热工学
少于1000 人选课
更新日期:2025/05/10
开课平台爱课程(中国大学MOOC)
开课高校重庆大学
开课教师陈曦
学科专业工学机械类
开课时间2021/03/15 - 2021/08/31
课程周期25 周
开课状态已结课
每周学时-
课程简介

本课程是专业必修基础课程,为车辆工程本科学生后续学习内燃机原理及其他内燃机相关课程打下良好的基础,同时也为学生未来从事内燃机的进一步深入研究和实际设计制造工作奠定必须的、扎实的理论基础;要求学生掌握工程热力学基本概念,热力学第一、第二定律,理想气体的性质与热力过程,特别是熟练掌握活塞式内燃机的理论循环,了解导热、对流换热和辐射换热这三种热量传递的基本方式,特别是掌握稳态和非稳态导热问题的计算,单相流体强迫对流和自然对流问题的计算和研究方法,工程实际物体间辐射换热问题的计算方法和应用,了解传热过程和其他复合传热过程的计算处理方法。

教学重点是热工理论基本概念,热力学第二定律的实质,热工转换理论及其内燃机理论循环,导热、对流与辐射换热的计算、处理及应用。教学难点在于如何引导学生应用高等数学和普通物理的基础知识并两相结合,培养学生从微观分析到宏观研究的方法,掌握工程宏观概念和思维方式及处理方法,训练学生具有独立思考与逻辑判断能力,培养工程意识。

在教学方法方面,以理论讲授为主,运用现代教育多媒体技术,ppt与动漫相结合,板书与讨论相结合,针对每一章设计一个讨论题目,以教材为蓝本,根据专业需要进行取舍,课堂讲解内容主要是对课件的提炼、解释及扩展,帮助学生深入理解和牢固掌握,注重讲解透彻,案例启发,讲解与提问相结合,尽量增加提问式教学和反问式教学,增强教师与学生的课堂互动,激发学生的求知欲望和学习热情,引导学生发散思维和集中思维,激发学生科学探索兴趣,培养学生对问题的深入理解和分析能力。同时通过增加动漫、图片等多媒体资料,展示热工基础理论形成、现状与发展、工程应用、前沿研究等,既注重理论分析,又增加学生的感性认识,课间及课后加强与学生交流学习方法和学习心得。

课程大纲
绪论
0-1能量与能源(1)
0-2能量与能源(2)
0-3热工基础的研究内容
第一章基本概念 
1-1热机、工质、热源与热力系统
1-2平衡状态及基本状态参数
1-3状态方程与可逆过程
1-4功量与热量
第二章热力学第一定律
2-1热力学第一定律的实质
2-2热力学第一定律表达式及应用(1)
 2-3热力学第一定律表达式及应用(2)
第三章理想气体的性质与热力过程
 3-1理想气体状态方程式
 3-2热容
 3-3理想气体的热容
 3-4理想气体的热力学能、焓和熵
 3-5理想混合气体
 3-6理想气体的基本热力过程(1)
 3-7理想气体的基本热力过程(2)
 3-8多变过程
第六章动力装置循环
 6-1活塞式内燃机循环
 6-2活塞式内燃机理想循环分析
 6-3影响热效率的因素及循环比较
第八章热量传递的基本方式
8-1热传导
8-2热对流
8-3热辐射
8-4传热过程
第九章导热
9-1导热的基本概念
9-2导热的基本定律
9-3热导率
9-4导热微分方程
9-5导热问题的单值性条件
9-6平壁的稳态导热
9-7圆筒壁的稳态导热
9-8肋片的稳态导热(1)
9-9肋片的稳态导热(2)
9-10一维非稳态导热问题的分析解
9-11分析解的讨论
9-12诺谟图
9-13集总参数法
第十章对流换热
10-1对流换热概述
10-2对流换热微分方程组及其单值性条件
10-3边界层理论与对流换热微分方程组的简化(1)
10-4边界层理论与对流换热微分方程组的简化(2)
10-5外掠等壁温平板层流换热分析解简介
10-6对流换热的实验研究方法(1)
10-7对流换热的实验研究方法(2)
10-8管内强迫对流换热的特点及影响因素
10-9管内强迫对流换热特征数关联式
10-10外掠壁面强迫对流换热
10-11自然对流换热
10-12大空间自然对流换热特征数关联式
第十一章辐射换热
11-1热辐射的基本概念
11-2黑体辐射的基本定律
11-3实际物体的发射特性
11-4实际物体的吸收特性,基尔霍夫定律
11-5角系数
11-6辐射换热的计算方法(1)
11-7辐射换热的计算方法(2)
11-8遮热板的原理
第十二章传热过程与换热器 
12-1平壁、圆筒壁传热过程
12-2肋壁传热过程
12-3换热器
12-4换热器的传热计算
12-5传热的强化与削弱
12-6接触热阻,临界热绝缘直径