1 《热工设备》教学大纲 课程名称：热工设备 课程类别（必修/选修）：必修 课程英文名称：Thermal equipment 总学时/周学时/学分：32/2/2 其中实验/实践学时：0 先修课程：大学物理、高等数学 后续课程支撑：工厂设计概论、毕业设计 授课时间： 1-16 周，星期二，3-4 节 授课地点：7B-314 授课对象： 2019 级材料科学与工程 1/2 班 开课学院： 材料学院 任课教师姓名/职称：杨鑫/讲师 答疑时间、地点与方式：周四下午（线下 4B211 面对面答疑，线上邮件及微信答疑） 课程考核方式：开卷（√）闭卷（ ）课程论文（ ）其它（ ） 使用教材：《热工基础与应用（第 3 版）》, 秦傅生等编，机械工业出版社，2016 参考资料：（1）《工程热力学（第 2 版）》，朱明善等编，清华大学出版社，2011；（2）《传热学（第 4 版）》，杨世铭等编，高等教育出版社， 2006；（3）《工程热力学（第 4 版）》，沈维道等编，高等教育出版社，2007。 课程简介：《热工设备》是材料科学与工程专业的必修课程，也是新能源系的主干课程。本课程是在第 6 学期开设，此前学生已修完高等数学、 大学物理等课程，具备了较好的数理基础。在此基础上，本课程将深入讲授热能与机械能相互转换基本理论和热量传递规律，以提高热能利用完善程 度。通过本课程学习，应使学生掌握包括热力学和传热学两方面的热工理论知识，获得有关热科学的基本计算训练和解决有关热工工程问题的基本能 力，掌握相关热设备的基本知识。同时，在了解本学科的发展前沿的过程中逐步培养学生的创新思维和创新能力。为后续课程学习、进一步深造以及 将来从事工程技术工作打下坚实的基础
2 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑： 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标一 掌握热能和机械能相互转换的基本规律；理想气体、蒸气 和湿空气在内的常用工质的物性特点；包括导热、对流换 热、辐射换热三种热量传递方式的机理，即热量传递的基 本规律和基本理论；能对较简单的工程传热问题进行分析 和计算， 具有解决较简单的传热问题的能力。 1.1 具备解决材料科学与工程领域复杂 工程问题所需的专业知识及应用能力。 C1. 工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础 和专业知识用于解决材料科学与工程领域复杂工 程问题。 目标二 能够对热工设备的热力循环、热力过程进行分析，找出提 高热效率的有效途径；可以运用基本知识在相应的工程技 术领域采取合理的节能措施，改善工程设备的工作过程， 从绿色生态、可持续发展角度思考材料专业工程实践的可 持续性。 7.2 能够从绿色生态、可持续发展角度 思考材料专业工程实践的可持续性，并 评价其对环境、社会可能造成的损害和 隐患，并能探求解决方案将潜在的威胁 降到最低。 C7. 环境和可持续发展：能够理解和评价针对材料 科学与工程领域相关复杂工程问题的专业工程实 践对环境、社会可持续发展的影响。 目标三 培养学生具有主动参与、开拓创新、探究科学、诚信务实 的学习态度和思想意识；具有自主学习和终身学习理念， 养成理论联系实际、科学严谨、认真细致、实事求是的科 学态度。 12.1 能正确认识材料科学与工程等相 关理论与技术的发展趋势与规律，树立 自主学习、终身学习的意识。 C12.终身学习：具有自主学习和终身学习的意识， 有不断学习和适应发展的能力
3 理论教学进程表 周次 教学主题 授课教 师 学时 数 教学内容（重点、难点、课程思政融入 点） 教学模式 （线上/线下） 教学方法 作业安排 支撑课 程目标 1-2 绪论、能源概论， 基本概念 杨鑫 3 重点：能源及利用，热能及利用，工质、 热力系的定义； 难点：热工学研究的思维方式，各个热 力学过程的物理意义。 课程思政融入点：结合当下国际国内能 源利用现状，阐明本课知识在国民工业 中的重要性，使学生坚定科技报国理想。 线上 课堂讲授 课程思政作业：通 过文献检索或网络 资源查找，完成有 关我国能源利用发 展相关历史故事及 个人感想 目标三 2-4 热力学第一、二定 律 杨鑫 4 重点：闭口系统热力学第一定律表达式， 卡诺循环； 难点：开口（稳定流动）系统的能量方 程，熵增加原理。 课程思政融入点：回顾热力学定律的提 出及其合理性，使学生感受科学问题的 提出、解决及理论体系的形成，激发学 生崇尚科学的信念。 线上 课堂讲授 课后作业：热力学 定律综合习题。 目标一 4-5 理想气体的性质与 热力过程 杨鑫 3 重点：理想气体含义、状态方程； 难点：理想气体热力学能、焓变化。 线上 课堂讲授 目标一
4 6-7 水蒸气和湿空气 杨鑫 3 重点：水蒸气定压发生过程，湿空气的 概念及意义； 难点：水蒸气状态参数。 线上(注：第七周 开始为线下) 课堂讲授 和小组讨 论 课后作业：水蒸气 及 湿 空 气 综 合 习 题。 目标一 7-8 热传递基本形式 杨鑫 2 重点：热量传递基本概念及特点； 难点：综合传热过程分析。 线下 课堂讲授 和小组讨 论 目标一 8-13 导热，对流、辐射 传热 杨鑫 11 重点：导热，对流、辐射传热基本理论； 难点：简单工程问题中导热，对流、辐 射传热分析。 线下 课堂讲授 和小组讨 论 课后作业：热传递 综合习题（2 次）。 目标一 14-15 喷管、换热器、压 气机 杨鑫 4 重点：一维稳定流动的基本方程，换热 器基本构造、原理； 难点：定熵流动，传热的强化和削弱。 课程思政融入点：结合热工设备设计的 合理性、优越性，感悟工程技术中的简 洁美以及对工程实践的可持续性追求。 线下 课堂讲授 课后作业：热工设 备综合习题。 目标二 16 制冷装置及循环， 课程总结 杨鑫 2 重点：逆卡诺循环； 难点：压缩蒸气制冷。 线下 课堂讲授 和小组讨 论 课堂讨论：热工设 备中热力学理论与 物理中热力学理论 的区别。 目标二 合计 32
5 课程考核 课程目标 支撑毕业要求指标点 评价依据及成绩比例（%） 课堂表现 作业 考试 权重 目标一 1.1 0 20 40 60 目标二 7.2 10 5 15 30 目标三 12.1 10 0 0 10 总计 20 25 55 100 备注：1）根据《东莞理工学院考试管理规定》第十二条规定：旷课 3 次（或 6 课时）学生不得参加该课程的期终考核。2）各项考核标准见附件所示。 大纲编写时间：2022 年 3 月 20 日 系（部）审查意见： 我系已对本课程教学大纲进行了审查，同意执行。 系 （部）主任签名： 日期： 年 月 日 备注：