工程热力学 -I 课程教学大纲课程名称 : 工程热力学 -I 课程代码 : 学分 / 学时 :3 学分 /48 学时开课学期 : 春季学期适用专业 : 机械工程及自动化热能与动力工程制冷与低温工程核工程建筑环境与设备及相关专业先修课程 : 大学物理高等数学后续课程 : 工程热力学 -II

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1 课程代码及名称 : ME 200 工程热力学 -I 导师 : 童钧耕黄永华等学分 : 3 授课语言 : 中文 / 英文必修 / 选修 : 必修授课方式 : 1. 课堂学习 2. 实验开课时间 : 春季学期先修课程 : 高等数学大学物理考核方式 : 1. 作业 15%; 2. 小测验 10%; 3. 实验 10%; 4. 课堂讨论参与情况 5%;5. 期末考试 60% 课程专业要素工程科学 -3 学分教材 / 参考书童钧耕. 工程热力学 ( 第四版 ). 北京 : 高教出版社课程描述 : 工程热力学是机械工程热能动力工程工业工程核科学与工程航空航天工程等专业的一门重要技术基础课, 是机械能源动力类专业必修主干课是研究热能有效利用以及热能与其它能量转换规律的科学本课程不仅为学生学习有关专业课程提供必要的基础理论知识, 也为从事相关专业技术工作科学研究工作及管理工作提供重要的理论基础本课程由基本概念热力学基本理论纯物质热物理性质基本热力过程及应用五部分组成课程培养目标通过本课程教学, 不仅使学生在能量转换和利用特别是热能与机械能的转换和合理利用方面树立正确的概念, 同时培养学生科学抽象逻辑思维能力, 进一步强化实践是检验理论的唯一标准的认识观具体来说 : (1) 掌握热能和机械能相互转换的基本规律, 并能推广应用于其它能量的转换问题 (A5.1) (2) 初步掌握热力过程和热力循环的分析方法, 了解提高能量利用经济性的基本原则和主要途径 (A5.1) (3) 能运用常用工质物性公式图表 ( 如水蒸气 ) 和电子软件等进行一般热力过程计算 (A5.2) (4) 初步具有从实际问题抽象为理论, 并运用理论分析解决实际问题能力 (B2) (5) 强化理论来源于实践, 实践是检验理论的唯一标准的认识观 (A5.1, A5.2, C2) 相关课程培养目标标准 : 撰写者 : 黄永华发布时间 : 2012 年 12 月 28 日 1

2 工程热力学 -I 课程教学大纲课程名称 : 工程热力学 -I 课程代码 : 学分 / 学时 :3 学分 /48 学时开课学期 : 春季学期适用专业 : 机械工程及自动化热能与动力工程制冷与低温工程核工程建筑环境与设备及相关专业先修课程 : 大学物理高等数学后续课程 : 工程热力学 -II 开课单位 : 机械与动力工程学院一课程性质和教学目标 ( 需明确各教学环节对人才培养目标的贡献, 专业人才培养目标中的知识能力和素质见附表 ) 课程性质 : 工程热力学是机械工程热能动力工程工业工程核科学与工程航空航天工程等专业的一门重要技术基础课, 是机械能源动力类专业必修主干课教学目标 : 工程热力学是研究热能有效利用以及热能与其它能量转换规律的科学本课程不仅为学生学习有关专业课程提供必要的基础理论知识, 也为从事相关专业技术工作科学研究工作及管理工作提供重要的理论基础 (A5.1, A5.2, B2, C2) 本课程由基本概念热力学基本理论纯物质热物理性质基本热力过程及应用五部分组成通过本课程教学, 不仅使学生在能量转换和利用特别是热能与机械能的转换和合理利用方面树立正确的概念, 同时培养学生科学抽象逻辑思维能力, 进一步强化实践是检验理论的唯一标准的认识观具体来说 : (1) 掌握热能和机械能相互转换的基本规律, 并能推广应用于其它能量的转换问题 (A5.1) 2

