《热工学基础》教学大纲Word文档格式.docx
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总课时数：
48执笔人：
孟超
编写日期：
2014年1月20日审核人：
郝江霞
一、适用专业
本教学大纲适用于土建类建筑设备类专业，本大纲的教学对象是高职学院物业设施管理专业三年制学生。
二、教学目的和要求
1.教学目标
本课程以掌握基本概念为主要目的，立足于工程实际，培养学生认识问题、分析问题、基本解决问题的能力。
帮助学生基本掌握热工学基础知识，了解提高其热效率的基本途径和方法，并能应用所学的知识，对简单问题进行计算，为学习专业知识奠定必要的热力分析与热工计算的理论基础和基本技能。
2.教学要求
通过学习热工学基础这门专业基础课，应达到下列基本要求：
（1）掌握工质气体状态参数、理想气体状态方程，并能进行气体基本热力过程的分析和简单计算；
（2）掌握热力学第一定律的实质及其能量方程的应用；
（3）掌握热力学第二定律的实质和意义；
（4）掌握卡诺循环及卡诺定律、热泵的理论基础；
（5）了解水蒸气的热力性质及相应的图表，并能应用这些图表进行简单热力过程的分析和计算；
（6）理解气体和蒸汽的节流、气体压缩与制冷循环的基本原理及工程应用；
（7）理解导热、对流、辐射三种基本热量传递方式的基本定律及应用；
（8）掌握稳态导热、简单非稳态导热、对流换热、辐射换热的简单计算；
（9）了解平壁、圆筒壁、肋壁稳定传热的计算方法；
（10）了解传热增强与削弱的方法与措施；
（11）理解换热器的类型、换热原理、基本构造；
（12）掌握换热器的性能评价与选用计算；
（13）了解建筑物相关热工学的基本原理，强化对建筑热工学与土建施工之间的关系。
三、教学内容和要求
（一）绪论
1.主要内容
课程的性质和任务；
课程研究对象及主要内容；
热能及其利用；
课程与专业的关系。
2.教学要求
（1）了解本课程的性质及主要内容；
（2）了解本课程的研究对象与专业的关系。
第一篇工程热力学
（二）工质与热力系统
工质及其状态参数；
热力系统、热力过程和热力循环的基本概念；
系统储存能及系统与外界传递的能量（热量和功量）。
（1）掌握工质及其基本状态参数；
（2）掌握热力系统、边界、闭口系统、开口系统、绝热系统等几个基本概念；
（3）掌握热力过程、热力循环、可逆过程与不可逆过程的概念；
（4）了解热力系统储存能，热力系统与外界能量（热量和功量）传递的形式。
（三）热力学第一定律
能量守恒与转换定律的内容；
热力学第一定律的实质；
闭口系统的能量方程；
开口系统稳定流动能量方程的工程应用。
（1）掌握能量守恒与转换定律和热力学第一定律的内容和实质；
（2）掌握闭口系统能量方程式，了解式中各项的含义、各项能量的正负规定；
（3）理解稳定流动能量方程解析式及各项的含义，并掌握其在工程中的应用；
（4）理解焓的概念，并明确焓为工质参数的状态性和计量的相对性。
（四）理想气体的热力性质及热力过程
理想气体的概念；
理想气体状态方程及其应用；
比热及热量计算；
混合气体、理想气体的基本热力过程及过程中内能、焓、热量、功量的计算；
理想气体的热力过程。
（1）掌握理想气体的概念，掌握理想气体状态方程及其应用；
（2）掌握定值热容、平均热容计算热量的方法；
（3）掌握容积成分、总压力和分压力的概念及其相互间的关系；
（4）了解混合气体的平均分子量及气体常数的求法；
（5）掌握理想气体（定容、定压、等温、绝热、多变）基本热力过程的热量、功量、焓变化量和内能变化量的计算。
