工程热力学总结十篇

发布时间:2024-04-26 05:45:45

工程热力学总结篇1

“工程热力学与传热学”是汽车服务工程、热能与动力工程等专业的必修课程。它是研究热能与机械能相互转换及热量传递规律的一门学科。作为工科类的一门专业基础课,“工程热力学与传热学”课程教学历史悠久,至今已有五十多年。然而该课程存在“理论性强”、“知识点多”、“难于理解”等特点,长期困扰着广大师生。因此对该课程进行教学改革,探索提高“工程热力学与传热学”课程教学质量的方法是十分必要的。

1课程特点及教学现状

“工程热力学与传热学”课程主要包括热力学第一定律、热力学第二定律、热力过程计算、传热学的基本概念、换热器热计算等。由于该课程源于实际生活的总结,包括理论知识的推导及经验公式的应用,教学内容需要联系大学物理和高等数学等方面的知识,教学难度大,存在的主要问题有:

1.1课程总学时偏少

“工程热力学与传热学”课程围绕能量转换与传递这一主线,是对工程热力学与传热学两个研究方向的综合。其特点是涉及内容广,知识点多。然而,随着社会的发展,教育思想、教育观念在不断变化着,大学阶段开设的课程越来越多,分配给每一门课程(特别是专业基础课)的学时数不断减少。①总学时数不断减少与教学内容不断增加之间的矛盾,是“工程热力学与传热学”授课教师面临的一个重要矛盾。要继续保持或提高该课程的教学质量,就必须要调整教学大纲,改革教学方法,对授课内容有所取舍,突出重点和难点。

1.2实践环节少

“工程热力学与传热学”作为一门专业基础课程,其知识点的归纳,大多是来源于人们对实践知识的长期积累和总结。因此该课程必须与实践教学紧密结合起来。由于实验设备的有限性,而现有每个班级的人数众多,必须分多个组进行实验。这必然导致实验课程时间过长、教师的工作量过大等。因此为回避这些问题,许多高校在讲授专业基础课实验时,往往采取集中统一安排实验的方式,且实验学时占总学时的比例非常小。这样实验课程与理论课程完全分开,学生对于实验缺乏深刻的认识,影响了他们对于理论知识的理解和消化。比如在讲授稳定流动能量方程应用领域的时候,需要做蒸汽轮机的热交换、换热器的热交换、压缩机的热交换及喷管的流速试验等等,然后在部分高校中由于受到设备的限制等原因,往往只做其中一个实验,这大大影响了学生对知识的认知度,不利于对稳定流动能量方程的理解。

1.3学生积极性不高、缺少互动

“工程热力学与传热学”课程用到的理论知识多,内容涉及面广,不少章节还需要联系“大学物理”等课程的知识,因此难度较大。学生需要花大量的经历去消化理解。而该课程还涉及一些复杂的计算公式(比如换热器的热计算),学生的学习积极性差。授课教师的教学方法缺乏吸引力,一些专业基础课教师为给学生们传授更多的知识,甚至能讲满整节课,不给学生一点消化的时间。在师生交流方面、课程作业的修改反馈等方面,学生与教师缺乏良好的沟通,这些都降低了学生的学习兴趣。

“工程热力学与传热学”课程教学的最终目的是服务于社会。而社会在不断发展着,这就要求“工程热力学与传热学”课程的教学也需要与时俱进,授课教师要有敏锐的观察力,从培养高素质人才的角度出发,对现有的“工程热力学与传热学”课程进行教学改革。

2课程教学改革及教学方法探索

2.1改革教学内容

“工程热力学与传热学”作为一门传统课程,知识体系在不断变化着,如果还把以前那些传统的能量转换设备拿出来重点讲,显然是不能适应新世纪人才培养需求的。那些过时的观点和思想,不仅影响学生对最新领域知识的掌握,同时使学生对书本知识产生怀疑,严重影响其积极性。因此授课教师要对“工程热力学与传热学”教学内容进行更新,紧跟学科发展前沿。要综合各个教材的优缺点,对自己的教义进行定期修改和完善。在教学中,要对教学内容有所取舍,突出重点。这样既减轻了学生负担,又为教师节省了上课时间。

2.2改善实验教学

“工程热力学与传热学”理论知识较多,难于理解,因此通过实践课程来加深理论知识的理解显得尤为重要。学校应充分认识到实验教学的重要性,增加对实验设备的投入,调动实验教师的积极性。实验教学应更多地发挥学生的主观能动性,让他们尽可能多的参与到实验的设计和分析之中,以提高其动手能力。授课教师可开设开放性实验、综合性实验及对比试验,鼓励学生自己动手、独立完成,以促进知识的融会贯通。比如换热器的设计,可以让学生根据所学的传热学理论知识,自己动手设计一些散热片,并进行热计算,分析其散热性能。

2.3改进教学手段

课程总学时的不断减少,迫使授课教师必须要进行教学改革。现代化的多媒体教学手段,可以在短时间内传递更多的信息量。因此,教学手段改革目标是将现代化的教学手段融合到的“工程热力学与传热学”课程教学之中,实现与传统教学的有机结合。例如,在绪论部分关于热能的利用现状就可以采用播放影片的方式来激发同学们的兴趣。而在讲授传热学中的计算公式时,可以将推导过程制成多媒体的形式,授课课时,教师只需在黑板板书推导思路,然后用多媒体ppt展示推导过程。这样极大地节省了时间,而且有助于学生的理解。此外,还可以采用FLaSH动画、影片等方式来激发学生的兴趣,提高其学习的积极性。

2.4加强师生互动交流

提高学生学习兴趣和积极性,调动学习气氛。将互动式教学方法②引入“工程热力学与传热学”课程的教学中,使学生主动思考问题。在教学中促成授课教师和学生之间的相互交流和探讨。比如讲授热力学第二定律的发展过程时,可以首先向学生提出问题“是否所有满足热力学第一定律的自然现象都能够实现呢?”要求学生结合实际生活经验,提出自己的观点,并给出理由。然后将学生所总结的规律与热力学第二定律进行比较,找出差异。通过这种方式必然会使学生对热力学第二定律的理解更加深刻。“提问式”互动,是实现师生交流的一种良好途径。“工程热力学与传热学”授课教师宜更多地采用互动交流的方式来传授知识,从而提高学生的学习积极性。

3结束语

“工程热力学与传热学”课程教学改革需要授课教师需要克服重重困难,是一项漫长的过程,离不开教育系统各个部门的配合。通过改革教学内容、改善实验教学、改进教学手段、加强师生互动交流等等,将知识教育与素质教育结合起来,探索适应该课程特点的教学方法,必将使课堂教学效果达到一个崭新的水平,为培养新世纪高素质人才奠定坚实的基础。

注释

工程热力学总结篇2

关键词:热力系统、热经济性、可视化建模

一、火电厂热力系统特点分析

由于电厂的热力系统是由许多不同功能的局部系统有机的结合在一起的,复杂而又庞大。火电厂热力系统具有如下特点:

1.模型的复杂性

热力系统是一个大系统,由许多性质不同的热力设备组成.十分复杂,其建模工作比控制系统要复杂。

2.多回路多变量

热力系统一般都是多回路系统,有各种不同的内扰和外扰。环节的连接可能是并联的,也可能是串联的,甚至是交叉的。因此,系统的数学模型,是一个复杂的多元函数组成的数学模型。

3.线性与非线性

发电厂生产过程十分复杂,有些环节是线性的,如汽轮机功率和调节级压力。同时,有些环节是非线性的.因此必须有效的协调各环节之间的相互关系。

二、热力学系统数学模型的建立

对热力系统各回热加热器的质最平衡方程和能量平衡方程整理分析,联立构成方程组,以矩阵的形式来解。对于这一复杂的热力系统,我们由能量和质量平衡方程组得到如下的矩阵方程:

式中:Dw一一锅炉排污量。

对任一实际的热力系统,我们均可很方便地写出其能质平衡矩阵方程,解此矩阵方程即可求得各级回热抽汽量,进而完成热力计算。

三、热力系统结构分析及软件总体方案设计

系统总体规划

从火电厂热力系统性能分析过程看,该系统总体结构如图1所示:

图1系统总体结构图

火电厂热力系统热经济性计算的核心是建立热力系统模型,热力系统模型要根据火电厂原则性热力系统图结合火电厂的实际建立。

可视化图形建模环境的实现

(1)热力系统图形模具的实现

为了形象地组成电站热力系统模型网络图,有必要创建电站热力系统的模块资源库,容纳各种电站热力系统模块资源。

我们以逐级自流式加热器为例来说明模具的开发过程和方法。模具的开发包括两个步骤:定义模具的几何外观和物理属性。它用Visio标准工具条上的直线工具绘制而成.通常,热力系统中的逐级自流式加热器具有5个连接点:给水入口、给水出口、抽汽入口、上级疏水入口和木级疏水出口.它们在加热器模具上用5个连接点来表征。连接点用于“锁定”设备和管道支路的连接,主要是用来识别热力设备的连接关系。使用Visio标准工具条上的连接点工具可以方便的编辑模具的联结点,然后使用组合图形使其成为一体。

加热器模具除了具有几何外形之外,还具有一些物理属性,如加热器上端差、下端差、散热效率、设备节点及各个连接点的编号等等。开发加热器模具的第二步就是为它定义这些物理属性。加热器的这些物理属性就是为建模是网络拓扑识别分析时和热力系统二次参数的计算时设置(由于篇幅的原因,不能在此赘述)。

热力系统热平衡计算模块的实现

火电厂热力系统热平衡计算的目的是确定在给定负荷或给定燃料量情况下系统各处汽、水流量及热经济指标。热平衡计算模块主要分为两大类:设备节点模块和工质性质计算模块。

本论文中采用JavaJDBC技术结合microsoftaccess实现一个简单的数据结果发送的功能模块(具体实现过程与函数简介不赘述)。这样我们一边可以使用Visi。给我带来的可视化图形开发环境,又可以利用matLaB强大的计算功能,再结合JaVa网络编程的无比优越性,该软件包的设计思想具有广阔的应用前景。

四、实例分析:再热机组热力循环系统

本实例的再热机组是八段抽汽,三高四低一除氧系统。根据原则性热力系统,使用本软件建立系统模型。该系统的原始参数如表1所示,经过本软件的计算得到系统的热经济指标如表2所示。

表1原始参数表

表2系统的热经济指标

结论:

本论文在介绍了火电厂热力系统特点的基础上,分析了热力系统结构分析及软件总体方案设计,并通过该软件对热力系统热经济性进行了计算分析,通过计算分析充分验证了本软件的通用性。该软件包能够为电厂热力系统分析提供便利的工具与思路,为火电厂的节能降耗提供分析依据。

参考文献:

工程热力学总结篇3

关键词:“热力发电厂”课程;教学改革;探索;实践

中图分类号:G642.0文献标志码:a文章编号:1674-9324(2013)44-0222-02

“热力发电厂”课程是能源与动力工程专业的一门专业必修课,也是我校在建的校级精品课程。“热力发电厂”课程主要阐述动力循环的基本原理和热经济性分析的基本方法及其在发电厂中的应用[1],其教学目的在于培养学生分析、解决工程实际问题的独立工作能力,为将来从事电力生产和科学研究打下必要的基础。如何将课程教学的理论与实践相结合,增强学生的工程意识,培养学生的实践能力和创新能力,这是我们“热力发电厂”课程组教师在教学改革与实践的探索中一直在努力的方向。

一、传统专业课教学模式存在的主要问题

1.课程教学以讲授法为主,教学效果较差。高校传统的专业课堂教学模式,基本上就是教师按照教学大纲的要求,围绕课本对学生进行板书式的授课,学生扮演的角色只能是被动地听,学生在课堂上的主要任务是听课、记笔记,这种行为主义的教学模式,使学生很难提起学习的兴趣[2]。这样以来,许多学生总是习惯于在教师的主导下,把自己定位于知识的接受者,总体表现为学习主动性较差、课堂反映过于平静、与教师互动性不足。讲授法固然有其不可替代的地位和作用,可以更快地传递知识,尤其是理论知识,但不利于学生实践能力和创新能力的培养[3]。

2.实习教学环节薄弱。与“热力发电厂”课程密切相关的实习教学主要包括认识实习、运行实习和仿真实习,前两项属于下厂实习,安排学生在电厂完成,仿真实习在校内仿真实验室完成。近年来由于电力企业改革和学校体制改革的深入,在安排下厂实习和落实上出现了一些问题,主要表现为联系实习单位较困难、实习内容趋于形式化等几个方面[4]。即便安排学生进入电厂实习,基于安全和经济因素考虑,现场实习的学生主要以看为主,不能参与操作训练,无法真正体会和积累实际操作经验。实习结束后,学生只要如期提交实习报告,就完成实习环节,而教师对学生实习效果和完成质量等问题也跟踪较少。

3.课程考核方式存在不足。大学课程考核是大学教学中十分重要的环节,是评价培养人才质量的重要手段[5]而在我国专业课教学的考核中,很多高等学校只重视期末考试,不重视平时学习过程的积累。而且期末考试成绩所占总成绩的比重过大,一般在80%及以上;平时成绩所占总成绩的比重很小,一般不超过20%。这样的考核方式缺点是:轻视了对学生的学习过程的积累,直接导致学生不重视平时课堂上教学内容的学习,学习积极性差,学生只要认真记好笔记,提前复习,死记硬背部分考试内容就可顺利过关。

二、课程教学改革与实践

1.选用优质教材,并认真做好授课前的准备工作。教材是教学工作顺利开展的前提。我们课程组根据教学计划和教学大纲的要求,优先选用近三年来出版的省、部级以上的优秀教材。例如,我校多年使用的华中科技大学叶涛主编的“热力发电厂”教材,是国家“十一五”规划教材,今年我校还使用了重庆大学冉景煜主编的“热力发电厂”教材,该教材为国家“十二五”规划教材。为提高教学质量,要求每位老师认真备课,在课堂教学前,还要根据教学大纲的要求认真编制教学日历和教案。教学日历是授课内容、方式和进度的具体安排,按学校规定的格式进行填写。教案依据课程教学大纲、教学日历和教材进行编写。教案要包括以下内容:授课题目、教学目的与要求、教学重点与难点、教学的基本内容、教学过程设计(包括教学内容、教学方法、教学手段、课时分配等)、作业、讨论、课后小结等。

2.改革课堂教学方法。以前“热力发电厂”课程教学中多采用板书的方式进行教学,致使教材中许多结构图和系统图讲不清楚,且画图时浪费时间。为了提高教学质量,近年来,我们组织课程组老师进行“热力发电厂”课程多媒体课件的制作,并将多媒体课件用于课堂教学中,起到了省时、增效的作用。我们在教学中还引入了电厂热力系统专用录像带系列教学片,这也大大地丰富了教学内容,使一些教学难点形象化和简易化,起到了较好的效果。在讲解设备结构时,我们常采用对照实验室实物和模型进行教学;对于原则性热力系统和全面性热力系统相关章节的讲解,我们还专门将课堂安排在仿真实验室中进行。课堂教学中,我们采用启发式和讨论式的教学方法。教师讲课时,中间有停顿,时刻注意学生听课的表情,结合问题的提出与学生进行互动和交流。教师侧重“热力发电厂”课程教材中有关理论性方面的讲解,对于其涉及到工程热力学、流体力学、汽轮机原理和锅炉原理等课程的内容,因为在专业基础课和专业课中已经详细讲解过,就不再给予相关基础理论的精讲和公式的推导。对于教材中容易自学的章节,我们事先布置给学生进行自学,然后安排学生上讲台讲课,并在老师的引导下有针对性地进行课堂提问和讨论。每堂课后,我们都会安排一定的时间,认真进行辅导、答疑工作。每章讲完后,我们还会布置一定量的作业,并认真进行作业批改、安排特定时间进行作业订正。因为“热力发电厂”课程是一门理论性和实践性都很强的专业课程,所以我们教学中间还专门安排了一至两次习题课。讲解习题课前,我们精选了习题课的题目。习题课讲解时,老师主要起诱导、启发和教给学生解题思路的作用,给学生一定的个人活动空间,培养学生独立钻研的精神。

