工程热力学课程设计
2024工程热力学课堂教学设计教案
•教学背景与目标•教学内容与方法•教学资源与工具•教学过程与实施目录•教学评价与反馈•教师角色与素质要求01教学背景与目标课程背景介绍工程热力学在能源与动力工程领域的重要性工程热力学是研究热能与机械能相互转换以及热能传递规律的学科，对于能源的高效利用和动力设备的优化设计具有重要意义。
当前工程热力学教学面临的挑战随着科技的快速发展和新能源技术的不断涌现，工程热力学的教学内容需要不断更新和完善，以适应新的教学需求。
教学目标设定知识与技能目标使学生掌握工程热力学的基本概念和基本定律，了解热能传递和转换的基本过程，能够运用所学知识分析和解决简单的工程热力学问题。
过程与方法目标通过理论讲解、案例分析、实验操作等多种教学手段，培养学生的分析、综合、创新和实践能力。
情感态度与价值观目标激发学生对工程热力学的学习兴趣和热情，培养学生的团队协作精神和创新意识，提高学生的职业素养和社会责任感。
学生需求分析学生的专业背景和先修课程01学生的学习特点和兴趣爱好02学生在未来职业发展中的需求03教学重点与难点教学重点教学难点02教学内容与方法整合知识点间的联系，构建系统的知识体系，如将热力学第一定律和第二定律结合起来讲解热机的工作原理；强调知识点的工程应用背景，引导学生将理论知识与实际问题相结合。
梳理工程热力学基本概念、定律和原理，如热力学系统、热力学第一定律、热力学第二定律等；知识点梳理与整合根据工程热力学的学科特点，选择启发式、案例式、讨论式等教学方法；针对学生的实际情况，采用分层次、分阶段的教学方式，逐步提高教学难度；利用多媒体、网络等现代化教学手段，增强教学的直观性和趣味性。
教学方法选择依据设计课堂提问环节，鼓励学生主动思考和回答问题，激发学生的学习兴趣；安排小组讨论环节，引导学生就某一问题进行深入探讨和交流，培养学生的合作精神和沟通能力；设置课堂练习环节，让学生及时巩固所学知识，提高教学效果。
课堂互动环节设计案例分析与实践应用引入工程实例，分析热力学理论在工程中的应用，如汽轮机、内燃机等热力设备的热力过程分析；安排实验课程，让学生亲自动手操作，加深对热力学理论的理解和掌握；布置课程设计任务，让学生综合运用所学知识解决实际问题，培养学生的工程实践能力和创新能力。
工热课程设计
工热课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握工程热力学的基本概念、原理和方法，培养学生运用工程热力学知识解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）理解热力学系统的基本概念和分类；（2）掌握能量守恒定律和熵增原理；（3）熟悉热力学状态参数和热力学图表；（4）了解热力学第一定律和第二定律的内涵；（5）掌握理想气体的状态方程和热力学性质。
2.技能目标：（1）能够正确运用热力学公式进行计算；（2）具备分析实际热力学问题的能力；（3）学会使用热力学软件进行计算和分析。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对工程热力学的兴趣和热情；（2）增强学生运用科学知识解决实际问题的意识；（3）培养学生团队合作精神和自主学习能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.热力学基本概念和原理：热力学系统、状态参数、能量守恒定律、熵增原理等；2.热力学状态方程和性质：理想气体状态方程、热力学状态图、热力学性质表等；3.热力学第一定律和第二定律：内能、热量、功、熵等概念，以及它们之间的关系；4.热力学计算与应用：热力学公式的运用，实际热力学问题的分析与解决；5.热力学软件的使用：熟悉并掌握热力学软件的操作和应用。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行授课，包括：1.讲授法：系统地传授热力学基本概念、原理和方法；2.讨论法：引导学生针对实际问题进行思考和讨论，培养分析问题能力；3.案例分析法：通过分析具体案例，使学生更好地理解和运用热力学知识；4.实验法：学生进行热力学实验，提高学生的动手能力和实践能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用国内外优秀教材，如《工程热力学》等；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作精美的课件，辅助课堂教学；4.实验设备：配备必要的实验设备，如热力学实验仪等，以便进行实验教学。
