工程热力学数学大纲.doc

《工程热力学》（《热工理论基础》上篇）
教学大纲
(适用供热通风与空气调节专业36学时)
一.课程性质和任务
《工程热力学》是供热通风与空气调节专业的一门技术基础课，是研究物质的热力学性质，能量和能量之间相互转换的一门基础理论学科。为学生学习相关专业课程提供必要的技术基础理论知识，为学生今后学习及毕业后从事专业技术工作时具备运用基本理论指导工程实际的能力和逻辑思维能力。
二．课程教学目标
要求学生掌握热力学的基本规律，通过对工质的基本热力性质，各种热力装置和系统工作过程的分析，培养运用基本理论指导工程实际的能力和逻辑思维能力，具有利用各种图表进行定性分析和定量计算的基本技术。
基本知识教学目标
1.掌握各基本概念和气体的性质
2.掌握热力学第一定律的概念，能量分析计算
3.熟悉热力学第二定律的实质及表述
4.掌握卡诺循环和卡诺定理，了解熵的概念
5.了解水蒸气的一般概念及各种图表的应用
6.了解湿空气的热力学性质，热力过程及图表的应用
基本技能目标
1． 能熟练应用热力学第一、二定律和示功图、示热图定性分析和定量计算各种热力过程，并能在示功图、示热图上表达。
2． 能熟练应用水蒸气的各种图表进行热力过程的分析计算。
3． 能熟练应用湿空气的图表进行热力过程的分析计算。
思想教育目标
1． 具有热爱科学、热爱专业、实事求是的学风和创新精神。
2． 初步具备辨证思维的能力。
3． 加强职业道德意识，树立爱岗敬业的精神。
三．教学内容和要求
了解能源及热能利用，工程热力学发展简史，本课程研究对象及主要内容，本课程研究方法。
（一） 基本概念
1．了解能源及热能利用，工程热力学发展简史，本课程研究对象及主要内容，本课程研究方法。
2． 热力学系统：掌握系统，边界与外界，掌握开口系统，闭口系统的概念。
3． 掌握工质的状态与状态参数
4． 掌握平衡状态，状态公理及状态方程
5． 掌握准静态过程与可逆过程的联系与区别；可逆过程容积功和热量的定性定量分析。
6． 了解热力循环
（二） 气体的性质
1． 掌握理想气体状态方程，理想气体与实际气体的区别与联系，
2． 熟悉比热的定义与单位，了解定容比热与定压比热，定值比热、真实比热与平均比热，熟悉梅耶公式
3． 了解 道尔顿分压定律，阿密盖特分容积定律，混合气体的性质
（三） 热力学第一定律
中心内容：热力学第一定律的实质及分析解决问题的方法
1． 掌握系统内能、外储存和系统总储存能的概念。
2． 掌握热量、功量的定义，焓及其物理意义、流动功。
3． 掌握 闭口、开口系统能量方程表达式、理想气体内能、焓的计算。
4． 掌握开口系统稳态稳流能量方程，技术功、理想气体焓的计算
5． 了解稳态稳流能量方程在工程中的应用
（五） 理想气体的热力过程
1 .掌握分析热力过程的目的及一般方法
2.掌握气体的基本热力过程的分析计算及在示功图、示热图上表达。
3．了解多变过程方程、多变过程分析
（六） 热力学第二定律
1. 热力学第二定律的实质和表达：掌握过程的方向性与不可逆性、第二定律的两种经典说法
2.掌握卡诺循环与卡诺定理
3．掌握熵的定义
4．了解孤立系统熵增原理
（七） 水 蒸 汽
1. 掌握蒸发和沸腾的概念
2.了解水蒸汽的定压发生过程：水蒸汽形成过程的五种状态、水蒸汽的P-V、T-S图
3.会查水蒸汽表和水蒸汽焓熵图
4.了解水蒸汽基本热力过程，能借助H-S 图分析计算水蒸汽基本热力过程
（八） 湿空气
1. 了解湿空气性质，掌握饱和空气与未饱和空气、绝对湿度和相对湿度、含湿量、湿球温度、露点温度等概念
2. 了解湿空气的基本热力过程，熟悉湿空气的基本热力过程在Ｈ-Ｓ图的分析及计算，冷却塔中的热湿交换过程
选用模块
（一） 气体和蒸汽的流动
１.掌握绝热流动的连续性方程、绝热稳定流动能量方程，音速与马赫数
２.了解扩压器原理
３.了解绝热节流
（二）气体和蒸汽的压缩
1． 掌握活塞式压气机和叶轮式压气机的工作原理
2． 了解不同压缩过程状态参数的变化规，压气机的耗功的计算
3． 了解多级压缩、中间冷却的工作原理
（三）热力装置及其循环
1． 了解各种装置循环的实施设备及工艺流程、工作原理
2． 会分析影响各种循环热效率的主要因素
3． 了解提高各种循环能量利用经济性的方法和途径
四．说明
（一）本大纲的应用范围和使用方法
1．本大纲适用于供暖通风与空气调节专业学生使用
2．本大纲教学内容使用模块式结构，包括理论知识基础模块、选用模块和实践模块。基础模块是基础理论知识和基本分析方法，是暖通专业学生必须学习的，选用模块是一些理论较深和一些实际动力装置循环，教学中可根据实际情况进行选用。
3．本大纲基础模块 28 学时，选用模块 6 学时，机动 1学时
学时分配见学时分配表
（二）本课程特点 和教学原则
1． 理论性较强，因此在教学过程中应注意基本概念的讲解，打好基础
2． 基本理论部分应注意逻辑思维能力的培养，讲课中应注意使用图形进行分析。
3． 在基础理论应用部分要多结合实例，让学生动手查表、制图，提高其学习积极性。

学时分配表
章

次

章 名
基础
模块
选用
模块
实验
教学
机动
小计
一
基本概念
3

3
二
气体的性质
4

3
三
热力学第一定律
6

6
四
理想气体的热力过程
4

1
5
五
热力学第二定律
6

6
六
水蒸汽
4

3
七
湿空气
4

1
4
一
气体和蒸汽流动

4

2
二
气体和蒸汽的压缩

2

2
三
热力装置及其循环

4

2

总计
31
10

1
36

１３