2.改革实习教学方法,加大仿真实验室建设和实习基地建设的力度。电厂设备多,系统复杂,对安全性和经济性要求很高。为巩固和加深对“热力发电厂”课程的学习成果,我们将实习分为认识实习、运行实习和仿真实习三种形式。对各种实习,我们均制定了详尽的实纲和实习计划,安排具有理论和生产经验的老师担任指导教师,加强实习全过程的考核,实习结束后进行口头答辩。实习的最后成绩根据学生的实习态度、遵守纪律情况、实习日志及实习报告质量、口头答辩成绩等几方面综合考虑后确定。由于电厂认识实习和运行实习过程中,学生只能看、不能实际操作,所以仿真实习就变得尤为重要。仿真实习安排在学完汽轮机原理、锅炉原理、单元机组集控运行和热力发电厂课程,并在完成了电厂认识实习和运行实习后进行。仿真实习在校内仿真实验室内进行。在老师的指导下,要求学生在仿真机上完成机组启动的全过程的操作,包括:主、辅助设备的启动,机组的冲转,定速并网,接带负荷至满负荷。在仿真机上还要求学生完成机组停机的全过程的操作,包括:机组减负荷,减负荷到零解列,打闸停机,停辅助设备等。机组启动、停机过程的仿真是仿真实习中的一项重要内容。通过机组启、停过程的仿真训练,不仅使学生对机组启动和停机全过程有了全面的了解,同时,学生在启、停操作过程中也加强了协同合作的意识及能力。另外,在仿真机上学生还可进行机组事故模拟实验。通过对机组典型事故的分析与处理,锻炼和提高了学生分析问题与解决问题的能力,为他们以后的工作打下了良好的基础。除此之外,我校还加强对实习工作的硬件建设,与校外多个电厂建立长期合作关系,为学生提供稳定的专业实习基地,保证了学生实习工作的顺利进行。在仿真实习方面,也加大仿真实验室建设的力度,在原有300mw和600mw亚临界机组仿真实验室的基础上,我们又扩建了一个600mw超临界机组仿真实验室。目前我校还正在筹建一个1000mw超超临界机组仿真实验室。通过以上多环节的实习训练,不仅使学生掌握了电厂的设备和系统,加深了对“热力发电厂”课程的理解,而且锻炼和提高了学生的实践能力和创新能力,同时也大大激发了学生学习专业课的积极性。

3.采取多样化的课程考核方法。针对以前“热力发电厂”课程考核中存在的问题,我们在课程考核方面进行了深入的探讨和改革。课程考核不仅要重视期末考核,而且还要体现学生平时学习过程的积累。为此我们将课程考核分为形成性考核和期末终结性考核两种形式。两种考核方式的侧重点各有不同。在形成性考核中,考核的重点在于考查学生的整个学习过程,期末终结性考核为学期末阶段性考核方式,它是对平时形成性考核的概括和总结。期末终结性考核主要检验学生对本课程的基本理论、基本概念、分析能力和计算能力等方面的全面掌握程度。形成性考核内容主要包括:遵守纪律及出勤,课堂回答问题,课后作业,学生上讲台及课堂讨论,期中开卷小测验,撰写小论文。形成性考核成绩占总成绩的40%,但各项权重系数有所区别,形成性考核成绩及格分为24分。期末终结性考核以期终考试的形式进行,试题由教务处从试题库中随机抽取,考试采取闭卷形式,考试成绩占总成绩的60%,及格分为36分。形成性考核和期终考试两项分数合计为课程考核最终成绩。在课程考核中我们还规定,形成性考核不及格的学生没有资格参加期终考试。

三、结论

针对以往“热力发电厂”课程教学中存在的问题,我们课程组的老师在教学内容、教学方法、教学手段及考核方式等方面进行了大胆的改革探索和实践。“热力发电厂”课程教学改革的实践证明,我们的改革思路和改革措施是成功可行的。通过“热力发电厂”课程教学改革与实践,进一步强化了教学过程的落实,培养、激发了学生对该课程的学习兴趣和学习热情,达到了引导学生主动学习、鼓励学生创新的目的,同时也激励了任课教师积极投身到教学改革实践中去,提高了“热力发电厂”课程组教师的综合素质。

参考文献:

[1]叶涛.热力发电厂(第二版)[m].北京:中国电力出版社,2010.

[2]吴俊萍.高校课堂教学方法改革的几点策略[J].华北电力大学学报(社会科学版),2005,(3):138-139.

[3]张静.我国高校课堂教学方法存在的问题及改革策略[J].天中学刊,2010,25(3):136-138.

[4]谢浩,候小刚,卢平.“热力发电厂”课程研究性教学探索与实践[J].中国电力教育,2013,(2):59-60,64.

[5]徐爱萍.大学课程考试改革的趋向探讨[J].理工高教研究,2009,28(1):67-70.

工程热力学总结篇4

工程热力学是一门从宏观角度去研究能量转换规律的学科,它的主要定律,包括第一定律和第二定律都是基于经验总结。这就是说,这种经验总结为该课程的教学结合实际提供了便利条件。教学时应该充分利用这个特点,在课堂教学过程中,结合实际设置疑问,引导学生积极主动思考,既能活跃课堂氛围,又能使学生在思考中进行后期的学习。例如在热力学第一定律讲述时,可以在课堂上再现第一类永动机的设计,并让学生参与指出设计的不足或提出自己的设计,当学生兴趣盎然时引出第一定律。第一定律引出后,引导学生举出自己在日常生活中所接触的能量转换事例,活跃课堂气氛后,提出问题:封神榜中哪吒的风火轮是否能实现?如果能实现飞机、汽车还是否有存在的必要,如果不能实现,又是什么原因呢?经过探讨后将疑问留给学生,并提示随着热力学第二定律的深入学习他们可以得到想要的答案。又如在蒸汽动力循环讲授时,可以给出火力发电厂发电效率计算的例题,学生在亲自计算后,深刻体会到目前我国火力发电厂的实际效率不高的现状,并开始关注如何提高效率的问题,这时可以将该问题留给学生,并提示随着蒸汽动力循环的深入学习,他们将得到想要的答案。本人在教学实践中发现这种故设悬念的做法,在激发学生的求知欲,提高教学效果和活跃课堂气氛方面均有显著作用。当然这种故设悬念,引导学生思考的教学方法的具体实施,则需要从系统的角度,依照教学进程依次设置。本人认为以下过程可作为设置悬念的主线,即从能量能否转换到能量转换是否有规律可循,从能量是否守恒到能量守恒过程是否一定能进行,从理论可以进行的过程实践上为什么不被采取到理论上完美的过程能否实践上努力实现。围绕这条主线去设置疑问能发挥学生学习的主观能动性。当然设置悬念的时候一定要注意从现实生活出发,这样才能真正激发学生的兴趣,引导学生自我思考。

