《制冷与低温技术原理》课程教学大纲

《制冷与低温技术原理》教学大纲一、课程基本信息课程名称制冷与低温技术原理PrincipleofRefrigerationandCryogenicTechnology课程编码CNE224121020开课院部石大山能新能源学院课程团队制冷与低温技术原理课程组学分2.0课内学时32讲授32实验0上机0实践0课外学时0适用专业机械动力类本研一体班授课语言中文先修课程传热学、工程流体力学、工程热力学(全英文)课程简介（限选）《制冷与低温技术》是能源与动力工程专业本科学生的一门选修专业课程，通过该课程的学习，学生应掌握获得低温的基本原理和主要方法；掌握常用制冷与低温工质的性质与特点；学会分析、计算蒸气制冷循环、气体制冷和液化循环，了解液态低温工质制取技术和气体低温分离技术。TechnologyofRefrigerationandCryogenicsisaprofessionalelectivecourseforthebachelorofenergyandpowerengineering.Bylearningthiscourse,studentswillmasterthefundamentaltheoryandmainmethodsofobtaininglowtemperature.Thepropertiesandcharacteristicsofcommonlyusedrefrigerantsandcryogenicfluidswillbeacquiredinthiscourse.Furthermore,bytakingthiscourse,studentscanlearnanalysisandcalculationofsomecyclewhichwillconsistofvaporrefrigerationcycle,gasrefrigerationandliquefactioncycle.Finally,studentsmayknowsomeknowledgeofpreparationtechnologyofliquidcryogenicworkingfluidandcryogenicgasseparationtechnology.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：学会分析、计算蒸气制冷循环、气体制冷和液化循环，了解液态低温工质制取技术和气体低温分离技术。是三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节11第一章绪论本章重点难点：研究内容和范围、制冷与低温的应用。研究内容和范围，制冷与低温的应用，制冷与低温的发展历史。M12讲授+讨论2自学22第二章制冷与低温的热力学基础本章重点难点：等熵膨胀过程，绝热放气过程，绝热节流，气体液化循环。2.1相变制冷液体汽化，固体的熔化与升华，压-焓图。2.2气体膨胀制冷有外功输出的膨胀过程，绝热放气过程，节流膨胀过程。2.3制冷循环热力学特性分析逆卡诺循环，洛仑兹循环，热能驱动制冷循环，蒸汽压缩制冷循环，气体液化循环。M13讲授3自学33第三章制冷与低温工质本章重点难点：拉乌尔定律，康诺瓦罗夫定律，吉布斯定律，亨利定律，相平衡，热力性质计算。3.1概述选用原则，命名。3.2溶液热力学基础基本热力学关系式，基本概念和基本定律，溶液相平衡，溶液基本热力（工作）过程。3.3工质的热力性质及其计算方法热力性质表示方法，热力性质的计算机计算，热力性质计算商用软件。3.4工质的物理化学性质安全性，热稳定性，对材料的作用，对润滑油的互溶性，对水的溶解性，泄漏性，与大气环境的友好性。3.5常用制冷与低温工质自然工质，合成工质，混合工质。3.6载冷剂载冷剂的作用及选用原则，常用载冷剂。3.7冷冻机用润滑油润滑油的作用及选用原则，分类与特性。M18讲授+讨论8自学44第四章制冷及获得低温的方法4.1各种制冷方法常见制冷方法，液体汽化制冷，蒸汽压缩式制冷，蒸汽吸收式制冷，蒸汽喷射式制冷，空气膨胀制冷。4.2气体制冷循环斯特林制冷循环，维勒米尔制冷循环，Brayton制冷循环，G-M制冷循环，SV制冷循环，脉管制冷循环。4.3其它制冷方法气体涡流制冷，半导体制冷，热声制冷，绝热退磁制冷，氦稀释制冷.M17讲授+讨论7自学55第五章蒸气制冷循环本章重点难点：蒸汽压缩实际循环，吸收式制冷循环。5.1单级蒸汽压缩式制冷循环理想循环，实际循环，循环性能数值计算，循环特性分析与制冷机工况。5.2两级蒸汽压缩式制冷循环概述，两级压缩制冷循环。5.3复叠式制冷循环系统的组成，性能指标计算，系统的运行特性分析。5.4吸收式制冷循环概述，蒸气单效吸收制冷，蒸气双效吸收制冷，直燃吸收制冷，蒸气吸收制冷其他循环。M14讲授4自学66第六章气体制冷和液化循环本章重点难点：一次节流循环，等熵膨胀循环，克劳特循环。6.1节流循环一次节流循环，有预冷的一次节流循环，二次节流循环。6.2等熵膨胀循环等熵膨胀循环。6.3节流和等熵膨胀的组合循环克劳特循环，海兰德循环，卡皮查循环。6.4复叠式气体液化循环经典复叠式气体液化循环，自动复叠式气体液化循环，带膨胀机的混合气体液化循环。M13.5讲授2自学77第七章流体混合物分离原理与方法本章重点难点：分离方法，林德单塔系统，氦分离系统。7.1气体的理想分离分离功。7.2流体混合物分离方法冷凝、闪蒸，精馏，吸附，吸收，薄膜渗透。7.3低温空气分离系统林德单塔系统，林德双塔系统，林德-富兰克系统，海兰德系统，副产气体分离系统。7.4氢及氦的分离系统氢分离系统，氦分离系统。7.5现代大型低温空气分离系统简介外压缩系统，内压缩系统。M14.5讲授+讨论4.5自学四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1制冷系统设计1、题目分为冰箱、家用空调、冷柜、陈列柜等。2、根据人数分组，每组1个题目。3、总分100分，分为答辩、报告、组内自评3部分。4、考核学生对制冷技术基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识进行专业设计的能力。50%2低温系统模拟1、题目以气体低温液化为主，可选空气、天然气、氢气、氮气、氧气、氦气等。2、每人1个题目。3、总分100分，以提交报告为评分依据。4、考核学生对低温技术基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识进行专业分析的能力。50%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1制冷系统设计50%A:独立思考、按时完成，作图规范，思路清晰、步骤完整、设计结果合理B:独立思考、按时完成，作图比较规范，思路比较清晰、步骤比较完整、设计结果合理C:独立思考、按时完成，作图比较规范，思路比较清晰、步骤比较完整、设计结果比较合理D:抄袭，未能按时完成，作图不规范，设计思路混乱2M1低温系统模拟50%A:独立思考、按时完成，作图规范，思路清晰、步骤完整、分析结果合理B:独立思考、按时完成，作图比较规范，思路比较清晰、步骤比较完整、分析结果合理C:独立思考、按时完成，作图比较规范，思路比较清晰、步骤比较完整、分析结果比较合理D:抄袭，未能按