（五）热力学第二定律
热力循环及热效率；
热力学第二定律；
熵、温熵图；
卡诺循环。
（1）了解自发进行的热力过程的方向和热力循环的概念及类型；
（2）掌握热力学第二定律的表示方法及工程意义；
（3）理解熵的基本概念，了解温熵图在计算中的应用；
（4）了解卡诺循环及其在工程中的实用价值。
（六）水蒸气
液体的物态变化；
定压下水蒸汽的生产过程及在
图上的描述；
水蒸汽状态参数和水蒸汽表；
水蒸汽的焓熵图及其应用。
（1）了解液体物态变化的一些基本知识；
（2）理解水蒸气的定压生产过程；
（3）了解水蒸汽
图的绘制过程；
（4）掌握水蒸气表及水蒸汽焓熵图的应用。
（七）湿空气
湿空气的性质、组成和状态参数；
湿空气的焓湿图；
有关湿空气处理的热力过程。
（1）了解湿空气的性质和状态参数（温度、压力、绝对湿度、相对湿度、露点温度、湿球温度、焓湿量、密度、焓等）的含义以及湿空气状态参数之间的关系；
（2）熟练掌握湿空气焓湿图，并能应用于工程上湿空气处理的各热力过程。
（八）气体和蒸汽的流动与节流
绝热稳定流动的基本方程；
气体在喷管和扩压管内压力和流速间的变化规律；
喷管、扩压管和节流的工程应用。
（1）了解绝热稳定流动的基本方程；
（2）理解气体在喷管和扩压管内压力与流速间的互相关系及流速变化与截面变化的关系，并掌握选择喷管和扩压管形状类型的方法；
（3）了解喷管、扩压管和节流在工程中的实际应用。
（九）气体的压缩和制冷循环
活塞式压气机的压缩过程及余隙容积、多级压缩、中间冷却的分析；
空气压缩式制冷循环和回热式空气压缩制冷循环的分析；
蒸汽喷射式制冷循环、吸收式制冷循环和热泵供热循环的简介。
（1）了解活塞式压气机的压缩过程，以及余隙容积、多级压缩的概念；
（2）了解各类制冷循环的工作原理与过程；
（3）理解空气压缩式制冷循环和蒸汽压缩式制冷循环的分析与有关计算。
第二篇传热学
（十）稳态导热
导热的基本概念；
导热基本定律——傅立叶定律及导热系数；
导热“欧姆定律”和导热的模拟电路；
通过平壁、圆筒壁和肋壁的稳态导热计算。
（1）了解温度场、等温面、等温线、温度梯度的基本概念；
（2）掌握傅立叶定律和导热系数的物理含义及影响因素；
（3）掌握通过平壁、圆筒壁和肋壁的稳定导热计算；
（4）理解热阻、导热“欧姆定律”和导热的模拟电路在导热上的运用。
（十一）对流换热
对流换热的基本概念；
影响对流换热过程的因素；
相似理论基础及其在对流换热计算中的应用；
单相流体对流换热；
流体强迫对流的换热；
变相流体的换热。
（1）了解对流换热的机理、特点及影响对流换热强弱的重要因素；
（2）了解相似理论及其对对流换热有影响的有关相似准则含义。
（十二）辐射换热
热辐射的基本概念（热辐射的本质和特点、吸收率、反射率、投射率、黑体、灰体）；
热辐射的基本定律（普朗特定律、维恩定律、斯蒂芬—波尔茨曼定律、克希荷夫定律）和实际物体的辐射；
辐射换热空间热阻、表面热阻的概念及计算；
两物体表面间的辐射换热计算；
气体辐射。
（1）了解热辐射的基本概念、本质、特点；
（2）掌握热辐射的基本定律和实际物体的辐射计算；
（3）掌握空间热阻、表面热阻及角系数概念和计算；
（4）了解任意两物体表面间的辐射换热计算（能进行平行壁间及密闭空间内物体和周围壁面间辐射换热的计算）；
（5）了解遮热板遮热的作用；
（6）了解气体辐射的特点、吸收定律和气体的辐射换热计算。
（十四）传热计算及传热的增强与消弱
复合换热与传热的概念及计算处理方式；