二、重视教学中的育人

尽管工程热力学是广大学生以及教师公认的较为枯燥的基础课程,然而工程热力学却蕴含了大量的为人处世道理,如果能将属于自然科学的工程热力学与人文教学结合教学,不仅起到提高教学效果的功能还能达到很好的育人功能。例如,围绕热力学第一定律可向学生讲述付出与收获之间的道理,围绕热力学第二定律中能量自发转换的方向性问题,可以向学生传达这样的思想:提高个人素质是一个从低品质向高品质转换的过程,因此不是一个自发的过程,需要付出代价才能实现。换而言之,在校大学生要懂得要提高个人素质,将来赢得用人单位的认可,现在必须通过努力才能实现。同时工程热力学所涉及的领域为能源,众所周知,能源是当今世界各国争夺的主要资源之一,资源问题最能激发学生的时代责任感。然而学生在中学时代,知道得更多的是国家地大物博,各种资源尤其是煤炭资源丰富,尽管也知道人均占有率不高,但是并未深刻意识到能源的合理使用对当前能源抢夺局面的改善作用。因此在绪论中除了重点给出学习学框架外,还应该介绍各国的能源利用政策以及能源利用效率,让学生认识到我国能源利用过程与发达国家之间的差距,唤醒学生的爱国心和责任感,提高学生学习动机。总之,加入人文育人思想后,工程热力学的教学会变得更加活泼,学生的学习参与热情也逐步提高,因此重视教学中的育人功能是不可忽视的教学方式。

三、注重工程应用,加强实践

传统教学过程中,学生往往通过做题目巩固所学知识,并且效果不能皆尽人意。尤其对应用性很强的课程,做题目只是辅助手段而不是最佳的方式。要将工程热力学这门课程的抽象性剥除,非常有必要在课余时间带领学生参观学科所应用的领域,例如火力发电厂。一般在取得学院认可的条件下,可以与当地火力发电厂建立联系,在绪论讲授完,或蒸汽发电讲授前,可分批次带领学生进入电厂学习参观,在参观过程中使学生了解发电厂的流程,了解汽轮机、锅炉、给煤机等设备以及发电原理;参观过程中,结合安全工程专业特点,可多提醒学生电厂发电过程中可能存在的危险有害因素;也可以向学院申请邀请电厂安环部负责人以讲座的形式给安全工程专业学生系统讲述电厂蒸汽机发电时存在的危险有害因素;制冷和制热学习过程中,带领学生了解空调、冰箱的工作原理。这些都有助于学生认识课程的重要性并牢固掌握知识点。为提高学生的实践参与度,可以要求学生提交实践学习报告,并作为该课程考核内容之一,达到解放学生为考试而被动学习的局面。此外工程热力学知识点比较抽象,有必要开设部分课内实验,让学生掌握压力、温度、热量等基本量的测量方法,并运用课堂讲授的相关基本知识观察实验现象、分析处理实验数据,巩固并加深有关理论知识,促进理论联系实际,以利于培养学生分析问题和解决问题的能力。

四、充分利用多媒体技术

多媒体具有直观、信息量大的特点,非常适合于复杂和抽象课程的教学。运用多媒体创设教学情境,有助于激发学生学习兴趣,以其独特的形、声、景扣动学生的心弦,化无声为有声,化静为动,使学生进入一种喜闻乐见的、生动活泼的学习氛围,从而使学生产生极大的学习兴趣。[3]工程热力学中所研究的能量转换必须基于热力状态的变化,即在状态变化的过程中实现能量转换。而从一个状态到另外一个状态必然经过一定的过程,因此示功图p-v图、示热图t-s图是工程热力学非常重要的工具,甚至可以说是工程热力学独特的语言。实际气体包括水蒸气、湿空气,工程应用包括动力循环以及制冷制热循环的研究中都用到了这种图形化的语言。这种图形化的语言是动态过程的描述,因此可以借助多媒体的动态、形象特点将静态的图动态地展示给学生。通过这种动态教学,可以将抽象的理论学习化为直观易懂的学习。‘

五、总结

工程热力学总结篇5

关键词传热学教学探索能源与环境系统工程

中图分类号:g424文献标识码:a

heattransferteachingpracticeandexplorationonenergyand

environmentalsystemsengineeringprofessional

zhaoyuhan

(collegeofmechnicalengineering,shanghaiuniversityofengineeringscience,shanghai201620)

abstractheattransferisthebasictheoreticalcourseofenergyandenvironmentalsystemsengineeringprofessional,butalsotrunkdisciplinaryofenergyandpowerprofessionaltheorycourses,hasaveryimportantposition.heattransferistheknowledgebaseofenergyandenvironmentalsystemsengineeringgraduatesinrelevantprofessionalwork,butalsotheoreticalbasisofpartofthegraduatestudentstocontinuetheirstudies.basedonexperienceinteachingheattransfer,heattransfersummarizedthemainpointsofteachinganditscharacteristics,foundtheproblemsintheteachingprocess.exploretheuseofavarietyofteachingtoolsandmethods,andasimplediscussion,inordertomeettheneedsofthecurrenteducationaldevelopmentandpersonneltraining.

keywordsheattransfer;teaching;explore;energyandenvironmentalsystems

1传热学的要点和特点

以传热学教学大纲为依据,结合能源与环境系统工程专业的特点制定了传热学教学的基本要求:

(1)掌握热量传递的三种基本方式及传热过程的规律。掌握热传导、热对流、热辐射、复合传热、传热过程、热阻等概念。应用热阻概念分析工程传热问题。会查用有关图表和手册。

(2)掌握傅立叶定律和导热微分方程及其定解条件。理解导热问题的完整数学描述。理解稳态与非稳态导热问题的区别,并对简单的导热问题利用导热微分方程进行分析解的求解。掌握导热问题的数值解法。

(3)掌握牛顿冷却公式的意义及应用。理解对流换热的物理过程及其机理,掌握影响对流换热的影响因素。掌握边界层概念和普朗特边界层理论,并能对简单条件下的层流边界层进行分析求解。能熟练地应用实验关联式对强制对流、自然对流和凝结与沸腾换热问题进行计算。

(4)掌握热辐射的基本定律及物体的辐射特性和吸收特性。熟练掌握辐射热阻网络法进行辐射传热的计算。

(5)理解传热过程的机理。能对传热过程进行合理分析和计算,了解各类换热器的特点。掌握换热器的热计算方法。

(6)初步掌握温度测量、热量测量的基本方法和技能。

传热学作为学科基础理论课,其牵扯的概念颇多,理论性很强。其中一些新的理论和新的概念对学生来说不易理解和掌握,增加了课程学习的难度。同时传热学中针对物理机理和规律的描述大多采用微分方程组的数学语言形式,对高等数学中微积分的掌握要求较高。同时作为三大专业基础课之一,与另外两门课程流体力学和工程热力学都互有涉及。这三门课程学习起来都具有一定难度。传热学同时是一门实践性较强的课程。为了让学生更好地理解与运用传热学的知识,课程中开设了实践教学环节,但由于学时所限,实验内容无法涵盖所有的相关传热学在实际工程中的应用。而且实验多以认识性和验证性为主,传热学课程的实践性难以在课内实践教学中得到完全体现。

2教学中的问题

(1)由于传热学本身内容结构涉及很多高等数学的知识,且学科发展历史较长,所以传热学的概念多、公式多,学生认为很难学。而且初学者在高年级学生处就会得到类似传热学特别难的印象,增加了畏难情绪。

(2)传统的教师为中心的模式对教师与学生之间的互

动要求不高。而单向的灌输式教学难以培养学生的独立分析解决问题的能力。而且导致学生对传热学的机理和理论缺乏深刻的理解,对公式、概念、理论停留在表面的机械记忆上。比如热对流与对流传热的区别,有些学生无法说清。又比如相变传热的物理机理,有的学生不能正确理解与掌握。 (3)考试采用传统的闭卷考核方法,虽然会促使学生复习时认真推导公式,多做习题,熟练掌握解题方法,但也会影响学生独立思考的能力培养。导致学生对基本(下转第180页)(上接第130页)原理的应用能力差。比如能量守恒原理是贯穿传热学这门课程的一条主线,在控制方程推导中都要用到。同时在求解某些习题时使用能量守恒原理去分析可以更灵活地解决。而学生在面对这些具体问题时往往只是按照“常规”的计算求解方法来解决。同时可以预见这样的学生将传热学的理论与实际生活生产中的问题结合起来的能力也会较差。

