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热力系统设计与实践
第2次开课
开课时间: 2020年03月09日 ~ 2020年05月17日
学时安排: 1小时每周
当前开课已结束 已有 1335 人参加
立即自学
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课程详情
课程评价(6)
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—— 课程团队
课程概述

        热力系统设计与实践是能源与动力工程、新能源科学与工程、核科学与工程、航空航天工程等专业的一门侧重热学知识综合应用与实践的专业必修主干课,着重于研究工程领域中能量的有效利用以及能源的转换规律。

        本课程在工程热力学的基础上,进一步阐述热能与其它能量转换以及能量有效利用的理论和方法,包括实际气体的热力学一般关系、理想气体混合物特性、流动过程中气体的能量转换以及动力装置循环过程中的能量分析等。本课程将大学物理、工程热力学、机械设计、传热学等专业基础学科融会贯通、灵活应用,旨在培养学生初步的热力系统设计、实践和分析能力。

        通过本课程教学,学生可进一步树立能量高效转换和利用特别是热能与机械能转换和合理利用的正确概念,同时培养学生科学抽象与逻辑思维的能力,进一步强化实践是检验理论的唯一标准的认识观,为今后从事相关专业技术工作、科学研究工作提供重要的理论与实践基础。

授课目标

(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。

(2)掌握热力过程和循环的分析方法,能对实际热工过程和热力循环进行科学抽象和分析。

(3)了解提高能量利用经济性的基本原则和主要途径。

(4)了解工质热物性的一般关系式及利用通用图表获取热物性的原理和方法。

(5)强化从实际问题抽象为理论,并运用理论知识设计热力系统、解决实际问题的能力。


课程大纲
实际气体的性质及热力学一般关系式
课时目标:理解实际气体和理想气体的差别,了解不同的气体方程,掌握气体不同热力学参数之间的关系。
1.1 实际气体
1.2 麦克斯韦关系
1.3 热力学能、焓、熵、比热容的一般关系式
理想气体混合物及湿空气
课时目标:掌握理想气体混合物和湿空气的性质及过程能量转换的规律。
2.1 理想气体混合物
2.2 湿空气及其状态参数
2.3 湿空气过程
气体动力循环
课时目标:理解活塞式内燃机与燃气轮机循环过程及其特点,了解实际循环与理论循环的区别,掌握常用提高循环热效率的措施。
3.1 分析动力循环的一般方法
3.2 活塞式内燃机实际循环的简化
3.3 活塞式内燃机的理想循环
3.4 活塞式内燃机各种理想循环的热力学比较
3.5 燃气轮机装置简介
3.6 燃气轮机装置的理想循环——布雷顿循环
3.7 燃气轮机装置的实际循环
3.8 提高燃气轮机循环热效率的措施——回热循环
3.9 提高燃气轮机循环热效率的措施——回热、间冷与再热循环
蒸汽动力装置循环
课时目标:理解蒸汽动力循环过程及其特点,掌握提高其热效率的措施。
4.1 蒸汽动力装置简介
4.2 蒸汽动力装置的理想循环——朗肯循环
4.3 朗肯循环热效率的影响因素
4.4 提高蒸汽轮机循环热效率的措施——再热与回热循环
4.5 热电联供循环与燃气-蒸汽联合循环
制冷循环
课时目标:掌握不同制冷循环过程及其特点。
5.1 制冷循环概述
5.2 压缩空气制冷循环
5.3 压缩蒸气制冷循环
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预备知识

高等数学、大学物理、工程热力学、机械设计、传热学

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

推荐教材:

沈维道, 童钧耕. 工程热力学(第五版). 北京: 高等教育出版社, 2016. ISBN 978-7-04-044632-6.


参考书目:
(1) M. J. Moran, H. N. Shapiro. Fundamentals of Engineering Thermodynamics 6th Edition, New York JOHN WILEY & SONS, INC. 或更新版本

(2) YUNUS A. CENGEL MICHAEL A. BOLES Thermodynamics—An Engineering Approach, 5th edition. McGraw-Hill Publishing Company. 或更新版本

(3) 曾丹苓等.工程热力学(第三版). 北京: 高等教育出版社, 2002.
(4) 严家騄 编著.王永青 参编.工程热力学(第五版). 北京: 高等教育出版社, 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) KENNETH WARK, DONALD E. RICHARDS Thermodynamics, 6th Edition McGraw-Hill Publishing Company, 1999.


上海交通大学
5 位授课老师
于娟

于娟

副教授

黄永华

黄永华

教授

韩东

韩东

特别研究员

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