不易測量參數。（2）了解如何根據熱力學理論來指導實驗和整理實驗數據，以減少實驗次數，節(jié)省人力和物力。（3）了解常用的實際氣體狀態(tài)方程，掌握范德瓦爾方程及R方程（包括其各項的物理意義）。（4）掌握對比態(tài)原理，會計算對比參數并能利用通用壓縮因子圖進行實際氣體的計算。（八）水蒸汽1基本內容（1）水的定壓加熱、汽化過程（2）水和水蒸汽的熱力性質2教學要求（1）應掌握有關蒸氣的各種術語及其意義。例如：汽化、凝結、飽和態(tài)、飽和蒸氣、飽和液體、飽和溫度、飽和壓力、三相點、臨界點、汽化潛熱等。（2）了解水蒸氣定壓發(fā)

7、生過程及其在pv圖和Ts圖上的一點、二線、三區(qū)、和五態(tài)。（3）了解水蒸氣圖表的結構，并掌握其應用。（4）掌握蒸氣熱力過程的熱量和功量的計算。（九）氣體和蒸汽的流動1基本內容（1）穩(wěn)定流動的基本方程（2）定熵滯止參數（3）噴管中氣體的流速和流量（4）有摩擦阻力的絕熱流動2教學要求（1）掌握液體的位能變化可略去不計、又不對機器作功的一元可逆絕熱即定熵穩(wěn)定流動的基本方程。這些基本方程是本章的研究基礎。（2）弄清促使流速改變的力學條件和幾何條件，以及這兩個條件對流速的影響。理解氣流截面積變化的原因。（3）掌握噴管中氣體流速、流量的計算，會進行噴管外形的選擇和尺寸的計算，以及有摩阻時噴管出口參數的計算。

8、能熟練進行噴管的設計和校核兩類計算。（4）明確滯止焓、臨界截面、臨界參數及絕熱節(jié)流的概念。（十）氣體的壓縮1基本內容（1）壓縮過程熱力學分析（2）余隙容積的影響（3）多級壓縮和中間冷卻2教學要求（1）掌握活塞式壓氣機和葉輪式壓氣機的工作原理。（2）掌握不同壓縮過程（絕熱、定溫、多變）狀態(tài)參數的變化規(guī)律、耗功的計算，以及壓氣機耗功的計算。（3）了解多級壓縮、級間冷卻的工作情況。了解余隙容積對活塞式壓氣機工作的影響。（十一）活塞式內燃機循環(huán)1基本內容（1）汽油機實際工作循環(huán)和理想工作循環(huán)（2）柴油機實際工作循環(huán)和理想工作循環(huán)（3）活塞式內燃機各種理想循環(huán)的比較2教學要求（1）掌握各種裝置循環(huán)的實施

9、設備及工作流程。（2）掌握將實際循環(huán)抽象和簡化為理想循環(huán)的一般方法，并能分析各種循環(huán)的熱力過程組成。（3）掌握各種循環(huán)的吸熱量、放熱量、作功量及熱效率等能量分析和計算的方法。（4）會分析影響各種循環(huán)熱效率的因素。（5）掌握提高各種循環(huán)能量利用經濟性的具體方法和途徑。（十二）燃氣輪機裝置循環(huán)1基本內容（1）定壓加熱理想循環(huán)（2）定壓加熱實際循環(huán)（3）定壓加熱回熱循環(huán)（4）噴氣式發(fā)動機及其循環(huán)簡介2教學要求理解噴氣式發(fā)動機，掌握定壓加熱理想、實際、回熱循環(huán)。（十三）蒸汽動力循環(huán)1基本內容（1）簡單朗肯循環(huán)（2）朗肯循環(huán)的實際應用2教學要求理解朗肯循環(huán)的實際應用，掌握簡單朗肯循環(huán)。（十四）制冷循環(huán)1

10、基本內容（1）空氣壓縮制冷循環(huán)（2）蒸汽壓縮制冷循環(huán)（3）蒸汽噴射制冷循環(huán)（4）吸收式制冷循環(huán)2教學要求理解蒸汽噴射制冷循環(huán)、吸收式制冷循環(huán)，掌握空氣壓縮制冷循環(huán)、蒸汽壓縮制冷循環(huán)。（十五）濕空氣1基本內容（1）濕空氣的參數及其測定（2）焓濕圖及其應用（3）濕空氣的熱力過程分析2教學要求（1）理解濕空氣、未飽和空氣和飽和空氣的含義。（2）掌握濕空氣狀態(tài)參數的意義及其計算方法，并能區(qū)別哪些參數是獨立參數、哪些參數存在相互關系。（3）能用解析法及圖解法計算濕空氣的基本熱力過程。三、學時分配表序號教 學 內 容授課實驗小計1緒論222基本概念及定義223熱力學第一定律664理想氣體的性質445理想氣

11、體熱力過程446熱力學第二定律667實際氣體性質，熱力學一般關系式448水蒸汽229氣體和蒸汽的流動4410氣體的壓縮4411活塞式內燃機循環(huán)2212燃氣輪機裝置循環(huán)2213蒸汽動力裝置循環(huán)2214制冷循環(huán)2215濕空氣22總 計4848四、課程考核閉卷考試，課程成績=平時成績30%+期末考試成績70%；平時成績=作業(yè)平均成績40%+出勤率30%+課堂表現30%。五、有關說明（一）先修課程高等數學、大學物理。（二）教學建議在講授時，講透、講清工程熱力學課程的精髓；授課安排上既基本遵循教材的思路，又應靈活地穿插部分專題講授，做到面中有點；需要安排一定量的習題課，重點放在基本概念、熱力學第一定律應

12、用和熱力學第二定律應用上，將本課程常用題型分析和解題技巧傳授給學生，使學生通過習題加強對工程熱力學問題的分析和解決能力。（三）教學參考書1. HYPERLINK /?key2=%C9%F2%CE%AC%B5%C0&medium=01&category_path=01.00.00.00.00.00 t _blank 沈維道, HYPERLINK /?key2=%CD%AF%BE%FB%B8%FB&medium=01&category_path=01.00.00.00.00.00 t _blank 童鈞耕. 工程熱力學（第五版）. 北京: HYPERLINK /?key3=%B8%DF%B5%C8

13、%BD%CC%D3%FD%B3%F6%B0%E6%C9%E7&medium=01&category_path=01.00.00.00.00.00 t _blank 高等教育出版社, 2016.2. 王修彥. 工程熱力學. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.3. HYPERLINK /?key2=%CD%AF%BE%FB%B8%FB&medium=01&category_path=01.00.00.00.00.00 t _blank 童鈞耕. 工程熱力學學習輔導與習題解答(第2版). 北京: HYPERLINK /?key3=%B8%DF%B5%C8%BD%CC%D3%FD%B3%F6%B0%E6%C9%E7&medium=01&category_path=01.00.00.00.00.00 t _blank 高等教育出版社, 2008.4. HYPERLINK /?key2=何雅玲&medium=01&category_path=01.00.00.00.00