3传热学教学探讨

(1)激发学生的学习兴趣,增加自学项目。在教学过程中,将授课内容与日常生活中的现象以及在建筑、冶金、化工、航天等行业的广泛应用结合起来。在扩展学生的视角的同时,激发学生自己将传热学知识与实际结合起来,增强学生的学习动力。同时适当安排部分教学内容让学生自学为主,培养其独立思考的能力。针对学生自学中的不足着重讲解,激发学生的主动性,帮助学生掌握科学的学习方法。

(2)采用多样化的教学方法和教学手段。以课堂讲授为主,同时在联系实际问题时采用分组讨论的方式,对作业和习题分组互评等。确立学生为教育主体,让单向的传授走向多维互动的课堂教学、实践教学。同时在教学过程中采用先淡化的电子技术和信息手段,包括光学媒体、音响媒体、计算机教学系统和各种教学软件的应用。这样可以使课堂教学包含更大的信息量,同时对实践教学的不足给予一定的补充。

(3)多讲解例题和习题,进行开放互动式教学。传热学课程包含诸多的概念、公式和方程,例题和习题的讲解是巩固学生掌握的有效途径。在讲授传热学时采用高等教育出版社的《传热学》第四版,该教材包含典型的例题与习题,可通过习题课的形式集中进行讲解。同时针对一些重点难点和学生自发提出的比较集中的问题,以开放互动的方式开设专题讨论,以增进学生对传热学知识的掌握与运用。

(4)考核模式的改进。针对闭卷考核方式的不足,同时避免开卷考试带来学生的惰性和依赖性,我们尝试在考核成绩的最终评定时,采用平时成绩加考试成绩的形式。平时的课堂表现、互动参与情况、作业占总成绩的30%,考试成绩占总成绩的70%。提高课堂互动讨论中的表现占平时成绩的比重,以促进学生的参与度;同时考试的时候允许学生携带统一大小的草纸进入考场,学生可以在上面自行记录总结出的基本的、主要的内容或者记录一些经验公式和经验系数。这样可以使学生将复习的重点放在对知识的理解和运用上,克服了闭卷考试的不足。同时带入考场的内容有限,又不会使学生像开卷考试一样过度依赖教材,而是同样促使学生进行独立思考。这种考核方式可以提高学生的学习总结能力,消除学生的部分心里压力,也可避免学生只依靠考前突击的弊病。

(5)改进实践教学的内容设置。传热学的实践性很强,像一些复杂的传热问题的规律都是通过实验总结提出。对于传热学教学十分重要的实验教学需要加以改进,除了巩固课堂授课的内容以外,还应该注意培养学生的实际动手能力、综合设计能力和总结归纳能力。传热学的课内实验可不仅仅局限于验证性实验,同时应增加开放性、综合性的实验内容。以期提高学生的综合分析能力和解决问题的能力。

4结语

传热学作为能源与环境系统工程专业重要的学科基础理论课程,其教学效果十分重要。作为传热学的授课教师,应激发学生的学习兴趣,增加自学项目,采用多样化的教学方法和教学手段,多讲解例题和习题,进行开放互动式教学,同时改进考核模式和实践教学的内容设置。以求满足当前教育发展和人才培养的需要。

基金项目:上海工程技术大学课程建设项目,传热学课程建设,k201201002

工程热力学总结篇6

关键词传热学教学能源与环境系统工程

中图分类号:G424文献标识码:a

abstractHeattransferisaveryimportantprofessionalbasiccourseinenergyandenvironmentalSystemsengineeringprofessionaldirection,butalsoacomprehensiveinterdisciplinarycurriculum.Fromthecharacteristicsofthecourse,combinedheattransferteachingexperience,analyzessomeproblemsexistingintheteachingonhowtomobilizetheenthusiasmofstudents,improveteachingqualityisdiscussed.Hopetoprovidesomereferenceforothersimilarcoursesorprofessionaleducation.

Keywordsheattransfer;teaching;energyandenvironmentalSystemsengineering

0引言

传热学主要研究热量传递的机理、规律、计算和测试方法等基础理论知识。传热现象与过程广泛存在于自然界和工农业生产、高新科技及交叉学科前沿的各个领域,在能源(包括常规能源、核能、可再生能源)、动力、制冷、化工、建筑环境、微电子、航空航天、微机电系统、新材料、纳米技术、军事科学与技术、生命科学与生物技术等领域中大量存在热质传递过程与热控技术问题。传热学是当今科学技术发展的最重要的技术基础之一。

目前,国内外高等学校都对该类课程给予了高度重视。传热学课程已经成为能源动力类、机械类与建工类等院系重要的平台课。传热学课程中除了介绍国内外成熟的定论以外,还要大量介绍国内外最新的有关研究成果。通过各环节的教学,应使学生获得热量传递规律的基础知识,具备分析工程传热问题的基本能力,掌握计算工程传热问题的基本方法及一定的实验技能,不仅为学生学习有关的专业课提供基本的理论知识,而且也为以后从事热能的合理利用、热工设备效能的提高及换热器的设计等方面的工作打下必要的基础。

1传热学课程的特点

“传热学”课程从热量传递的三种基本方式入手,主要介绍热量传递的基本规律,为学习后续“供热工程”、“空气调节”、“制冷原理及设备”、“热源设备”、“热泵技术”和“建筑节能技术”等课程提供必要的理论基础。“传热学”作为学科基础理论课,其牵扯的概念颇多,理论性很强。其中一些新的理论和新的概念对学生来说不易理解和掌握,增加了课程学习的难度。该课程(能源与环境系统工程专业)的知识模块顺序及对应的学时如下:热能传递基本方式及传热过程,4学时;导热基本定律,2学时;一维和多维稳态导热求解,2学时;非稳态导热,4学时;导热问题的数值解法,4学时;对流传热的理论基础,4学时;单相对流传热的实验关联式,4学时;相变对流传热,4学时;热辐射基本定律及物体的辐射特性,4学时;辐射换热的计算,4学时;传热过程分析与换热器热计算,4学时。

2“传热学”教学中存在的问题

在教学过程中,学生普遍会反映“传热学”学习难度大。根据调查笔者认为难学的原因主要有以下几点:

(1)传热学本身内容涉及到的高等数学基础知识深而广,而且对传热的研究历史较长,前人总结了大量的概念、公式。例如在传热学的理论推导中经常用到微积分、泰勒展开、偏微分方程组的求解方法等。而且刚接触传热学的低年级学生在与高年级学生的交流中就会得到类似传热学特别难的印象,增加了畏难情绪。同时传热学内容分散,各主要部分相对独立。由于课时安排和教学大纲的限制,以学生为主体的研究性学习内容较少,以锻炼学生工程实践能力为目的的实验教学内容较少,使得学生缺乏分析和解决实际问题的能力。

(2)在对流传热内容的学习过程中,由于其牵扯到流体力学的纳维斯托克斯方程,而n-S方程本身就是流体力学学习的难点,所以大大增加了对流传热的复杂性。特别是关于湍流流态的对流传热和相变对流传热,目前还不能从理论上推导出实际情况下的努赛尔数计算公式,大部分都是使用经验关联式的状态。学生会感到难以理解。

(3)在传统的单向灌输式教学中,教师与学生之间的互动较少,很难激发学生的学习兴趣和独立分析解决问题的意愿。同时部分学生学习态度不够好,怕吃苦不努力,对新的课程未作预习,课后也没有独立完成作业和复习。学生对传热学的基本原理未能深刻理解,而是停留在机械记忆的层面上。

(4)期终考试采用传统的闭卷考核方法不够合理。为了应对考试,学生复习时认真推导公式,多做习题,但传热学这门课程的概念多、方程多、经验公式多,学生无法全部背出。对考试的命题范围有很大的限制。同时也不利于培养学生的独立思考能力,更无法对学生是否达到卓越工程师的要求进行考查。

