供热通风与空调工程技术-流体力学及热工基础课程标准

《流体力学及热工基础》课程标准二级学院：建筑与测绘工程学院执笔人：贺静静审核人：康俊鹏制定日期：2022年7月陕西能源职业技术学院一、课程信息表1课程信息表课程名称流体力学及热工基础开课院部建筑与测绘工程学院课程代码0120208考核性质考试前导课程BIM概论、工程测量后续课程建筑设备安装识图与应用、通风空调系统安装与维护、建筑给排水系统安装与维护总学时52课程类型理论课是□实践课是□理论+实践是理实一体化是□适用专业供热通风与空调工程技术专业二、课程性质1.本课程是供热通风与空调工程技术专业必修的一门专业课程，是在学习了高等数学课程，具备了理解微分和极限数学意义的基础上，开设的一门理论+实践的课程，其功能是对接专业人才培养目标，面向设备工程师，培养针对锅炉及制冷设备热量转移计算及分析、管道内流体流动阻力的计算以及换热器换热量的相关计算的能力，为后续采暖供热管网系统安装与维护、通风空调系统安装与维护、冷热源系统安装与维护、建筑给排水系统安装与维护课程学习奠定基础的专业基础课程。2.课程功能定位。表2课程功能定位分析对接的工作岗位对接培养的职业岗位能力设备工程师熟悉设备构造原理，有一定设备故障处理经验、设备设计和设备维护经验。熟知设备保养、维修流程及规范和标准。熟练使用现代化办公软件、AutoCAD等制图软件、办公设备。具有相关的项目施工、设备维护保养常识。勤奋好学、动手能力强，有工作责任心、主动性。团队合作精神强，有较强的沟通、协调能力。三、课程目标与内容1.课程总目标本课程的教学内容包括：（1）工程热力学：基本概念和基本定律；常用工质的热力性质；各种热工设备的热力过程。（2）流体力学：流体的基本物理性质；流体静压力基本方程及测压管工作原理；流体稳定流动能量方程及应用；管路阻力及能量损失的分析、计算等。（3）传热学：稳态导热、对流换热、辐射换热的分析及计算，换热器及传热过程的强化削弱。通过本课程的学习，应使学生在系统地掌握热工与流体力学技术相关的基本知识的同时，扩大知识面，提高自学能力和独立思考能力，为今后的专业课程打好基础。并在具体内容上较好地处理了供热通风专业学生专业基础课和专业课的衔接，强调了热工与流体力学在供热通风与空调工程中的重要地位和作用。并让学生能够更好的把所学知识和社会实践结合起来。2.课程具体目标表3课程教学目标与内容序号毕业要求指标点知识目标技能目标素质目标教学内容15.2能用传热工程中的相关理论，解释供热、空调工程的工作原理复述工质、热力系,外界与边界、热力系的分类；背诵平衡状态,状态方程式的概念。区别各种热力系统种类；能够绘制状态参数坐标图。培养学生仔细计算的能力工质的热力状态和基本状态参数2推到热力学能、外部储存能、热量、功量的计算；解释封闭热力系的能量方程；解释焓及其物理意义；总结封闭热力系的能量方程。完成热力学能、外部储存能、、热量、功量的计算；运用热力学第一定律分析实际问题。培养学生认识新知识的能力热力系统储存能及热力学第一定律38.1能够掌握建筑采暖、通风空调、给排水系统的工作原理，并了解系统主要设备的性能指标和正常运行状态参数；1.1能在分组汇报中准确表达自己的观点。复述理想气体状态方程；回忆比热容的计算方法；总结理想气体热力学能变化量的计算。运行理想气体状态方程进行气体状态参数的计算；计算比热容、热力学能变化量、焓变化量。培养学生举一反三的能力理想气体的热力性质和热力过程4复述正向循环和热效率；归纳逆向循环和工作系数；总结卡诺循环、逆卡诺循环。重复正向循环、逆向循环的过程；进行热效率和制冷效率的计算；再现卡诺循环。培养学生认识新知识的能力热力循环及热力学第二定律及卡诺循环510.2能够进行建筑采暖、通风空调、给排水系统管道、附件、设备的选型计算；3.2能阅读国内外专业技术文献和国际标准；6.2具备创新意识和创业的基本素质。背诵水蒸气定压发生过程的三个阶段和五种状态；复述朗肯循环及热效率；说明提高蒸汽动力循环热效率的其他途径。正确理解三个阶段、五种过程；灵活运用水蒸气定压发生过程p-v图与T-s图。培养学生举一反三的能力水蒸气的定压发生过程及蒸汽动力循环6说明分压力和分体积的定义；总结混合气体的成分表示方法与换算；归纳折合摩尔质量和折合气体常数。计算混合气体的分压力和分体积；正确计算折合摩尔质量和折合气体常数。培养学生仔细计算的能力混合气体的表示方法及相关参数计算7背诵流体的主要力学性质；归纳作用于流体上的力；总结流体静力学基本方程。运用流体静力学基本方程进行计算；能够区分作用于流体上的力。