通过平壁、圆筒壁、肋壁的稳定传热；
传热的增强和削弱。
（1）了解复合换热与传热的概念及计算处理方式；
（2）掌握平壁、圆筒壁、肋壁的稳定传热计算；
（3）掌握增强传热和削弱传热的基本途径与措施。
（十五）换热器
换热器的基本类型与构造；
换热器的平均传热温差；
换热器选型计算的方法、步骤与内容；
换热器选型计算的实例。
（1）了解换热器的工作原理、类型、构造和使用场所；
（2）了解各基本形式换热器平均传热温差的计算；
（3）掌握换热器的有关选型计算的方法与步骤。
四、广度和深度
本课程从广度和深度上都充分体现了高职教育的特点以及对高职学生的知识给予程度。
在广度方面既包括热力学基本定律、工质的状态参数及其变化规律等基本理论知识，导热、对流、热辐射换热的基本定律以及稳态传热的基本计算；
同时还包括换热器的换热原理、热工计算及换热器传热过程的强化。
从深度方面既对于传热及热力学的基本原理进行讲述，为学习专业基础知识奠定必要的热力分析与热工计算的理论基础和基本技能；
同时还对热工与传热设备的选型及实际操作工艺予以阐述，以提高施工及现场管理的能力，从而全方位的提高学生的知识层面，确保培养实用型人才的教学目的。
五、总教学时数和学时分配
序号
内容
课时分配
合计
讲课
实训
1
绪论
2
第一章工质与热力系统
3
第二章热力学第一定律
4
第三章理想气体的热力性质及热力过程
5
第四章热力学第二定律
6
第五章水蒸气
7
第六章湿空气
8
第七章气体和蒸气的流动与节流
9
第八章气体压缩和制冷循环
第二篇传热学
10
第九章稳态导热
11
第十一章对流换热
12
第十二章辐射换热
13
第十三章稳定传热
14
第十四章换热器
综合复习
考核
48
30
18
六、教学形式和考核方法
1.教学形式
本课程采用面授教学、多媒体及现场直接指导，用通俗易懂的语言讲授，尽量以日常生活及自然现象来讲解专业理论知识。
2.考核方法
随堂理论考试。
课程结束时，对教学内容中必须掌握的理论、计算以及识图进行考查，并以试卷考试方式进行。
总成绩=平时表现（10%）+日常测验（40%）+试卷考试（50%）
七、课程实训
课程实训的主要内容：
一是讲练重点习题让学生掌握解题的方法；
二是指导学生如何使用焓熵图（h-s图）、焓湿图（h-d图）、压焓图（lgp-h图），将各种热力过程在各种线算图中表示，并灵活应用，从而使学生将理论学习与工程实际紧密结合，并明确其在今后的专业课程的学习及实际工程中的作用。
实训安排：
课堂教学习题课16节、现场教学4节，共20课时。
八、作业
课堂问答与书面作业相结合，书后作业或思考题。
九、大纲说明
1.本大纲根据高等职业教育建筑设备工程技术专业教育标准和培养方案编写；
2.应重视习题课、实验课或演示实验的开出，以培养解决工程实际计算的能力和实验动手能力；
3.课程以课堂教学为主，教学中应注意利用多媒体手段，并尽量利用实验及flash展示各种热力过程、热力系统的工作原理，给学生直观、形象的概念，以达到良好的教学效果，提高教学效率；
4.要注意改革考核手段与方法，可通过课堂提问、学生作业、平时测验、实验及考试情况综合评价学生成绩，考试形式也可采用开卷，以减少不必要的死记硬背，而注重课程内容的理解能力；
5.理论教学时数、实践教学时数可根据不同的情况作相应的调整。
十、教材选用建议和主要教学参考书
《热工学基础》余宁主编，中国建筑工业出版社，2011
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