3教学方法的探讨

3.1调动学生学习的积极性

兴趣是最好的老师,如果学生缺乏学习的兴趣,必将只能为了应付考试而机械记忆,更不可能做到运用学习的知识来解决实际中的问题。而调动学生的积极性,要从第一节课始,到最后一节课终。在一开始给学生介绍传热学这门课程时,可以通过图片展示传热学知识在传统工业、高新技术、节能环保和日常生活中的应用。在授课过程中,将授课内容与日常生活中的现象以及在建筑、冶金、化工、航天等行业的广泛应用结合起来。比如在讲授临界热绝缘直径内容时,先以生活中的现象为例,提问是不是冬天带上手套就一定能起到保暖的作用。再引申到在工业管道外部附加保温层是否就一定能达到保温的效果。学生通常都会想当然地认为是。这时以电线散热等实例说明附加保温层后散热量并不一定减少,甚至有时会起到增强散热的效果,这会大大激发学生的好奇心和探求原因的欲望。在明白了机理后,学生会深刻地理解和记忆能否保温还得看绝热层外径的大小,当绝热层外径小于临界热绝缘直径时起不到保温的作用,相反可以增强换热。再如对于能源与环境系统工程专业来说,空调系统中最重要的两个部件是蒸发器和冷凝器,都为相变对流换热器。其中蒸发器中制冷工质沸腾吸热,冷凝器中制冷工质凝结放热。其换热的机理都来自教材中相变对流传热章节。在该章节讲述之前,可以从学生们日常中经常接触的空调系统为引入点,提起学生的学习兴趣。这样能够激发学生的学习主动性与积极性,加深他们对知识的理解和掌握程度,增强他们分析问题和解决问题的能力,有利于他们学习能力的提高和创造性思维的培养。

3.2优化组合教学方法和手段

教学方法是多种多样的,如发现式、启发式、提问式和讨论式等。不同课程采用的教学方法不同,即使是同一节课,也往往需要采用多种教学方法。同时在教学过程中采用现代化的电子技术和信息手段,包括光学媒体、音响媒体、计算机教学系统和各种教学软件的应用。这样可以使课堂教学包含更大的信息量,同时对实践教学的不足给予一定的补充。但要避免出现杨叔子院士列举的多媒体教学中多种错误形式和问题,如:“照屏宣科”、“人幕分离”、“对屏讲解”、“快速浏览”等。更不能将ppt变成“骗骗他”。

3.3教学内容和实际实践相联系

在教材的选择上,本课程选用杨世铭、陶文铨所编的高等教育出版社的《传热学》(第四版),该书在内容上由浅入深,循序渐进,在介绍基础知识的同时,也积极反映了传热学发展的前沿知识,如纳米传热学的基本知识等。该教材包含典型的例题与习题,对较为复杂的实际问题进行了详尽的分析,十分接近工程实际。但随着传热技术的发展和其他学科之间的交叉程度大大提高,许多新的研究手段得以出现。传热技术的工程应用领域进一步扩大,也因此使得传热学的内涵得以丰富。随着能源学科和相关行业的发展,需要不断更新教学内容,使学生接收到最新的知识内容。因此在教学内容的选择上,适当删减了一些比较繁琐的数学推导内容,如非稳态导热中一维无限大平板分析解的推导过程。此外也增加了一些传热技术新发展的内容,如微尺度的传热等内容。同时在教学中要注重培养学生的工程观点以及工程实践能力。工科院校的教学必须注重学生工程实践意识的培养和工程设计能力的训练。

3.4改进实验教学

传热学的实践性很强,像一些复杂的传热问题的规律都是通过实验总结提出。当前,我校传热学的实验教学上对学生的实践创新能力的锻炼还有所欠缺,比如课时安排较少,实验教学内容不够丰富,大部分内容依然是基于课堂所讲知识而进行的验证性实验。再如实验教学设备和仪器数量不多,往往多人一机,不少想体验实验过程提高动手能力的学生未能得偿所愿。因此,对于传热学教学十分重要的实验教学需要加以改进,除了巩固课堂授课的内容以外,还应该注意培养学生的实际动手能力、综合设计能力和总结归纳能力。传热学的课内实验可不仅仅局限于验证性实验,同时应增加开放性、综合性的实验内容。以期提高学生的综合分析能力和解决问题的能力。

3.5改进考核模式,注重考查学生能力

针对闭卷考核方式的不足,同时避免开卷考试带来学生的惰性和依赖性,我们尝试在考核成绩的最终评定时,采用平时成绩加考试成绩的形式。平时的课堂表现、互动参与情况、作业占总成绩的30%,考试成绩占总成绩的70%。提高课堂互动讨论中的表现占平时成绩的比重,以促进学生的参与度。同时对试卷的命题范围可以尝试参考大学英语四、六级考试,即将试卷分为a、B两部分。其中a部分主要考核学生对基本概念、基本方程、基本原理的掌握情况,采用闭卷的方式要求学生在一定的时间内完成并上交;B部分主要考核学生应用传热规律解决实际问题的能力,主要是实验关联式的应用,采用开卷形式。

4结语

如今的大学正处于一个快速变革和飞速发展的时期,在发展变化中搞好教学仍然是教师们的主要任务。传热学作为能源与环境系统工程专业重要的学科基础理论课程,其教学效果十分重要。在课堂教学仍然是培养大学生的主要途径的前提下,我们应激发学生的学习兴趣,以培养学生分析问题、解决问题的实际能力为主导思想,探索有效的教学方式和方法,提高教学质量和效率,顺利实现教学目标,使学生取得更好的学习效果。

基金项目:上海工程技术大学课程建设项目,传热学课程建设,k201201002

参考文献

[1]杨世铭.传热学(第四版)[m].高等教育出版社,2006.

工程热力学总结篇7

关键词:企业培训热压机液压系统多媒体教学方法

本人在当地竹胶板企业“企业紧缺工种培训”培训教学中发现,由于主要生产设备BY1148系列热压机中关键的液压传动系统的各类液压元件和工作介质都是在封闭的液压管路内工作,设备故障具有隐蔽性、多样性,不易发现和排查困难特点;同时液压系统的回路动作又和生产工艺要求紧密结合,设备故障直接影响企业的生产效率和产品质量。而通过培训需求调研,企业现有的大多数维修工学员机械知识特别是液压传动知识缺乏,如果只是采用传统的被动接受知识的静态教学模式无法将液压传动系统理论和设备实际生产工艺教学结合,培训也无法取得良好的效果。因此尝试在培训中利用计算机辅助教学手段所具有综合动画、图像、文字、声音及有活动影像的特点,全面提高学员液压传动理论知识以及设备故障的处理和日常维护能力。

一、热压机液压系统工作回路分析

根据竹胶板热压机的生产工艺,装料-闭合-热压和开启动作,针对性地选择BY1148热压机的三个典型回路作为分析重点:

图1BY1148热压机液压回路总图

1.热压机闭合液压系统低压回路的教学分析

低压回路中的动力部分由三组组成(以下以一组说明)其中-m1电机5驱动叶片泵4,经过辅助系统(低压球阀3、吸油过滤器2将-油箱1)的液压油输入回路中。正常工作状态电磁换向阀右位工作,油液通过板式单向阀进入油缸,推动油缸行程上升,此时机械能转化为油液的压力能,驱动主油缸的行程上升,完成热压板的闭合作用。通过压力表开关6和压力表7及电磁阀8的组成的限压安全回路。

2.保压(补压)液压系统高压回路的教学分析

当热压板完成闭合,电机5开始驱动高压柱塞泵12进行工作,通过单向阀14和三位四通电磁换向阀15的左位,油压缸23的主缸2设定压力20mpa压力表对热压板进行保压作用(此时m4停止工作);一旦因为板胚在热压定型作用过程中由于压实体积变小造成压力下降低于压力表23设定的最低补压值18.5mpa时,m4将重新启动进行补压工作。一般整个周期需要进行7-8次的补压动作,保证竹胶板产品的物理机械性能指标。

