“制冷与低温技术原理”课程教学大纲

英文名称：Principles of Refrigeration and Cryogenic Technology

课程编号：ENP03412

学时：52（理论学时：46；实验学时：6）           

学分：3

适用对象：主要用于“动力工程及工程热物理”专业，适当修改后也可用于机械、电机、无线电等相关专业。

先修课程：高等数学、大学物理、普通化学、工程热力学、传热学、流体力学。

使用教材及参考书：

[1]      吴业正主编，《制冷及低温技术原理》，北京：高等教育出版社，2004

[2]      周远，王如竹主编，《制冷与低温工程》，北京，中国电力出版社，2003

[3]      陈光明，陈国邦主编，《制冷与低温原理》，北京：机械工业出版社，2000

一、   课程性质和目的（100字左右）

性质：专业主干课

目的：本课程是研究制冷与低温技术原理的工程技术类课程，是制冷及低温工程领域专业知识教学的基础，属专业主干课。它的教学目的与任务是：学生学习本课程后，将学到基本的制冷方法、低温获得、气体液化、气体分离以及其它制冷及低温应用技术的知识，掌握制冷与低温技术中能量转换的理论及节能的措施；为学习后续的专业课、生产实习、毕业设计等提供理论准备。同时也为学生今后解决低温方面的生产实际问题和科学研究打下必要的理论基础，并培养科学、严谨、认真、细致的工作态度和工作作风。

二、   课程内容简介（200字左右）

全面讲述制冷与低温原理，包括系统的组成、热力学原理、制冷机特性的理论和计算以及换热器等。所设计的制冷方法包括：物质相变制冷，电、磁、声制冷，气体涡流制冷，气体膨胀制冷、绝热放气制冷。讲述对象以蒸气压缩式制冷为主，兼顾其它。在液态低温工质的制取方面，讲述低温工质的性质及气体液化循环，包括节流循环和带膨胀机的液化循环。在气体的低温分离方面，侧重于气体的精馏，包括：气体分离的方法、空气及天然气的精馏等。

三、   教学基本要求

    学生学完本课程后，应达到下列要求：

1. 掌握各种制冷方法的物理本质；

2. 掌握制冷与低温技术中的热力循环及其应用范围；

3. 熟悉制冷与低温技术中常用工质及其性质，能熟练地应用工质的物性公式和图表进行热力计算；

4. 掌握气体的分离方法及精馏计算；

5. 联系实际地培养学生相关设计和研究能力。

四、   教学内容及安排

第一章：绪论

    1．制冷的定义

    2．制冷和低温技术的研究内容、应用及发展历史

教学安排及教学方式

第二章：制冷方法

1．物质相变制冷

2. 电、磁、声效应制冷；

3. 气体涡流制冷；

4. 气体膨胀制冷；

5. 绝热放气制冷。

教学安排及教学方式

第三章：蒸气压缩式制冷

1. 可逆制冷循环；

2. 单级蒸气压缩式制冷的理论循环；

3. 单级蒸气压缩式制冷的实际循环；

4. 蒸气压缩式制冷中的制冷剂；

5. 采用混合制冷剂的单级蒸气压缩式制冷循环；

6. 多级蒸气压缩式制冷循环；

7. 复叠式制冷；

8. CO2制冷。

教学安排及教学方式

第四章：溶液热力学基础

1.  溶液热力学的基本定律：理想溶液的拉乌尔定律，康诺瓦洛夫定律和吉布斯定律；

2.  气液相平衡：溶液相平衡条件、二元溶液的相平衡图，溶液的基本热力学工作过程。

教学安排及教学方式

第五章 热交换过程及换热器

1. 制冷机中热交换设备的传热过程及传热计算方法；

2. 蒸发器；

3. 冷凝器；

4. 蒸发器供液的自动调节；

5. 制冷系统的传热强化与消弱。

教学安排及教学方式

第六章 载冷与蓄冷

1.传统载冷剂与蓄冷剂；

2.环保型载冷系统；

3.蓄冷。

教学安排及教学方式

第七章 液态低温工质的制取

1. 低温工质的性质：低温工质的种类及其热力学性质，空气的组成及其性质、氧氮的性质，氢的性质、氦的性质

2. 气体液化循环：空气、氧、氮的节流液化循环，带膨胀机的空气液化循环，氦液化循环，氢液化循环，天然气液化循环

教学安排及教学方式

第八章 气体的低温分离

1. 气体的精馏原理：空气的组成、空气的二元相平衡、三元气液相平衡

2. 气体的精馏：空气分离方法、部分蒸发与部分冷凝、空气的精馏、二元系的精馏构成的计算

3．精馏塔：精馏塔的塔板效率、精馏塔的精馏过程的计算

教学安排及教学方式

五、   实践环节

1．容积式制冷压缩机性能试验，6学时

六、课外学时分配

七、 考核方式

闭卷；

闭卷考试成绩占70%，线上学习成绩占20 %；实验成绩占10 %；

八、 本课程各教学环节对人才培养目标的贡献度见下表

注：1、各专业课程贡献度表根据本专业知识、能力、素质培养要求填写。基础课程贡献度根据学校知识、能力、素质培养要求填写。

2、贡献度显著表示为◎，贡献度一般表示为○