培养学生全面思考的能力流体的主要力学性质及流体静力学基础810.2能够进行建筑采暖、通风空调、给排水系统管道、附件、设备的选型计算复述流量和流速的计算；区分稳定流动与非稳定流动；总结伯努利方程的应用。灵活运用稳定流动连续性方程；再现稳定流动与非稳定流动；能够运用伯努利方程进行计算。培养学生归纳总结的能力连续性方程及伯努利方程9复述沿程阻力与沿程损失；总结沿程阻力和部阻力的计算方法；说明流态的判断依据。灵活运用能量损失的计算公式；进行沿程损失和局部损失计算；进行管道内流态的判断。培养学生查找阅读的能力流体在管内流动阻力损失的计算10复述管路计算的基本公式；复述串联管路、并联管路的计算。进行串联管路、并联管路的计算。培养学生计算的能力简单管路、串联与并联管路计算115.2能用传热工程中的相关理论，解释供热、空调工程的工作原理背诵导热基本定律、热导率；总结平壁的稳态导热的计算。导热基本定律进行计算；导热率影响因素的分析；壁的稳态导热的计算。培养学生认识新知识的能力导热的基本定律及平壁、圆筒壁的稳态导热12背诵对流换热的概念；归纳对流换热过程分析；复述影响表面传热系数的主要因素。进行对流换热过程分析；融会贯通影响表面传热系数的主要因素。培养学生认识新知识的能力对流换热概念及牛顿冷却公式13复述热辐射的基本定律；总结气体辐射和吸收的特点。进行热辐射的计算。培养学生举一反三的能力热辐射的基本概念和基本定律145.2能用传热工程中的相关理论，解释供热、空调工程的工作原理复述传热过程特点；说明传热基本方程的应用；说明换热器的基本结构与工作原理。重复传热过程；运用传热基本方程进行计算；进行传热系数的计算。培养学生全面思考的能力传热过程及传热基本方程

表4课程教学安排序号项目（模块）任务（单元）教学内容重点、难点课程思政元素学时1项目一热力系统及热力学第一定律任务1工质的热力状态和基本状态参数1.1能源的分类；1.2本课程的研究内容；1.3工质；1.4热力系,外界与边界；1.5热力系的分类；1.6平衡状态,状态方程式及状态参数坐标图；1.7热力过程。重点：平衡状态,状态方程式及状态参数坐标图。难点：热力过程。节约能源，了解能源，掌握能量平衡定律22任务2热力系统储存能及热力学第一定律2.1热力学能；2.2外部储存能；2.3热力系统的总储存能；2.4热量；2.5功量；2.6随工质流动传递的能量；2.7焓及其物理意义；2.8热力学第一定律的实质；2.9封闭热力系的能量方程。重点：热力学能、外部储存能、热量、功量。难点：焓及其物理意义封闭热力系的能量方程。23任务3能量方程的应用3.1开口热力系的稳定流动能量方程；3.2技术功；3.3稳定流动能量方程的应用。重点：开口热力系的稳定流动能量方程。难点：技术功。24项目二理想气体的热力性质和热力过程任务1理想气体状态方程及其比热容、热量计算1.1理想气体与实际气体；1.2理想气体状态方程；1.3比热容的定义和单位；1.4影响比热容的主要因素；1.5利用比热容计算热量。重点：理想气体状态方程。难点：比热容的定义和单位。耐心细致，精益求精25任务2理想气体热力学能和焓变化量的计算及其热力过程2.1理想气体热力学能变化量的计算；2.2理想气体焓变化量的计算；2.3基本热力过程。重点：理想气体热力学能变化量的计算。难点：基本热力过程。26项目三热力学第二定律任务1热力循环及热力学第二定律1.1正向循环和热效率；1.2逆向循环和工作系数；1.3过程的方向性与不可逆性；1.4热力学第二定律的实质和表述；1.5卡诺循环及热效率。重点：正向循环和热效率、逆向循环和工作系数。学会抽象思维，能够举一反三27任务2卡诺循环与卡诺定律2.1逆卡诺循环；2.2卡诺定律。重点：卡诺循环及热效率、逆卡诺循环。28项目四蒸汽动力循环及混合气体任务1水蒸气的定压发生过程及蒸汽动力循环1.1基本概念；1.2水蒸气定压发生过程的三个阶段和五种状态；1.3水蒸气定压发生过程在p-v图与T-s图上的表示；1.4零点的规定；1.5水和水蒸气表；1.6朗肯循环及热效率；1.7蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响；1.8提高蒸汽动力循环热效率的其他途径。重点：水蒸气定压发生过程的三个阶段和五种状态。难点：水蒸气定压发生过程在p-v图与T-s图上的表示。能够理论联系实际，耐心细致49任务2混合气体2.1混合气体的分压力和分体积；2.2混合气体的成分表示方法与换算；2.3混合气体的折合摩尔质量和折合气体常数；2.4分压力的确定；2.5混合气体的比热容。重点：混合气体的成分表示方法与换算。难点：混合气体的折合摩尔质量和折合气体常数。