3.热压板开启时的液压系统卸荷回路的教学分析

当整个生产周期要求的保压时间完成,此时需要将油缸油液卸荷回到油箱,通过油缸自重下降开启热压板,通过-电动单向阀19和-单向节流阀18组成的节流降压回路,将油液压力从设定的主缸压力通过节流降压回路油液压力达到预定的卸荷压力值0.5-1mpa,再由液控单向阀20作用将油缸油液流回主油箱。

通过上述热压机液压系统工作的三个主要液压回路分析,学员能够掌握设备的生产工艺要求和总体液压回路的工作关系,利于后续

“设备的故障分析和处理”的教学。

二、液压传动中动力部分液压泵的多媒体教学

液压传动系统的动力元件液压泵也是培训教学中安排的重点,常见的三种液压泵的齿轮泵、叶片泵和柱塞泵具有不同的结构和工作特点,在培训中充分利用多媒体课件,模拟它们的结构和工作原理进行教学。

图2外啮合齿轮泵的工作原理图3叶片泵的工作原理图4轴向柱塞泵的工作原理

通过多媒体演示和理论教学比较齿轮泵、叶片泵和柱塞泵的工作原理和不同的工作特性。该教学模式结合设备的液压泵配置进行分析,补充学员理论基础知识不足,使培训教学效果更为全面系统。

表1液压系统常用液压泵性能比较

三、热压机液压传动系统中典型液压控制回路的多媒体教学

1.“电磁溢流阀控制的限压安全回路”的工作原理

培训中通过FLaSH动画演示DBw型先导控制的电磁溢流阀构成限压安全回路,观察包括电磁换向阀如何改变阀口的通断和通过先导控制式的溢流阀工作来保证系统的压力安全,通过压力表开关6和压力表7及电磁阀8的组成的限压安全回路,当压力高于工艺限定压力2mpa时,电磁换向阀左位工作,卸荷回路工作,完成限压保护设备安全工作。

2.节流阀控制的卸荷回路工作原理

通过FLaSH动画演示单向节流阀控制的卸荷回路工作原理和工作特点电动单向阀19和-单向节流阀18组成的节流降压回路,将油液压力从设定的主缸压力20mpa先降到压力表23设定的卸荷压力值0.5-1mpa,目的是避免产生巨大的液压冲击和发出巨大噪音。

四、培训效果的实践应用,总结“设备故障原因分析及对策”

设备机修工只有具备查找故障的和排除故障的能力,才能说明培训的真实效果。对此在理论教学结束后通过采取谈话法和讨论法,引导学员根据以往发生的设备故障,设备维护保养中遇到的疑难问题进行分析,总结如下“常见故障、原因及对策”表2。

五、培训教学总结

在此次企业培训中,尝试针对学员的理论知识基础和培训需求,结合热压机的生产工艺,利用计算机FLaSH动画技术进行培训教学。课程中安排学习液压回路分析,液压泵的结构工作特性和典型液压控制回路的工作原理教学,引导学员总结“常见液压故障,原因分析和对策表”。实践证明,这样的培训教学安排和方法既增加学员的液压系统理论知识,也提高学员现场设备维护和故障分析处理能力,取得较好的培训效果。

参考文献

[1]全国中等职业技术学校机械类专业通用教材

《机械基础》(第三版)中国劳动社会保障出版社第九章,第十章,第十一章

[2]杨曙光何存兴著《液压传动与气压传动》(第三版)

华中科技大学出版社

[3]“BY1148/1250(15F)热压机设备安装和维修说明书”,“设备液压原理图”福建捷创机械有限公司资料

工程热力学总结篇8

abstractHeattransferisaveryimportantprofessionalbasiccourseinenergyandenvironmentalSystemsengineeringprofessionaldirection,butalsoacomprehensiveinterdisciplinarycurriculum.Fromthecharacteristicsofthecourse,combinedheattransferteachingexperience,analyzessomeproblemsexistingintheteachingonhowtomobilizetheenthusiasmofstudents,improveteachingqualityisdiscussed.Hopetoprovidesomereferenceforothersimilarcoursesorprofessionaleducation.

Keywordsheattransfer;teaching;energyandenvironmentalSystemsengineering

0引言

传热学主要研究热量传递的机理、规律、计算和测试方法等基础理论知识。传热现象与过程广泛存在于自然界和工农业生产、高新科技及交叉学科前沿的各个领域,在能源(包括常规能源、核能、可再生能源)、动力、制冷、化工、建筑环境、微电子、航空航天、微机电系统、新材料、纳米技术、军事科学与技术、生命科学与生物技术等领域中大量存在热质传递过程与热控技术问题。传热学是当今科学技术发展的最重要的技术基础之一。

目前,国内外高等学校都对该类课程给予了高度重视。传热学课程已经成为能源动力类、机械类与建工类等院系重要的平台课。传热学课程中除了介绍国内外成熟的定论以外,还要大量介绍国内外最新的有关研究成果。通过各环节的教学,应使学生获得热量传递规律的基础知识,具备分析工程传热问题的基本能力,掌握计算工程传热问题的基本方法及一定的实验技能,不仅为学生学习有关的专业课提供基本的理论知识,而且也为以后从事热能的合理利用、热工设备效能的提高及换热器的设计等方面的工作打下必要的基础。

1传热学课程的特点

“传热学”课程从热量传递的三种基本方式入手,主要介绍热量传递的基本规律,为学习后续“供热工程”、“空气调节”、“制冷原理及设备”、“热源设备”、“热泵技术”和“建筑节能技术”等课程提供必要的理论基础。“传热学”作为学科基础理论课,其牵扯的概念颇多,理论性很强。其中一些新的理论和新的概念对学生来说不易理解和掌握,增加了课程学习的难度。该课程(能源与环境系统工程专业)的知识模块顺序及对应的学时如下:热能传递基本方式及传热过程,4学时;导热基本定律,2学时;一维和多维稳态导热求解,2学时;非稳态导热,4学时;导热问题的数值解法,4学时;对流传热的理论基础,4学时;单相对流传热的实验关联式,4学时;相变对流传热,4学时;热辐射基本定律及物体的辐射特性,4学时;辐射换热的计算,4学时;传热过程分析与换热器热计算,4学时。

2“传热学”教学中存在的问题

在教学过程中,学生普遍会反映“传热学”学习难度大。根据调查笔者认为难学的原因主要有以下几点:

(1)传热学本身内容涉及到的高等数学基础知识深而广,而且对传热的研究历史较长,前人总结了大量的概念、公式。例如在传热学的理论推导中经常用到微积分、泰勒展开、偏微分方程组的求解方法等。而且刚接触传热学的低年级学生在与高年级学生的交流中就会得到类似传热学特别难的印象,增加了畏难情绪。同时传热学内容分散,各主要部分相对独立。由于课时安排和教学大纲的限制,以学生为主体的研究性学习内容较少,以锻炼学生工程实践能力为目的的实验教学内容较少,使得学生缺乏分析和解决实际问题的能力。

(2)在对流传热内容的学习过程中,由于其牵扯到流体力学的纳维斯托克斯方程,而n-S方程本身就是流体力学学习的难点,所以大大增加了对流传热的复杂性。特别是关于湍流流态的对流传热和相变对流传热,目前还不能从理论上推导出实际情况下的努赛尔数计算公式,大部分都是使用经验关联式的状态。学生会感到难以理解。

(3)在传统的单向灌输式教学中,教师与学生之间的互动较少,很难激发学生的学习兴趣和独立分析解决问题的意愿。同时部分学生学习态度不够好,怕吃苦不努力,对新的课程未作预习,课后也没有独立完成作业和复习。学生对传热学的基本原理未能深刻理解,而是停留在机械记忆的层面上。

