热能与动力工程专业调研报告

1、 教育部能源动力学科教学指导委员会于2005年6月发布了“高等院校能源动力学科热能与动力工程专业规范”初稿（附件1）。2007年7月28日至8月1日，教育部高等学校热能与动力工程专业教学指导分委员会召开了“全国高校能源动力学科提高教学质量研讨会”。会议决定对“规范”进行补充和修改，并定于2008年形成书面修订稿，指导“专业认证”和“专业评估”。我们对“规范”初稿进行了分析，对国内其它高校该专业的模块和课程设置情况进行了调研，在此基础上找出本专业在模块设置和课程设置上的不足，并提出初步意见，供各位老师参考、讨论。一、 专业设置情况（一）教育部“高等院校能源动力学科热能与动力工程专业规范”要求专业

2、培养规格主要分“研究型”和“技术型”两大类。“研究型”培养计划的学时分配应适当向基础课、专业基础课倾斜，实践教育环节要注重学生创新能力的培养。“技术型”培养计划的学时分配应适当向传授专门应用技术的专业课倾斜，实践教育环节注重培养学生应用所学专业知识的能力。考虑学生在宽厚基础上的专业发展，将热能与动力工程专业分成以下四个专业方向：（1）以热能转换与利用系统为主的热能动力工程及控制方向(含能源环境工程方向)；（2）以内燃机及其驱动系统为主的热力发动机及汽车工程方向；（3）以电能转换为机械功为主的流体机械与制冷低温工程方向；（4）以机械功转换为电能为主的水利水电动力工程方向。允许学校在这四个专业方向

3、外的能源与动力领域如可再生能源、能源环境工程等设立新的方向。所有方向必须具备本规范规定的统一专业培养目标，统一专业公共基础课程和部分专业核心课程。（二）本校及其它院校该专业设置情况1. 本校本校能源与动力工程学院热能与动力工程专业是一个宽口径专业，分为电厂热能动力、热力发动机、热能工程、制冷空调及低温工程和热工自动化五个模块。2. 清华大学清华大学对应专业称为“能源动力系统及自动化专业”，属于“动力工程与工程热物理”一级学科。在专业知识学习阶段，学生可根据自己的兴趣选择一定方向的课组进行选修，专业知识领域主要涉及能源与环境工程、热科学与技术、制冷技术、航天航空动力系统、动力机械与动力系统控制、

4、流体机械与工程、能源动力系统仿真、新能源等。清华大学在机械工程学院设置“汽车工程系”，与“热能工程系”并列。3. 浙江大学浙江大学对应专业称为“能源与环境系统工程”，下设两个专业方向“能源与环境工程及自动化”和“制冷与人工环境及自动化”。浙江大学将原来的内燃机专业归入“机械设计制造及其自动化（汽车工程方向）”。4. 西安交通大学西安交通大学能源动力系统自动化（热能与动力工程）分为三个专业模块：（1）以热能转换和利用系统为主的热能动力及控制工程，简称“热”模块；（2）以电能转换为机械功及逆循环为主的流体机械与制冷低温工程，简称“冷”模块；（3）以内燃机及其驱动系统为主的内燃机及汽车工程，简称“汽

5、车”模块。每一大模块开出一组（34门）专业必修课，其余分组开出64门选修课，在教师指导下选修一组（34门）学习。5. 上海交通大学上海交通大学热能与动力工程专业分为动力机械（一：叶轮机械）、动力机械（二：车用发动机）、制冷与空调和热能工程四个模块。（三）对比分析结合教育部能源动力学科教学指导委员会“高等院校能源动力学科热能与动力工程专业规范”要求，参照外校本学科设置情况，比较发现本校该专业模块设置较细，有五个方向。清华大学该专业模块设置也较细，不过其模块课程所占比例很小，大约10左右。二、 课程设置情况（一）教育部“高等院校能源动力学科热能与动力工程专业规范”要求 教育部能源动力学科教学指导委

6、员会“高等院校能源动力学科热能与动力工程专业规范”推荐的各模块课程设置情况如表1表4所示。表1 学科基础课程内容（专业公共课程）课程分类课程名称学分力学类理论力学2.54材料力学24机械类工程图学3.55计算机绘图基础 12机械设计基础35电、算及控制类电工电子技术68电工电子实验12微机原理2.54自动控制原理23热科学类工程热力学24传热学24流体力学3.54热工基础实验12合计3045环境类环境工程概论2实习实践课程（1631学分）金工实习23认识实习1.53机械零件课程设计23合计5.59合计学分35.554表2 热能动力工程及控制方向课程内容（含能源与环境工程方向）课程名称学分核心课