2024版最新精品工程热力学教案
提高制冷效率的措施包括采用高效压缩机、优化冷凝器和蒸发器设计、 提高制冷剂性能等。
06
工程热力学应用实例分析
蒸汽轮机工作原理及性能评价
蒸汽轮机工作原理
蒸汽轮机利用高温高压蒸汽驱动涡轮旋转，进而带动发电机发电。蒸汽轮机主要由锅炉、汽 轮机、凝汽器、给水泵等辅助设备组成。
性能评价指标
蒸汽轮机的性能评价指标主要包括热效率、功率输出、蒸汽消耗率等。其中，热效率是评价 蒸汽轮机性能的重要指标，它反映了蒸汽轮机将热能转化为机械能的效率。
等容过程
绝热过程
系统体积保持不变的过程。在等容过程中， 理想气体的压强与热力学温度成正比关系。
系统与外界没有热量交换的过程。在绝热过 程中，理想气体的压强、体积和温度之间满 足特定的关系式。
05
热力循环与热效率
热力循环概述
01
02
03
热力循环定义
热力循环是研究工质从某 一状态开始，经过一系列 状态变化又回到原来状态 的过程。
等。
02
热力学第一定律
能量守恒原理
能量不能凭空产生或 消失，只能从一种形 式转化为另一种形式。
能量转化过程中，各 种形式的能量在数量 上保持平衡。
在一个孤立系统中， 总能量始终保持不变。
热力学第一定律表达式
热力学第一定律的表达式为
ΔU = Q - W，其中ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统与外界交换的热量，W表示系 统对外界所做的功。
对外界所做的功。
当系统与外界没有热量交换时， 即Q=0，则ΔU = -W，表示系 统内能的变化等于系统对外界所
做的功的负值。
当系统与外界没有功的交换时， 即W=0，则ΔU = Q，表示系统 内能的变化等于系统与外界交换
工程热力学课程设计
各工况给出了实际运行参数，由此可计算出汽轮机的
实际作功量。另外，根据给定的参数可确定出理论功
率，汽轮机的相对内效率为：
oi
实际作功量 理论作功量
On the evening of July 24, 2021
注意事项：
Courseware template
发电机输出功率给定。
汽轮机的实际作功率与发电机输出功率间的差值是 由于机械摩擦和发电机损失所造成的。
3、凝汽器的火用损失
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火用损失
i C D e x 2 a c t e x 3 1 2 6 . 7 9 2 = 1 2 4 . 7 9 k J / k g
火用损系数
ex2act
elCDeiC xD ch
124.793.43% 3641.83
ex3
4、总火用损失
On the evening of July 24, 2021
4、冷凝器
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凝汽器放出的热量：
q2h2act h3
2256.9137.772119.13kJ/kg
h2act q2
凝汽器的热损失占燃烧提供的热量的百分比为：
h3
q2 2119.1358.19% q1 3641.83
火用效率
exBex1 ex ch ex41 4 4 3 1 6 .5 4 3 1 . 8 3 8 .5 33 9 .3 5 %
On the evening of July 24, 2021
锅炉中火用损失的分析
锅炉中烟气的平均温度
Tgscp(TmaxTpy)
Courseware template
Tg
工程热力学课程设计致谢
工程热力学课程设计致谢一、教学目标本章节的教学目标包括以下三个方面：1.知识目标：通过本章节的学习，学生需要掌握工程热力学的基本概念、原理和公式，包括热力学第一定律、第二定律和熵增原理等。
2.技能目标：学生需要能够运用工程热力学的知识解决实际问题，如热能转换、热传递和热效率计算等。
3.情感态度价值观目标：培养学生对工程热力学的兴趣和热情，使其认识到工程热力学在工程设计和科学研究中的重要性。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括以下几个部分：1.工程热力学基本概念和术语：热力学系统、状态量、过程量等。
2.热力学第一定律：能量守恒定律，内能、热量和功的定义及关系。
3.热力学第二定律：熵增原理，热力学循环和热机效率。
4.热传递：导热、对流和辐射热传递的基本原理和计算方法。
5.热能转换：热能与其他形式能量的转换原理和应用。
三、教学方法为了达到本章节的教学目标，将采用以下几种教学方法：1.讲授法：通过教师的讲解，系统地传授工程热力学的基本概念和原理。