210项目五流体静力学及一元流体动力学基础任务1流体的主要力学性质及流体静力学基础1.1流体及其基本特性；1.2流体连续性假定；1.3流体的主要力学性质；1.4作用于流体上的力；1.5流体静压力及其特性；1.6流体静力学基本方程；1.7流体静力学基本方程式的应用。重点：流体的主要力学性质。难点：流体静力学基本方程、流体静力学基本方程式的应用。善于观察，善于总结411任务2稳定流动的物料衡算——连续性方程2.1流量和流速；2.2稳定流动与非稳定流动；2.3三元,二元,一元流动；2.4稳定流动连续性方程的基本形式；2.5有分流和合流时的连续性方程；2.6理想流体稳定流动时的机械能衡算。重点：稳定流动与非稳定流动。难点：理想流体稳定流动时的机械能衡算。412任务3稳定流动的能量衡算——伯努利方程3.1实际流体稳定流动时的机械能衡算；3.2伯努利方程的讨论；3.3伯努利方程的应用。重点：实际流体稳定流动时的机械能衡算。难点：伯努利方程的讨论及应用。能量平衡的意识213项目六流动阻力及管路计算任务1沿程损失和局部损失及流体的两种流态1.1沿程阻力与沿程损失；1.2局部阻力与局部损失；1.3能量损失的计算公式；1.4雷诺实验和流态；1.5流态的判断依据；1.6流体在圆形管内的速度分布；1.7边界层的概念。重点：沿程阻力与沿程损失、局部阻力与局部损失。难点：能量损失的计算公式。举一反三，合理布管，节约能源414任务2流体在管内流动阻力损失的计算2.1沿程损失计算；2.2局部损失计算；2.3减少流动阻力的措施。重点：沿程损失计算、局部损失计算。215任务3简单管路、串联与并联管路计算3.1基本概念；3.2简单管路计算的基本公式；3.3简单管路计算示例；3.4串联管路；3.5并联管路。重点：简单管路计算的基本公式。难点：串联管路、并联管路。416项目七热量传递方式任务1导热的基本定律及平壁、圆筒壁的稳态导热1.1基本概念；1.2导热基本定律；1.3热导率；1.4单层平壁的稳态导热；1.5多层平壁的稳态导热；1.6单层圆筒壁的稳态导热；1.7多层圆筒壁的稳态导热；1.8圆筒壁稳态导热的简化计算。重点：导热基本定律、热导率。难点：平壁的稳态导热、圆筒壁的稳态导热。耐心细致，举一反三417任务2对流换热概念及牛顿冷却公式2.1对流换热的概念；2.2对流换热过程分析；2.3牛顿冷却公式；2.4影响表面传热系数的主要因素。重点：牛顿冷却公式。难点：面传热系数的主要因素。218任务3热辐射的基本概念和基本定律3.1热辐射的基本概念；3.2热辐射的基本定律；3.3两固体间的辐射换热；3.4气体辐射和吸收的特点。重点：热辐射的基本定律。难点：气体辐射和吸收的特点。219项目八传热与换热器任务1传热过程及传热基本方程1.1传热过程；1.2传热过程特点；1.3热负荷；1.4传热基本方程；1.5传热系数的计算；1.6换热器的基本结构与工作原理。重点：传热基本方程。难点：传热系数的计算。理论与实践相结合4四、课程考核本课程考核采用形成性考核（平时考核）和终结性考核（期末考试）相结合。形成性评价贯穿于教学全过程，主要评价学生的学习态度、学习方法、学习能力。评价项目包括：上课考勤，上课纪律，作业和课题讨论，评价结果以40%比例计入课程成绩。期末考试主要采用闭卷方式，考试范围涵盖所用讲授内容，考试内容应能客观反映出学生对本课程主要原理、方法的掌握、理解程度和对所学知识的综合运用能力。考试题型应多样化，题量及难易程度应适中。评价结果以60%比例计入课程成绩。五、实施要求1.授课教师基本要求授课教师应具备与课程相关专业本科及以上学历，职称原则助教(一年)及以上职称水平或同水平工程技术职称人员，具有半年及以上企业实践经历，具有较强的现场经验和动手操作能力。同时教师应具有热爱教育事业，热爱学生的基本素质要求，能遵守教师职业道德，具有良好的职业素养，为人师表，以身作则。2.实践教学条件要求（1）校内实训室表5流体力学实训室实训室（中心）名称流体力学实训室面积100m2序号核心设备数量备注1流体力学综合实验装置1套2沿程阻力实验装置1套3管路串并联实验装置1套4毕托管流速测量实验装置1套5工具箱10套（2）校外实习基地表6流体力学及热工基础课程校外实习基地序号校外实训基地名称合作企业名称校外实训基地功能接纳学生人数备注1地热能实训基地中石化绿源地热能开发有限公司跟岗实习、毕业实习、顶岗实习603.教学方法与策略（1）教学方法主要采用项目化教学、案例教学法、情景教学法、现场教学法、工作过程导向教学法、讨论式、参与式教学法。（2）教学策略教学采用板书和多媒体融合教学：利用学院的多媒体室进行教学，本课程讲