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期末不挂科
热工基础
第13次开课
开课时间: 2025年02月24日 ~ 2025年06月29日
学时安排: 2-4
进行至第6周,共18周 已有 392 人参加
立即参加
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课程评价(100)
spContent=热,是能量存在的主要形式之一,是大部分机械能的来源和终点,是现代社会运转的动力之源,对理工各科均有重大影响。研究热的科学是热力学和传热学,它们丰富多彩而又博大精深,难免使人望而却步。将二者提纲挈领、删繁就简、合二为一就得到了热工基础。我们的目标是:学一课,抵两课!
热,是能量存在的主要形式之一,是大部分机械能的来源和终点,是现代社会运转的动力之源,对理工各科均有重大影响。研究热的科学是热力学和传热学,它们丰富多彩而又博大精深,难免使人望而却步。将二者提纲挈领、删繁就简、合二为一就得到了热工基础。我们的目标是:学一课,抵两课!
—— 课程团队
课程概述

热是能量存在的主要形式之一,是大部分机械能的来源和终点,是现代社会运转的动力之源,并对材料、机械、电子、化学、生物等领域有重大的影响。因此了解热的相关知识对于大部分理工科学生而言都是非常必要的。


热工基础是研究如何合理有效地利用、控制热能的基础课程,主要由工程热力学和工程传热学两部分组成。前者研究热能与机械能之间的转化规律,后者研究热的传递规律。


通过学习,同学们在掌握热力学定律、工质特性、传热理论的基础上,可对各类热工设备进行分析,为解决能源动力、节能环保、保温散热、温湿度控制、材料处理等实际工程问题提供支持。


热工基础课程剔除了热力学与传热学中难度较大、应用面较窄的边缘知识,学生可集中精力掌握基础理论体系和核心概念,课时短、难度适中,非常适合非热工类专业学生高效学习热工知识,也可作为热工类专业学生的学习辅助。

授课目标

1、掌握热力学基本概念和定律,熟练掌握各种热力过程的画图、计算、查图表方法,学会应用动力循环和制冷循环分析实际热机或制冷机的工作原理,掌握提高效率的方法。

2、明确热量传递的基本方式,掌握导热、对流换热和辐射换热的基本分析方法和计算公式,初步了解换热设备的原理,能运用传热学知识指导工程实践中强化和削弱换热。

课程大纲

第1讲 热力学概述与基本概念

0.0 工程热力学概述

0.1 热机的起源(选修)

0.2 热力学发展历史(选修)

1.1 热力系

1.2 状态与状态参数

1.3 平衡状态

1.4 状态公理(选修)

1.5 过程和循环

1.6 过程量

第1讲 热力学基本概念 测验

第2讲 热力学第一定律

2.1 热力系的能量

2.2 热力学第一定律基本表达式(选修)

2.3 闭口系的能量方程

2.4 推动功与焓

2.5 开口系的能量方程(选修)

2.6 稳定流动的能量方程

2.7 三种功的关系

2.8 功的计算表示

第2讲 热力学第一定律 测验

第3讲 热力学第二定律

3.1 自发过程(选修)

3.2 热力学第二定律的表述

3.3 可逆与不可逆

3.4 卡诺循环

3.5 卡诺定理

3.6 可用能与不可逆损失(选修)

3.7 克劳修斯不等式(选修)

3.8 熵与熵产

3.9 熵方程

3.10 Tds关系式与热量表示

3.11 热力学温标与熵的本质(选修)

第3讲 热力学第二定律 测验

第4讲 理想气体的性质与热力过程

4.1 理想气体与状态方程

4.2 比热容

4.3 迈耶公式与热容比

4.4 查比热容(选修)

4.5 理想气体的熵

4.6 理想混合气体(选修)

4.7 理想气体热力过程概述(选修)

4.8 定容过程

4.9 定压过程

4.10 定温过程

4.11 定熵过程

4.12 多变过程(选修)

4.13 特殊热力过程(选修)

第4讲 理想气体的性质与热力过程 测验

第5讲 水蒸气

5.1 水蒸气的饱和状态

5.2 水蒸气的产生过程

5.3 湿蒸汽参数

5.4 水蒸气状态参数坐标图

5.5 焓熵图

5.6 查焓熵图(选修)

5.7 查水蒸气热力性质表

5.8 水蒸气的热力过程

第5讲 水蒸气 测验

第6讲 湿空气与压气过程

6.1 湿空气

6.2 湿空气的饱和

6.3 湿空气参数

6.4 焓湿图

6.5 查焓湿图

6.6 湿空气过程

6.7 压气过程

6.8 容积效率与多级压缩(选修)