7、程热力设备原理（锅炉、汽轮机、燃汽轮机）58热力发电厂（热力系统工程）23热工过程自动调节（能源生产过程自动控制）2热工测量与信息处理（热工信号处理技术）2热力环境控制2洁净燃烧技术2燃烧学2合计1520实习实践课程锅炉课程设计1.52汽轮机课程设计1.52生产实习34毕业设计818合计1426选修课程各校根据需要自行确定1015合计核心课程选修课程2535表3 热力发动机及汽车工程方向课程内容课程名称学分核心课程热力发动机原理3.5热力发动机结构2热力发动机设计3.5能量转换与应用2汽车工程概论4燃料与燃烧2金属工艺学2热工测试技术4合计22实习实践课程热力发动机课程设计1热力发动机动力装置

8、课程设计1能量转换利用系统课程设计2数值分析软件实践1毕业实习24毕业设计818合计1525选修课程各校根据需要自行确定1015合计核心课程选修课程3237表4 流体机械与制冷低温工程方向课程内容课程名称学分核心课程制冷原理2（4）低温原理2人工环境设备2人工环境自动化2暖通与空调2热工测试技术4合计14实习实践课程人工环境课程设计1.5人工环境实验（制冷与低温设备拆装实践）2制冷机实践3毕业实习1毕业设计818合计1424选修课程各校根据需要自行确定1015合计核心课程选修课程2429（二）本校及其它院校模块课程设置情况全院合计开出115门课程（包括实践环节），详见附件2，下面主要讨论模块课

9、程情况。1. 本校热能与动力工程各模块课程18010热动专业必修课组：共7门，19学分18008000单元机组集控运行热动36孙奉仲18061000循环流化床锅炉原理热动38程世庆 赵建立18048000热工过程自动调节热动56路春美，陈莲芳 赵建立18051000热力发电厂热动54徐夕仁18053001热能与动力机械测试技术热动48王永征 邱燕 陆辰 潘继红18043000汽轮机原理热动55史月涛18014000锅炉原理热动56黄新元 王乃华18011热动专业限选课组：共4门，8学分（4选4）18083000电站锅炉运行与燃烧调整热动36黄新元 王乃华18071000专业英语热动36张冠敏

10、胡玉平 李京 刘存芳18002000泵与风机热动38刘存芳 董金昌 程世庆 赖艳华18046000燃烧理论热动37董振强 李国祥 赖艳华18012热自专业必修课组：共5门：18学分18017000火电厂计算机控制技术与系统热自48王永征18047000热工保护顺序控制热自36路春美 陈莲芳18049000热工过程自动控制系统热自56路春美 赵建立18087000热工自动控制原理热自5718018001火电厂热力设备及系统热自54王乃华 黄新元 董勇18013热自专业限选课组：共5门，9.5学分（5选4）18083000电站锅炉运行与燃烧调整热自36黄新元 王乃华18071000专业英语热自36

11、张冠敏 胡玉平 李京 刘存芳18002000泵与风机热自38刘存芳 董金昌 程世庆 赖艳华18046000燃烧理论热自37董振强 李国祥 赖艳华19087002微机原理与应用热自4918014热能专业必修课组：共7门：18学分18012000供热工程热能36张传聚 董振强18016000换热器原理与设计热能36程林 张冠敏 冷学礼18043000汽轮机原理热能55史月涛18052000热力系统热能36田茂诚 冷学礼18055000热水锅炉热能36张传聚 董振强18072000自动控制理论基础热能48林颐清 董振强 王美霞18011000工业锅炉热能36张传聚 董振强18015热能专业限选课：共

12、4门：8学分（4选择4）18046000燃烧理论热能37董振强 李国祥 赖艳华18044000燃料电池原理与应用热能36韩吉田18015000环境工程概论热能36赖艳华 董勇18002000泵与风机热能38刘存芳 董金昌 程世庆 赖艳华18016热机专业必修课组：共8门：20学分18032001内燃机原理热机54程勇 李国祥18039000汽车理论热机36陆辰18031001内燃机实验技术热机81程勇 陆辰18084000内燃机制造工艺热机45刘云岗18036000汽车发动机构造热机36胡玉平 肖福明18085000汽车构造热机36程勇18029000内燃机设计热机46王桂华 刘云岗18072

