《工程热力学》课程教学大纲

1、工程热力学课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：03160102 课程名称：工程热力学 课程英文名称：Engineering Thermodynamics课程所属单位：机械系过程装备与控制工程教研室 课程面向专业：过程装备与控制工程课程类型：必修课 先修课程：大学物理、高等数学学分：2 总学时：40 （其中理论学时：36 实验学时：4） 二、课程性质与目的 本课程是过程装备与控制工程专业的技术基础课。通过对工程热力学的学习，使学生着重从工程的角度掌握热力学的基本规律；并能正确运用这些规律，理论联系实际地进行热力过程、热力循环的分析和热力计算；同时也注意培养学生正确逻辑思维的能力。从而为学生学习

2、后续有关专业课程，提供必要的工程热力学的基础理论知识和热力计算的基本方法，而且也为学生毕业后从事热能工程的设计、管理和科学研究提供重要的热力学理论基础。三、课程教学内容与要求第一章 基本概念1、教学内容与要求掌握热力系统的基本概念与分类；掌握热力状态的基本概念和状态参数的特性；熟悉压力、温度和比体积的基本概念；掌握准静态过程和可逆过程的基本概念；熟悉热力循环。2、教学重点热力系统热力状态热力过程3、教学难点热功转换所涉及的一些术语、概念及分析方法。第二章 热力学第一定律1、教学内容与要求掌握热力学第一定律的实质；熟悉能量传递的三种形式及体积功的计算方法；掌握封闭系统的能量方程及稳定流动能量方程

3、；了解开口系统能量方程的一般形式；弄清体积功、技术功和轴功之间的区别和联系。2、教学重点热力学第一定律的实质能量的传递形式封闭系统的能量方程开口系统的能量方程稳定流动能量方程3、教学难点热力学第一定律的实质及热功转换规律。第三章 理想气体的性质1、教学内容与要求掌握理想气体的状态方程；熟悉定压热容、定容热容的定义及其相互关系以及热力学能和焓与热容间的关系式；掌握理想气体及其混合物热容、热力学能、焓和熵的计算方法。2、教学重点理想气体及其状态方程热容、热力学能和焓理想气体热力学能、焓和比热理想气体的熵理想气体的混合物3、教学难点工质状态参数的分析与计算。第四章 理想气体的热力过程1、教学内容与要

4、求学生掌握理想气体典型热力过程的分析方法及能量转换规律；掌握绝热过程的特点。2、教学重点（1）定容过程（2）定压过程（3）定温过程（4）绝热过程（5）多变过程3、教学难点理想气体典型热力过程的分析。第五章 热力学第二定律1、教学内容与要求（1）掌握热力学第二定律的实质；（2）掌握卡诺循环和卡诺定理；（3）弄清熵、熵流、熵产的基本概念；（4） 掌握克劳修斯不等式和孤立系统熵增原理，并能应用它们判断过程（循环）进行的方向、条件及限度。2、教学重点（1）热力学第二定律的实质（2）卡诺循环（3）多热源的可逆循环（4）熵与克劳修斯不等式（5）孤立系统熵增原理3、教学难点第二定律的实质及热功转换规律。第六

5、章 水蒸气1、教学内容与要求（1）掌握水蒸气产生的一般原理；（2）水和水蒸气状态参数的确定；（3）水蒸气图表的结构和应用；（4）水蒸气热力过程中功和热量的计算。2、教学重点（1）饱和温度和饱和压力（2）水的定压加热汽化过程（3）水和水蒸气的状态参数（4）水蒸气表和图水蒸气表和图（5）蒸汽的热力过程3、教学难点水的定压加热汽化过程。第七章 气体与蒸气的流动1、教学内容与要求（1）掌握气体与蒸汽在流经喷管等设备时气流参数变化与流道截面积的关系；（2）掌握流动过程中气体能量传递和转化等问题。（3）讨论绝热节流过程。2、教学重点（1）稳定流动的基本方程式（2）促使流速改变的条件（3）喷管的计算（4）背

6、压变化时喷管内流动过程筒析（5）有摩阻的绝热流动（6）绝热节流3、教学难点促使流速改变的条件。第八章 压气机的热力过程1、教学内容与要求掌握压气机的工作原理、热力分析。 2、教学重点单级活塞式压气机的工作原理和理论耗功量余隙容积的影响多级压缩和级间冷却叶轮式压气机的工作原理3、教学难点活塞式压气机。第九章 气体动力循环1、教学内容与要求 掌握气体动力循环的分析与计算。 2、教学重点（1）分析动力循环的一般方法（2）活塞式内燃机实际循环的简化（3）活塞式内燃机的理想循环（4）活塞式内燃机各种理想循环的热力学比较（5）燃气轮机装置循环（6）燃气轮机装置的定压加热实际循环3、教学难点气体动力循环热效