第6讲 湿空气与压气过程 测验

第7讲 动力装置循环

7.1 内燃机循环简化

7.2 混合加热循环

7.3 定容加热循环

7.4 定压加热循环

7.5 布雷顿循环(选修)

7.6 朗肯循环

7.7 蒸汽参数优化

7.8 再热循环与回热循环(选修)

第7讲 动力装置循环 测验

第8讲 制冷循环与热力学小结

8.1 逆卡诺循环

8.2 空气压缩制冷循环

8.3 回热空气制冷循环(选修)

8.4 蒸气压缩制冷循环

8.5 压焓图

8.6 查压焓图(选修)

8.7 制冷剂的热力性质(选修)

8.8 工程热力学小结

第8讲 制冷循环 测验

第9讲 传热学绪论

9.1 传热学概述

9.2 热传导

9.3 热对流

9.4 热辐射

9.5 传热过程

9.6 换热器(选修)

9.7 传热过程强化与削弱(选修)

第9讲 传热学绪论 测验

第10讲 稳态导热

10.1 温度场

10.2 傅里叶定律

10.3 热导率

10.4 导热微分方程

10.5 导热单值性条件

10.6 通过平壁的导热

10.7 通过圆筒壁的导热

第10讲 稳态导热 测验

第11讲 非稳态导热

11.1 非稳态导热过程

11.2 热扩散率

11.3 一维非稳态导热

11.4 毕渥数与傅里叶数

11.5 集总参数法

第11讲 非稳态导热 测验

第12讲 对流传热原理

12.1 对流传热概述

12.2 对流传热的数学描述

12.3 边界层理论

12.4 相似原理

12.5 相似准则数

第12讲 对流换热原理 测验

第13讲 对流换热计算

13.1 管内强迫对流换热

13.2 外掠平板强迫对流换热

13.3 横掠圆管强迫对流换热

13.4 自然对流换热

第13讲 对流换热计算 测验

第14讲 热辐射基础

14.1 热辐射过程

14.2 热辐射基本概念

14.3 黑体辐射定律

14.4 查黑体辐射函数表

14.5 实际物体的发射特性

14.6 实际物体的吸收特性

14.7 基尔霍夫定律

第14讲 热辐射基础 测验

第15讲 辐射换热计算与传热学小结

15.1 角系数

15.2 角系数的计算

15.3 黑体间辐射换热

15.4 有效辐射

15.5 漫灰体间辐射换热

15.6 传热学小结

第15讲 辐射换热计算 测验

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预备知识

高等数学

大学物理

流体力学

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料
  1. 张学学等. 热工基础(第三版). 北京:高等教育出版社, 2015.
  2. 傅秦生等. 热工基础与应用(第三版). 北京:机械工业出版社,2016.
  3. 严家騄等. 工程热力学(第五版). 北京: 高等教育出版社, 2015. 
  4. 刘彦丰等. 传热学. 北京:中国电力出版社,2015.
  5. 童钧耕等. 工程热力学学习辅导与习题解答(第三版). 北京: 高等教育出版社, 2017.
  6. 夏国栋等. 传热学学习指导与习题精选. 北京:化学工业出版社,2016.
  7. Yunus A. Cengel, Michael A. Boles. Thermodynamics An Engineering Approach(7th edition). McGraw-Hill Education.
  8. J.P.Holman. Heat Transfer(10th edition). McGraw-Hill Publishing Education.
常见问题

Q : 热工基础课程包含什么内容?

A : 包含热力学和传热学的核心内容,删去了复杂且应用范围窄的部分内容。

Q : 热工基础学了有什么用?

A : 热相关知识是工科学生必备基础知识,实用性强。熵、能量守恒、相似原理等概念影响深远,是重要的思想工具。

Q : 热工基础适合哪类用户学习?

A : 需掌握热相关知识但时间有限的工科学生,需要学习辅助的热工专业学生,对热感兴趣的所有人。

Q : 热工基础课程有何特点?

A : 理论体系完整,知识点精简,讲述生动。

Q : 热工基础如何学习?

A : 看视频、做测验、发帖子、过考试。特别熟悉整体知识地图,除了看到树木,更要看到森林。

浙江工业大学
7 位授课老师
杨臧健

杨臧健

教师

胡艳军

胡艳军

教授

赵云华

赵云华

副教授

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