3 (2) 初步掌握热力过程和热力循环的分析方法, 了解提高能量利用经济性的基本原则和主要途径 (A5.1) (3) 能运用常用工质物性公式图表 ( 如水蒸气 ) 和电子软件等进行一般热力过程计算 (A5.2) (4) 初步具有从实际问题抽象为理论, 并运用理论分析解决实际问题能力 (B2) (5) 强化理论来源于实践, 实践是检验理论的唯一标准的认识观 (A5.1, A5.2, C2) 二课程教学内容及学时分配 ( 含实践自学作业讨论等的内容及要求 ) 1. 绪论 : 能源和能源利用 (2 学时 ) : 能源利用热能与机械能及其它能量形式的转换自学及要求 : 我国及全球的能源及能源利用情况 ; 团组大作业及要求 : 选择 : 我国能源及能源政策 ; 能源与环境 ; 生活中的能源利用及思考之一完成一篇报告 (3~5 千字 ) 其他 : 观看录像 2. 基本概念 (5 学时 / 课堂教学 ): 热力系平衡状态状态参数温度压力比体积准静态过程和可逆过程功热量热力循环循环经济性指标 3. 气体和水蒸气的热物性 (5 学时 / 课堂教学 ): 理想气体状态方程式比热容迈耶公式热力学能和焓及熵和过程熵变 ; 饱和状态临界点及三相点水定压汽化过程汽化潜热水蒸气的图表及热力性质程序 4. 热力学第一定律 (8 学时 / 课堂教学 +1 学时 / 讨论 ): 热力学第一定律的实质, 热力学能和总能焓轴功和技术功热力学第一定律解析式及在闭口系和循环中的应用开口系统能量方程式一般表达式稳定流动 3

4 能量方程式 ; 多变过程方程和多变指数基本热力过程在 p v图和 T s图上随多变指数的变化规律 ; 水蒸气的定压过程的热量和等熵过程的功 ; 非稳态流动过程分析处理原则及示例自学及要求 : 收集第一类永动机的资料 ; 团组大作业及要求 : 选择 : 从汽车在中心城区行驶耗油量大说起 ; 从广告词吃出苗条说起 (3~5 千字 ) 5. 热力学第二定律 (10 学时 / 课堂教学 +1 学时 / 讨论 ) : 热力学第二定律的表述和实质卡诺循环及其热效率分析多热源可逆循环及其热效率回热概括性卡诺循环及其热效率卡诺定理及物理意义熵是状态参数的证明克劳修斯积分熵流和熵产熵方程及孤立系统熵增原理熵增原理与孤立系统机械能耗散火用和火无热量火用和冷量火用热力学能火用焓火用物流火用熵产与火用损失系统火用平衡方程自学及要求 : 收集第二类永动机的资料 ; 团组大作业及要求 : 选择 : 日常生活或工程实践中一个过程或现象完成用能和节能的实质的报告 (3 千字 ) 6. 过程和循环能量转换热力学分析 ( )( 14 学时 / 课堂教学 ): 活塞式压气机的理论耗功余隙容积容积效率和余隙容积的影响多级压缩和级间冷却最佳压力比, 叶轮式压气机工作原理, 压气机的绝热效率 ; 循环的第一定律分析法和第二定律分析法空气标准假设, 活塞式内燃机实际循环的抽象简化混合定压定容加热理想循环的热效率计算及影响因素分析, 活塞式热气发动机构造和热效率 ; 水蒸气朗肯循环的构成热效率及提高其循环热效率的措施耗汽率 ; 制冷循环冷吨压缩蒸气制冷循环制冷系数及循环制冷量 lg p h图自学及要求 : 热泵循环热泵循环供暖系数 ; 寻找资料了解活塞式内燃机的增压团组大作业及要求 : 分析家用冷暖两用空调的热力学原理以及技术关键之一完成一篇报告 (3~5 千字 ) 7. 实验 (2 学时 / 实验 ): 4