7、率分析。第十章 蒸汽动力循环装置1、教学内容与要求掌握蒸汽动力循环的分析与计算。 2、教学重点（1）朗肯循环（2）再热循环（3）回热循环3、教学难点朗肯循环。第十一章 制冷循环1、教学内容与要求 （1）掌握蒸汽压缩制冷循环的分析与计算；（2）了解制冷剂的性质；（3）了解热泵循环和供热系数。2、教学重点（1）压缩空气制冷循环（2）蒸汽压缩制冷循环（3）制冷剂（4）热泵循环3、教学难点蒸汽压缩制冷循环及其应用。第十二章 湿空气1、教学内容与要求（1）熟悉湿空气的热力参数和焓-湿图；（2）熟悉湿空气的热力过程。2、教学重点（1）湿空气概念（2）相对湿度和含湿量（3）湿空气的焓湿图（4）湿空气过程及其

8、应用3、教学难点湿空气过程及其应用。附：实验教学内容与要求实验一：喷管实验1、基本要求1）深刻理解喷管中气体流动的基本规律，牢固树立临界压力、临界流速、最大流量等喷管临界参数的概念，并获得感性认识。2）了解喷管中气流的实际复杂过程。2、主要内容1）测定不同工况（初压p1不变，改变背压pb）时气流在喷管中的流量m；绘制曲线m-pb；比较最大流量mmax的计算值和实验值；确定临界压力pc。2）测定不同工况时气流沿喷管各截面（轴线位置X）的压力p的变化；绘制一组p-X曲线；分别比较临界压力pc的计算值和实验值；观测和记录pc出现在喷管中的位置。3）通过电测装置，在X-Y记录仪上绘制出m-pb曲线和p

9、-X曲线，并与所测定的m-pb曲线和p-X曲线比较，分析异同点及原因。3、操作要点1） 装好喷管。2） 对真空泵作开车前检查（检查传动系统、油路、水路）。检查无问题后打开背压调节阀，用手转动真空泵飞轮一周，去掉气缸中过量的油，开启电动机，当达到正常转速后可开始实验。3） 将测压探针上的测压孔移至喷管出口之外一段距离之后保持不动，此时p2 = pb，改变调节阀开度，调节背压pb自p1开始逐渐降低，记录在不同pb下的孔板压差p值，以备计算流量及绘制m-pb曲线，实验时注意记下p开始达到最大值的pb，以求得pc及pf值。4）调节不同的pb，摇动手轮，使X自喷管进口逐步移至出口外一段距离，记录不同X值

10、下的p值，以测定不同工况下的p-X曲线。5）接通电测仪器，分别记录m-pb曲线和p-X曲线。6）停车。4、主要仪器设备：实验台本体、真空泵、电测仪器实验二：湿空气相对湿度测定1、基本要求1）深刻理解湿空气的含湿量和相对湿度的基本概念。2）了解相对湿度随温度的变化。2、主要内容1）测定不同温度条件下，相对湿度随温度的变化。3、操作要点1） 启动冷库，设定最低温度。2） 检查干湿球温度计。3） 启动风扇。4） 同时记录干球温度计和湿球温度计读数。4、主要仪器设备：冷库、干湿球温度计、风扇四、学时分配学时分配表序号教学内容（按章填写）学 时课堂讲授实验课习题课讨论课其它1绪论12基本概念23热力学第

11、一定律44理想气体的性质45理想气体的热力过程46热力学第二定律47水蒸汽28气体与蒸汽的流动329压气机的热力过程210气体动力循环411蒸汽动力循环装置212制冷循环213湿空气22小计364比例90%10%合计40实验学时分配表序号实验项目（或内容）名称实验学时实验类型每组实验人数说明验证性设计性综合性其它1喷管实验22152湿空气相对湿度测定2215小计44五、教学环节与教学要求：课堂讲授:采用多媒体教学；实验环节:综合性实验；作业：从第1章至第12章，每章1次，每次2-3题；习题课：从第1章至第12章，每章1次，随堂讲解。六、课程考核办法：本课程设为闭卷考试。平时成绩评定办法为：包括作业和出勤率按百分制分别计成绩，各占比例：80%、20%。实验成绩评定办法为：包括实验操作以及实验报告按百分制分别计成绩，