工程热力学课程教学大纲

《工程热力学》课程教学大纲

一、课程的性质和任务

本课程是建筑环境与能源应用工程及能源与动力工程专业必修的一门专业基础课。

本课程的任务是：通过对本课程的学习，使学生掌握有关物质热力性质、热能有效利用以及热能与其它能量转换的基本规律，培养学生运用热力学的定律、定理及有关的理论知识，对热力过程进行热力学分析的能力；初步掌握工程设计与研究中获取物性数据，对热力过程进行相关计算的方法。

二、课程的基本内容及要求

1、绪论

了解热能及其利用，热能装置的基本工作原理。

掌握工程热力学的研究对象、研究内容、研究方法及发展概况。

2、基本概念

了解工程热力学中一些基本术语和概念：热力系、平衡态、准平衡过程、可逆过程等。

掌握状态参数的特征，基本状态参数p，v，T的定义和单位等。

熟练应用热量和功量过程量的特征，并会用系统的状态参数对可逆过程的热量、功量进行计算。

3、气体的热力性质

了解理想气体与实际气体、混合气体的性质、气体常数、通用气体常数、比热容等。

掌握气体的状态方程及其应用。

熟练应用气体状态方程解决气体的变化过程参数的变化。

4、热力学第一定律

了解能量、储存能、热力学能、迁移能、膨胀功、技术功、推动功的概念，深入理解热力学第一定律的实质。

掌握热力学第一定律及其表达式、掌握体积变化功、推动功、轴功和技术功

的概念及计算式。注意焓的引出及其定义式。

熟练应用热力学第一定律表达式来分析计算工程实际中的有关问题。

5、理想气体的热力过程及气体压缩

了解理想气体热力学能、焓和熵的变化。了解活塞式压气机的余隙影响及多级压缩的过程

掌握正确应用理想气体状态方程式及4种基本过程以及多变过程的初终态基本状态参数p，v，T之间的关系。

熟练应用4种基本过程以及多变过程系统与外界交换的热量、功量的计算。能将各过程表示在p-v图和T-s图上，并能正确地应用在p-v图和T-s图判断过程的特点。

6、热力学第二定律

了解用可用能、有效能的概念及其计算。在深刻领会热力学第二定律实质的基础上，认识能量不仅有"量"的多少，而且还有"质"的高低。

掌握热力学第二定律的表述和实质，掌握熵的意义、计算和应用；掌握孤立系统和绝热系统熵增的计算，从而明确能量损耗的计算方法。

熟练应用孤立系统熵增原理、可用能的损失及计算对热力过程进行热工分析，认识提高能量利用经济性的方向、途径和方法。

7、水蒸气

了解水蒸相变过程、蒸气图表的结构及有关蒸气的各种术语及其意义。例如：汽化、凝结、饱和状态、饱和蒸气、饱和液体、饱和温度、饱和压、三相点、临界点、汽化潜热等。

掌握水蒸汽的定压汽化过程及水蒸汽的P—V图和T—S图。

熟练应用水蒸气图表分析水蒸气基本热力过程中热量及功量的变化。

8、湿空气

了解湿空气的组成，及焓湿图的绘制方法、了解实际应用的湿空气过程。

掌握湿空气状态参数的意义及其计算方法，并能区别哪些参数是独立参数，哪些参数存在相互关系。熟练掌握相对湿度、绝对湿度、含湿量等概念。

熟练应用含湿图分析湿空气的状态变化过程。

9、气体和蒸汽的流动

了解稳定流动基本方程组、了解喷管的工作原理,

掌握声速与马赫数、掌握喷管和扩压管、掌握等熵流动特性、掌握绝热节流。

熟练应用流动方程解决气体的流动过程的计算。

10、动力循环

了解热机的概念，及动力循环的分类及其特点。

掌握朗肯循环，气体动力循环的吸热量、放热量。作功量及热效率等能量分析和计算的方法，再热循环，回热循环。

熟练应用蒸汽参数对循环效率的影响分析动力循环的热效率及影响各种循环热效率的因素。

11、制冷循环

掌握有关制冷剂的热物性参数的概念并查图表计算、了解蒸气压缩式制冷循环、喷射式制冷循环的原理,装置及工作过程。

掌握掌握空气压缩制冷循环的分析、计算和循环相应在坐标图的表示。掌握提高制冷系数的方法和途径。

熟练应用制冷循环的分析，得出影响制冷系数的主要因素及提高制冷系数的方法和途径。

三、考核方式

本课程为考试课程，课程考核采用闭卷形式、笔试方式，考试时间为120

分钟。成绩综合评定，平时成绩包括出勤、学习态度、作业、课堂测验、课堂讨论等，占总成绩的15%，期末考试卷面成绩占总成绩的85%。

四、学时分配建议

1、理论学时安排表

五、教材及主要教学参考书

1、教材：

[1] 廉乐明等编，《工程热力学》第五版，中国建筑工业出版社，2011

2、主要教学参考书：

[1] 沈维道、童钧耕等编，《工程热力学》，上海交通大学出版社，2007

[2] 曾丹苓等编，《工程热力学》第三版，高教出版社，2002

[3] 朱明善等编，《工程热力学》，清华大学出版社，1996

[4] 何雅玲编，《工程热力学精要解析及典型题精解》，西安交通大学出版社，2001

[5] 童钧耕等编，《工程热力学总复习--理论概要和习题》，上海交通大学出版社，2002