2.案例分析法：通过分析实际案例，让学生了解工程热力学在实际工程中的应用。
3.实验法：安排实验室实践，让学生亲身体验热力学的实验过程，提高其实际操作能力。
4.讨论法：学生进行小组讨论，促进学生之间的交流和思考，培养其团队合作精神。
四、教学资源为了支持本章节的教学内容和教学方法的实施，将准备以下教学资源：1.教材：选用权威的工程热力学教材，为学生提供系统性的知识学习。
2.参考书：提供相关的参考书籍，拓展学生的知识视野。
3.多媒体资料：制作精美的PPT课件，通过图文并茂的方式，生动展示工程热力学的基本概念和原理。
4.实验设备：准备充足的实验设备，确保每个学生都能参与到实验过程中，提高其实际操作能力。
五、教学评估本章节的教学评估将采用多种方式，以全面、客观地评价学生的学习成果：1.平时表现：通过课堂参与、提问和讨论等方式，评估学生的课堂表现和积极性。
2.作业：布置适量的作业，评估学生的知识掌握和应用能力。
精品工程热力学教案
化学化工系教案课程名称：工程热力学总学时数：72 学时讲授时数：72学时实践（实验、技能、上机等）时数：0学时授课班级：主讲教师：使用教材：大连理工大学《工程热力学》毕明树《工程热力学》课程教案说明：1、授课类型：指理论课，实验课，实践课，技能课，习题课等；2、教学方法：指讲授、讨论、示教、指导等；3、教学手段：指板书、多媒体、网络、模型、挂图音像等教学工具；4、首次开课的青年教师的教案应由导师审核；5、讲稿内容附后。
绪论(2学时)一、基本知识1．什么是工程热力学从工程技术观点出发，研究物质的热力学性质，热能转换为机械能的规律和方法，以及有效、合理地利用热能的途径。
电能一一机械能锅炉一一烟气一一水一一水蒸气一一(直接利用) 供热锅炉一一烟气一一水一一水蒸气一一汽轮机一一 (间接利用)发电冰箱一一-(耗能) 制冷2．能源的地位与作用及我国能源面临的主要问题3. 热能及其利用（1）.热能：能量的一种形式（2）.来源：一次能源：以自然形式存在，可利用的能源。
如风能,水力能,太阳能、地热能、化学能和核能等。
二次能源：由一次能源转换而来的能源，如机械能、机械能等。
（3）.利用形式：直接利用：将热能利用来直接加热物体。
如烘干、采暖、熔炼(能源消耗比例大)间接利用：各种热能动力装置，将热能转换成机械能或者再转换成电能，4．.热能动力转换装置的工作过程5．热能利用的方向性及能量的两种属性过程的方向性：如：由高温传向低温能量属性：数量属性、,质量属性 (即做功能力)注意：数量守衡、质量不守衡提高热能利用率：能源消耗量与国民生产总值成正比。
6．本课程的研究对象及主要内容研究对象：与热现象有关的能量利用与转换规律的科学。
研究内容：（1）．研究能量转换的客观规律，即热力学第一与第二定律。
（2）．研究工质的基本热力性质。
（3）．研究各种热工设备中的工作过程。
（4）．研究与热工设备工作过程直接有关的一些化学和物理化学问题。
北京理工工程热力学电子教案
北京理工工程热力学电子教案第一章：工程热力学简介1.1 课程背景本章主要介绍工程热力学的基本概念、研究对象和内容，使学生对工程热力学有一个整体的认识。
1.2 教学目标（1）了解工程热力学的基本概念和研究对象；（2）掌握工程热力学的基本定律和原理；（3）理解工程热力学在工程技术中的应用。
1.3 教学内容1.3.1 工程热力学的基本概念1.3.2 工程热力学的研究对象和内容1.3.3 工程热力学的基本定律和原理1.4 教学方法与手段采用讲授、互动、案例分析等教学方法，结合多媒体课件、动画等教学手段，帮助学生更好地理解和掌握工程热力学的基本概念和原理。
1.5 教学评估通过课堂问答、作业、小组讨论等方式，评估学生对工程热力学基本概念和原理的掌握情况。
第二章：热力学定律与工质性质2.1 课程背景本章主要介绍工程热力学的基本定律，如能量守恒定律、热力学第一定律、热力学第二定律等，以及工质的性质，如比热容、比焓等。
2.2 教学目标（1）掌握工程热力学的基本定律；（2）了解工质的性质及其在工程热力学中的应用；（3）能够运用热力学定律和工质性质解决实际问题。
2.3 教学内容2.3.1 能量守恒定律2.3.2 热力学第一定律2.3.3 热力学第二定律2.3.4 工质的性质2.4 教学方法与手段采用讲授、互动、案例分析等教学方法，结合多媒体课件、动画等教学手段，帮助学生理解和掌握热力学定律和工质性质。
2.5 教学评估通过课堂问答、作业、小组讨论等方式，评估学生对热力学定律和工质性质的掌握情况。
第三章：热力学系统与状态参数3.1 课程背景本章主要介绍热力学系统的分类、状态参数及其定义和表示方法，如压力、温度、比容等。