13、000自动控制理论基础热机48林颐清 董振强 王美霞18017热机专业限制选课组：共7门：6学分（6选4）18005000车用发动机电子管理系统热机36程勇 陆辰18033000内燃机增压技术热机36王桂华 刘云岗 李国祥18034000内燃机振动与噪声控制热机36李国祥 王桂华 付松18028000内燃机燃烧学热机36李国祥 胡玉平 付松18045000燃气叶轮机械热机36刘云岗 王桂华18071000专业英语热机36张冠敏 胡玉平 李京 刘存芳18041000汽车排放与控制技术热机36肖福明 陆辰18018制冷专业必修课组：共9门，18学分18024000空气调节制冷38韩吉田 邵丽180

14、59000吸收式制冷机制冷38赖艳华 王美霞18025000冷库技术制冷38王美霞 邵丽18092000低温原理与技术制冷3818068001制冷原理与设备制冷57邵丽 王美霞18053001热能与动力机械测试技术制冷48王勇征 邱燕 陆辰 潘继红18062000压缩机原理制冷37邵丽 王美霞18072000自动控制理论基础制冷48林颐清 董振强 王美霞18016000换热器原理与设计制冷36程林 张冠敏 冷学礼18019制冷专业限选课组：共4门，8学分（4选4）18015000环境工程概论制冷36赖艳华 董勇18002000泵与风机制冷38刘存芳 董金昌 程世庆 赖艳华18012000供热工

15、程热能36张传聚 董振强18071000专业英语热机36张冠敏 胡玉平 李京 刘存芳2. 清华大学课程设置情况（1）人文社会科学类；（2）自然科学类；（3）信息技术基础课；（4）机械大类核心课程； 1)设计与制造类课程 4门机械制图基础机械原理机械设计制造工程基础2)力学与材料类课程3门材料力学理论力学）工程材料3)热学与流体类课程3门工程热力学传热学流体力学4)测量检测与控制工程基础2门测量与检测技术基础控制工程基础（5）专业方向组1)专业限选课 a 技术基础课（2门，7学分）燃烧理论应用流体力学制冷技术原理动力系统建模与仿真b专业课（8学分）要求：以下课组须交叉选，即：Ai + Bi +

16、Cj ( ij ) 或 SCj + B i （B类任选一门）A类：1热力设备传热与流体动力学2动力机械及工程原理3流体机械原理及设计B类：1热能工程课程设计2动力机械及工程课程设计3流体机械课程设计C类：1热能工程基础2动力机械及工程基础3流体机械基础2)专业选修课 热工实验技术及数据处理 受压容器强度 联合循环系统 热力涡轮机装置 热能动力系统 弹性力学与有限元 流体机械系统仿真与控制 液力传动 专业英语阅读 多相流动基础 可再生能源及其利用技术 现代热物理测试及分析技术 高新科技中的传热学及应用 工程声学基础 先进控制系统 热力系统综合自动化技术 动力系统监测与诊断原理 燃料电池发电技术基

17、础 能源科学研究中的失败案例谈论 能源与发电漫谈 能源与可持续发展3. 浙江大学课程设置情况分为通识课程（思想政治类、军事体育类、外语类、计算机类、专业导论类和其他通识类课程）、大类课程（自然科学类课程和工程技术类课程）和专业课程（专业必修课程和专业方向必修和选修课程）和个性课程（学科前沿课程）。专业课程 课程类属 课程编号 课程名称 学分备注必修课程（14.5学分）081C0100工程流体力学（甲）210门081C0110工程流体力学（甲）1.508121380工程热力学（甲）108121390工程热力学（甲）208120600热工实验0.508121320传热学（甲）208121330传热

18、学（甲）108120610热工实验0.508121050能源与环境系统工程概论208123580自动控制理论2专业方向必修课（18学分）08121060能源转化(含锅炉原理)2能源与环境工程及自动化方向08121070热交换器计算及设计1.508195460透平机械原理208195520透平机械调节与强度1.508195310热力环境控制 208121290热工信号处理技术及实验2.508195320热力系统工程208121160能源生产过程控制208121170能源与环境实验108195330热能工程试验技术1.508195570制冷原理2制冷与人工环境及自动化方向08195110低温原理2

19、08195390人工环境设备208120470流体输送及控制2.508195350人工环境测试技术208120481暖通与空调2.508195420人工环境自动化208195370人工环境课程设计208195400人工环境实验1专业方向选修课（10学分）08120740微机原理及应用2能源与环境工程及自动化方向选修10学分08120302机械设计课程设计（乙）1.508195230流体机械1.508195190集散控制系统1.508195590状态监测与故障诊断1.508193220能源工程管理1.508195480现代分析测试技术1.508195180基于循环经济的能源环境系统1.50819