5 [1] 临界点观测 ( 演示 );[2] 比定压热容测试 ;[3] 压气机示功图三教学方法课程教学以课堂讲学为主, 综合讨论实验作业网络录像等共同实施达到课程教学目标的核心保证是教材, 本课程采用的工程热力学第 4 版内容贯穿能量转换转递过程中数量守恒和品质下降的主线, 体现了学科本质, 把工程热力学的基本理论工质性质过程及循环等主要内容循序渐进地展现出来经典内容与工程实践及科技新成果较好地结合, 在重点难点阐述上通过反复加强, 引导学生思考的方式在逐步深入的过程中使学生思考掌握教材十分注意利用思考题习题等开拓学生的思维, 教材每章的思考题和习题不仅仅只是简单巩固已有内容, 有些是加深内容的理解, 有些是内容的延伸教材配置的光盘提供的多媒体资料大大丰富了教学手段, 特别是工程热力学名词查询软件参考电子讲稿等为初学者和工程技术人员自主学习提供了配套的教学资源课堂教学中对难点内容可前面预设伏笔, 以后反复加强, 前后呼应, 引导学生思考讨论的方式牢固地掌握如熵的概念, 在第 1 章用比拟的方法引出熵的定义, 在第 3 章证明理想气体的熵是状态参数, 在第 3 4 章里就安排了一些例题和习题, 使学生接触到绝热不可逆过程熵是增加的, 为第五章熵流熵产概念引出设下伏笔第 5 章证明了对所有工质熵都是状态参数, 并引出熵流熵产以后各章, 不断通过例子说明可以用孤立系统的熵增来判断过程能否进行, 孤立系统的熵增表明能量品质的下降建立起完整的熵概念和能质蜕变概念团组大作业有利于学生自学能力团队协作精神和表达能力的培养, 在教学过程中要求布置不少于 3 次 ( 题目也可教师自定 ) 并进行课堂展示 5

6 上课前次课内容回顾或作业讲评本次课内容提要核心知识点重点难点讲授自学内容确定能力提高知识点能力训练例题提问讨论真知获得作业其它收益课堂总结本章结束否改进教学是本章知识小结下次课内容预告改进教学下课本次教学过程回顾 6

7 四考核及成绩评定方式对课程考核方式 : 半开卷式笔试 + 平时测验 + 课堂讨论参与情况及作业 + 实验成绩评定方式 :1. 作业 15%; 2. 小测验 10%; 3. 实验 10%; 4. 课堂讨论参与情况 5%;5. 期末考试 60% 五教材及参考书目教材 : 童钧耕. 工程热力学 ( 第四版 ). 北京 : 高教出版社.2007 参考书目 : (1) M. J. Moran H. N. Shapiro Fundamentals of Engineering Thermodynamics 6 th Edition New York JOHN WILEY & SONS, INC. (2) 曾丹苓等. 工程热力学 ( 第三版 ). 北京. 高教出版社 (3) 严家禄编著. 王永青参编. 工程热力学 ( 第四版 ). 北京. 高教出版社.2006 (4) 童钧耕等. 工程热力学学习辅导与习题解答 ( 第二版 ). 北京. 高教出版社.2008 (5) YUNUS A. CENGEL MICHAEL A. BOLES Thermodynamics An Engineering Approach, 5 th edition. McGraw-Hill Publishing Company (6) KENNETH WARK, DONALA E. RICHARDS Thermodynamics, 6 McGraw-Hill Publishing Company 1999 th Edition 7

课程代码及名称: ME 300 工程流体力学

课程代码及名称: ME 300 工程流体力学课程代码及名称 : ME6021 计算机图形学导师 : Peizhong Yang, Dan Jiang 必修 / 选修 : 选修授课方式 : 1. 普通授课 2. 课堂练习与讨论考核方式 : 1. Homework:30% 2. Course Design: 30% 3. Exam: 40% 学分 : 3 授课语言 : 中文开课时间 : 秋季学期先修课程 : Linear Algebra