3.2 教学目标（1）了解热力学系统的分类及特点；（2）掌握状态参数的定义和表示方法；（3）能够运用状态参数描述热力学系统。
3.3 教学内容3.3.1 热力学系统的分类及特点3.3.2 状态参数的定义和表示方法3.3.3 状态参数在工程热力学中的应用3.4 教学方法与手段采用讲授、互动、案例分析等教学方法，结合多媒体课件、动画等教学手段，帮助学生理解和掌握热力学系统的分类、状态参数及其应用。
工程热力学课程教案X
VS
熵增原理
在一个孤立系统中，自发过程总是向着熵 增加的方向进行。熵是表示系统无序程度 的物理量，熵增加意味着系统无序程度增 加。
03
工质的热力性质
工质的定义与分类
定义
工质是实现热能与机械能相互转换的媒介物 质。
分类
根据物质状态，工质可分为气体、液体和固 体；根据组成，可分为单质和化合物。
理想气体与实际气体
热力系统的环境影响
温室气体排放
01
热力系统运行过程中会产生大量的二氧化碳等温室气体排放，
加剧全球气候变化。
空气污染
02
燃烧产生的废气中含有大量的污染物，如颗粒物、二氧化硫等
，对空气质量造成严重影响。
水资源消耗
03
热力系统运行需要大量的水资源，同时排放的废水也会对环境
造成污染。
06
课程实验与实践
实验目的与要求
压缩机的性能参数
阐述压缩机的性能参数，如排气量、排气压力、 功率及效率等，以及这些参数的计算方法和影响 因素。
压缩机的类型与结构
详细介绍各类压缩机的结构、工作原理及特点， 如往复式压缩机、离心式压缩机、轴流式压缩机 等。
压缩机的选型与使用
介绍压缩机的选型原则和方法，以及安装、调试 、运行和维护等方面的注意事项。
参考资料
包括相关领域的学术期刊、会议论文、专著等，以及网络资源和在线课程等， 供学生课后自学和深入研究。
课程评估与考核方式
课程评估
通过课堂表现、作业完成情况、期中考试和期末考试等多种方式对学生进行全面评估，及时了解学生学习情况并 给予反馈。
考核方式
采用闭卷考试形式，注重考查学生对基本理论和基本概念的掌握情况以及分析问题和解决问题的能力。同时，也 考虑学生的平时表现和作业完成情况等因素进行综合评定。
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工程热力学课程设计
一、课程设计简介
本课程设计是对工程热力学课程的实践性学习，通过实际应用热力
学原理求解问题，提高学生对于热力学知识的理解和掌握。
本课程设
计将结合实际工程问题，学生需要采集现场数据、运用热力学原理进
行分析，并通过编程求解问题，最终输出解决方案。
二、课程设计背景
工程热力学是机械、能源等工程领域中的重要学科，主要研究热力
学基本定律及其应用。
在实际工程中，热力学理论与实际生产、生活
密切相关。
课程设计将结合工程实际情况，让学生对于热力学的应用
更加深入，将理论与实际结合起来，提高学生对于热力学知识的掌握，培养学生解决实际问题的能力。
三、课程设计内容
1. 数据采集
学生需到现场采集相关数据，记录温度、压力、流量等实际参数，
作为后续分析的基础。
2. 基本热力学定律
学生需要掌握热力学的基本定律，包括能量守恒定律、熵增定律、
热力学第一定律和第二定律等。
3. 热力学循环模拟
学生需要通过编程模拟热力学循环过程，例如理想气体循环模拟、
蒸汽动力循环模拟等。
4. 热力学分析
学生需要运用热力学原理对采集到的数据进行分析，如计算热效率、功率等参数，同时结合实际情况分析，提出改进建议。
5. 解决方案输出
学生需要将热力学分析结果进行整合，并给出详细的解决方案。
在
方案输出中，需要包括数据分析结果、程序代码、图表等内容。
四、课程设计目标
通过本课程设计，学生将达到以下目标：
1.掌握热力学基本定律及其应用。
2.运用计算机编程解决实际问题，提高解决问题的能力。
3.锻炼数据采集、处理和分析的实际能力。
4.学习整合各种工具，输出具有可行性的解决方案。
五、课程设计评估
课程设计的评估将会按照以下两个方面进行：
1. 理论评分
评估学生对于热力学原理的掌握程度，包括基本热力学定律、热力学循环模拟等方面，并以作业、考试等形式进行答辩。
2. 实践评分
评估学生在实践中的能力表现，包括数据采集、编程实现、分析结果等，并以课程设计报告等形式进行答辩。
六、课程设计总结
本课程设计通过实际案例，让学生深入理解热力学知识在工程中的应用，提高学生对于工程热力学的理论理解和实践能力。
课程设计涵盖了热力学基本定律、热力学循环模拟以及数据采集和处理等方面，考验学生的编程和实践能力，达到了很好的教育目的，并培养了学生解决实际问题的能力。