20、5300燃烧污染与控制1.508590030燃烧基本原理和建模1.508120740微机原理及应用2制冷与人工环境及自动化方向选修10学分08120302机械设计课程设计（乙）1.508195360人工环境概论1.508195410人工环境英语1.508193380低温工程材料1.508193190低温制冷机1.508195510新型制冷与除湿技术1.508195070低温环境绝热技术1.508193390人居环境自动控制1.5实践教学环节（6学分）08188140认识实习3能源与环境工程及自动化方向08188170锅炉课程设计1.508188120汽轮机课程设计1.508188160虚拟制冷

21、教学实践3制冷与人工环境及自动化方向08188210生产实习3毕业论文08189010毕业论文（设计）8总计56.5个性课程课程编号课程名称学分专业方向备注08195050传热传质技术1.5共同选修10学分08590010动力工程数值计算(本硕结合)208193060核电站108590020CFD软件应用（本硕结合）1.508195240能源系统的评估原理1.508195290强化传热技术108195580专业英语阅读与写作1.5能源与环境工程及自动化08193330能源与环境技术进展108195120化石燃料清洁应用1.508195500新能源18121110旋转机械振动与预防1新增加燃气轮

22、机基础108120402计算机控制技术108590060微尺度流体力学108590050微尺度传热学108193200建筑结构概论1.5制冷与人工环境及自动化08193181超导技术及其应用1.508195090低温生物技术1.508195450食品冷冻及保鲜技术1.5总计104. 西安交通大学课程设置情况院级基础课传热学动力机械工程基础动力机械制造工艺学工程热力学工程热力学(英语课)流体力学流体力学(英文)流体力学基础能源与环境工程热工基础热流体课程实验热流问题数值计算热能与动力测试技术自动控制原理专业模块课“热”模块燃烧学锅炉原理汽轮机装置燃汽轮机装置锅炉辅助设备锅炉实验技术燃汽蒸汽联合循

23、环通风机与泵原理与应用发电厂热力设备及系统发电厂辅助设备及电气系统热电冷联产技术及应用热工控制与自动化火电厂热力系统经济性诊断理论及应用高温材料与强度计算新能源发电“冷”模块制冷与低温原理往复式压缩机结构设计制冷压缩机容积式压缩机原理制冷与低温装置动力机械自动调节回转压缩机结构与系统设计吸收式与吸附式制冷机低温工质的贮运与绝热技术现代低温制冷技术制冷系统与压缩机数值分析制冷装置自动化低温换热器叶轮机械原理空气调节透平膨胀机流体机械原理流体机械强度与振动泵与风机流体机械CAD磁性密封原理与技术“汽车”模块汽车空气动力学与软件模拟内燃机设计内燃机构造内燃机原理汽车新技术内燃机工作过程数值计算汽车构

24、造(全校选修)汽车理论汽车与内燃机的排放法规及其控制汽车及发电机电控技术汽车人机工程学汽车安全工程车身结构与设计汽车构造燃料电池电动汽车燃烧理论“公共”部分动力机械零件结构与强度计算流体诱发振动及流动可视化流体声学及其数值方法实验方法与数据处理热工信息处理技术有限元基础及程序设计热能与动力工程计算机辅助设计计算机辅助设计环境工程概论能源战略与能源经济节能原理与技术计算机控制技术计算流体力学初步计算软件基础5. 上海交通大学课程设置情况公共基础课程（必修）F1011019理论力学3F1011027材料力学2.5F0282358工程热力学（I）2F1011033流体力学3F021Z313热能与动力

25、工程基础3工程热力学（II）1.5F0283020传热传质学3.5F0215011热能动力综合实验1F0612012机械设计（I）1（图学）2F0612022机械设计（I）2（图学）2F0603933机械设计基础3F0202013工业材料与成型工艺3F0605033机械设计基础课程设计3F0442018电工与电子技术（I）3.5学科基础课程（必修）F0445012电工与电子技术实验（I）2F0212383控制理论基础（I）3F0612407控制技术（II）（机电控制）2.5控制技术课程设计1.5F0212417测试技术2.5F0212377燃烧学2.5F051Z382机械振动2专业课程设计4.

26、5学科基础课程（选修）气体力学与两相流2计算流体与传热2.5F061Z372有限元基础2F061Z342控制技术（III）（计算机控制系统）2F061Z362机械工程导论（双语）2F061Z336控制技术（I）（流体传动）2专业前沿及特色A组：动力机械（一）（叶轮机械）F0213013叶轮机械原理354F0213023叶轮机械自动调节236强度数值分析方法236动力循环分析354B组：动力机械（二）（车用发动机）F0213043车用发动机构造（双语）2.545F0213038内燃机原理3.563动力系统建模及其数值分析236现代动力技术236C组：制冷与空调F0263012制冷原理与装置 23

27、6F0263023制冷装置及自动化354空气调节236低温技术及其应用236D组：热能工程F0253012锅炉原理及设计计算热工过程自动控制能源清洁利用F0253022汽轮机及其系统燃烧试验研究及数值仿真基础（三）对比分析清华大学课程设置侧重基础课，占到50左右。专业基础课基本分为三个大的模块（热能工程、动力机械、流体机械）、三种类别（理论、课程设计、基础概述），热能工程模块的学生选择该领域理论性较强的课程，及该领域的课程设计，选择本模块之外的一门基础概述课程。这部分占到全部课程的20。另外则设置大量的专业选修课，选修课的种类更加细致，覆盖了整个学科的几乎所有领域。但是就一个模块的学生来说，这

28、部分课的比例较低，占到总课程的10左右。实践环节占到20。浙江大学专业课程设置分为四个层次：专业必修课程、专业方向必修、专业方向选修和个性课程（学科前沿课程）。专业必修课程即本校培养计划专业基础课的热工部分。专业方向必修课程为各模块传统核心课程。专业方向选修课程多针工程技术的发展而设置，燃烧污染物控制方向和热力设备实验、诊断课程较多。个性课程大多针对学科发展科学研究的前沿设置，一般在四年级上学期开设，主要目的是为了开阔学生的视野，为将来的研究工作打下基础。其制冷模块称为“制冷与人工环境自动化”，所以设置了较多人工环境方面的课程，几乎占到全部该模块课程的4050。西安交通大学的“冷”模块（以电能

29、转换为机械功及逆循环为主的流体机械与制冷低温工程）专业涵盖范围较广，课程与本校“制冷空调及低温工程”差别较大，不仅包括低温制冷，还包括流体机械。不仅有基本原理的课程，各种压缩机和流体机械都有详细的课程讲述。另外，传热和流动数值计算的课程在各模块中均有体现。上海交通大学的理论基础课和专业基础课与清华大学类似，特别强调基础理论（数理、机械、控制），而模块课程较少，称为“专业前沿及特色”。课程特点是少而精。各模块课程分别仅有4门（910学分）。其学科自然科学类占课程比例20.58，基础类为40.23%，而专业方向类仅占6.43，显示出与国际大机械类课程设置接轨的特点。各学校均十分重视实践教学环节。均

30、设置一定量的教学实验、课程设计和实习环节。浙江大学的热工实验单独占学分。西安交通大学传热学目前开出的实验有15项，包括：二维导热物体温度场的电模拟实验基本内容实验 水平管外自然对流实验基本内容实验空气横掠单管强制对流换热实验基本内容实验固体表面法线方向黑度测定实验 基本内容实验套管式换热器实验 综合设计实验空调制冷系统换热综合实验综合设计实验流体及壁面温度测试方法演示实验基本内容实验传热学演示实验边界层演示 传热学演示实验流体外掠管束可视化传热学演示实验烟气可视化风洞传热学演示实验热声制冷机性能演示与测定实验热声演示综合设计实验传热学演示实验光学可视化光学演示传热学演示实验燃料电池温度与压力特

31、性测定实验 综合设计实验传热学演示实验新型工质热物理性质实验台 传热学演示实验差分干涉光学法传热研究实验 综合设计实验传热学演示实验目前本校能源与动力工程专业传热学实验项目包括：导热系数测定实验和水平横管对流换热实验。四所高校的课程设置基本上都是三个层次：（1）基础课（数学、物理、化学）；（2）专业基础课（机械类、电工控制类、热工类）；（3）各模块核心理论课；（4）众多方向的专业选修课，均结合技术发展和科学研究的前沿。三、 建议根据教育部“高等院校能源动力学科热能与动力工程专业规范”要求和其它院校专业和课程设置现状，结合本校实际情况，为了实现“高标准、厚基础、宽口径、重实践、创新型、高素质”人

32、才的培养目标，提出如下建议：（一）改进课程体系本校热能与动力工程各模块课程体系可以考虑根据如下层次进行构建：1. 学科基础课程（必修）代表热动学科的基础知识、理论和原理。包括：工程热力学、传热学、流体力学及燃烧学。各课程的学分和课时可以根据各模块方向适当调整。学科基础课程对学生之后的学习，甚至对以后的工作和研究有深远的影响。是培养能源应用领域创新型人才、促进能源动力学科的发展非常关键的环节。课程要有深度，应体现“创新”和“前沿”特点。培养创新的学习思维、创新的工作思维和创新的研究思维，激发并鼓励学生的奇思妙想，使学生举一反三，提高学生综合分析能力。加强与学科前沿的结合，要重视科研成果在本科教学工作中的转化，重视培养学生