(4)期终考试采用传统的闭卷考核方法不够合理。为了应对考试,学生复习时认真推导公式,多做习题,但传热学这门课程的概念多、方程多、经验公式多,学生无法全部背出。对考试的命题范围有很大的限制。同时也不利于培养学生的独立思考能力,更无法对学生是否达到卓越工程师的要求进行考查。

3教学方法的探讨

3.1调动学生学习的积极性

兴趣是最好的老师,如果学生缺乏学习的兴趣,必将只能为了应付考试而机械记忆,更不可能做到运用学习的知识来解决实际中的问题。而调动学生的积极性,要从第一节课始,到最后一节课终。在一开始给学生介绍传热学这门课程时,可以通过图片展示传热学知识在传统工业、高新技术、节能环保和日常生活中的应用。在授课过程中,将授课内容与日常生活中的现象以及在建筑、冶金、化工、航天等行业的广泛应用结合起来。比如在讲授临界热绝缘直径内容时,先以生活中的现象为例,提问是不是冬天带上手套就一定能起到保暖的作用。再引申到在工业管道外部附加保温层是否就一定能达到保温的效果。学生通常都会想当然地认为是。这时以电线散热等实例说明附加保温层后散热量并不一定减少,甚至有时会起到增强散热的效果,这会大大激发学生的好奇心和探求原因的欲望。在明白了机理后,学生会深刻地理解和记忆能否保温还得看绝热层外径的大小,当绝热层外径小于临界热绝缘直径时起不到保温的作用,相反可以增强换热。再如对于能源与环境系统工程专业来说,空调系统中最重要的两个部件是蒸发器和冷凝器,都为相变对流换热器。其中蒸发器中制冷工质沸腾吸热,冷凝器中制冷工质凝结放热。其换热的机理都来自教材中相变对流传热章节。在该章节讲述之前,可以从学生们日常中经常接触的空调系统为引入点,提起学生的学习兴趣。这样能够激发学生的学习主动性与积极性,加深他们对知识的理解和掌握程度,增强他们分析问题和解决问题的能力,有利于他们学习能力的提高和创造性思维的培养。

3.2优化组合教学方法和手段

教学方法是多种多样的,如发现式、启发式、提问式和讨论式等。不同课程采用的教学方法不同,即使是同一节课,也往往需要采用多种教学方法。同时在教学过程中采用现代化的电子技术和信息手段,包括光学媒体、音响媒体、计算机教学系统和各种教学软件的应用。这样可以使课堂教学包含更大的信息量,同时对实践教学的不足给予一定的补充。但要避免出现杨叔子院士列举的多媒体教学中多种错误形式和问题,如:“照屏宣科”、“人幕分离”、“对屏讲解”、“快速浏览”等。更不能将ppt变成“骗骗他”。

3.3教学内容和实际实践相联系

在教材的选择上,本课程选用杨世铭、陶文铨所编的高等教育出版社的《传热学》(第四版),该书在内容上由浅入深,循序渐进,在介绍基础知识的同时,也积极反映了传热学发展的前沿知识,如纳米传热学的基本知识等。该教材包含典型的例题与习题,对较为复杂的实际问题进行了详尽的分析,十分接近工程实际。但随着传热技术的发展和其他学科之间的交叉程度大大提高,许多新的研究手段得以出现。传热技术的工程应用领域进一步扩大,也因此使得传热学的内涵得以丰富。随着能源学科和相关行业的发展,需要不断更新教学内容,使学生接收到最新的知识内容。因此在教学内容的选择上,适当删减了一些比较繁琐的数学推导内容,如非稳态导热中一维无限大平板分析解的推导过程。此外也增加了一些传热技术新发展的内容,如微尺度的传热等内容。同时在教学中要注重培养学生的工程观点以及工程实践能力。工科院校的教学必须注重学生工程实践意识的培养和工程设计能力的训练。

3.4改进实验教学

传热学的实践性很强,像一些复杂的传热问题的规律都是通过实验总结提出。当前,我校传热学的实验教学上对学生的实践创新能力的锻炼还有所欠缺,比如课时安排较少,实验教学内容不够丰富,大部分内容依然是基于课堂所讲知识而进行的验证性实验。再如实验教学设备和仪器数量不多,往往多人一机,不少想体验实验过程提高动手能力的学生未能得偿所愿。因此,对于传热学教学十分重要的实验教学需要加以改进,除了巩固课堂授课的内容以外,还应该注意培养学生的实际动手能力、综合设计能力和总结归纳能力。传热学的课内实验可不仅仅局限于验证性实验,同时应增加开放性、综合性的实验内容。以期提高学生的综合分析能力和解决问题的能力。

3.5改进考核模式,注重考查学生能力

针对闭卷考核方式的不足,同时避免开卷考试带来学生的惰性和依赖性,我们尝试在考核成绩的最终评定时,采用平时成绩加考试成绩的形式。平时的课堂表现、互动参与情况、作业占总成绩的30%,考试成绩占总成绩的70%。提高课堂互动讨论中的表现占平时成绩的比重,以促进学生的参与度。同时对试卷的命题范围可以尝试参考大学英语四、六级考试,即将试卷分为a、B两部分。其中a部分主要考核学生对基本概念、基本方程、基本原理的掌握情况,采用闭卷的方式要求学生在一定的时间内完成并上交;B部分主要考核学生应用传热规律解决实际问题的能力,主要是实验关联式的应用,采用开卷形式。

4结语

工程热力学总结篇9

[摘要]文章分析了广西热能动力类高技能人才队伍发展现状和存在问题,针对广西全面实施工业兴桂战略,大力发展资源型工业,调整优化产业结构等战略举措对高技能人才队伍建设的形势要求,提出了热能动力类高技能人才培养的对策和建议。【论文关键词】热能动力高技能人才高职随着中国—东盟自由贸易区的逐步建立和广西北部湾经济区的开放开发,广西的发展进入新时期。加快推进工业化,是建设富裕广西、实现跨越式发展的关键。《广西壮族自治区国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中提出了全面实施工业兴桂战略,做大做强优势支柱产业,改造提升传统产业,打造知名品牌,优化工业布局。大力发展电力、铝业、制糖、钢铁、化工、林浆纸、锰业、建材等资源型工业,形成产业集群,促进结构优化升级,推进工业化进程。从区域经济和相关产业发展的角度来看,这不仅需要大批专门人才和拔尖创新人才,而且需要大量熟练掌握专门技术,具有精湛操作技能的热能动力类高素质技能人才。通过对当地相关企业的调研,我们深刻地认识到尽快培养造就一支与地方经济社会发展相适应的高技能人才队伍,已经成为当务之急,高等职业院校应该加强高技能人才培养的研究和探索。一、广西热能动力类高技能人才建设的主要问题随着经济发展对高素质劳动者的需求日趋强劲,广西高技能人才队伍建设得到了社会的广泛关注,培养规模不断扩大,热能动力类高技能人才队伍建设有了较快的发展。但从未来的发展需求来看,广西热能动力类高技能人才建设却仍然存在下面问题。1.高技能人才数量短缺,与加快工业化进程的要求不相适应。广西要实现经济起飞,缩小与发达地区的差距,关键在工业,推进工业化是带动广西经济增长的主导。当前广西正处于经济发展的转型期,很多企业已经由粗放型向集约型转化,随着科学技术的不断进步,大批低技能岗位正日益转化为高技术含量的岗位,急需一大批适应新要求的新型技能人才。目前广西的高技能人才总量严重不足,与经济社会发展需求仍然存在很大缺口。根据《广西人才开发目录》,未来几年,预计广西重点产业每年热能动力类高技能人才缺口将达到2000名。2.高技能人才存量不足,比例明显偏低。调查表明,热能动力类高技能人才仅占该类技术工人总量的5.9%,从经济社会发展规律来看,高技能人才所占比例必须在15%以上才能真正实现科学技术向生产力的转化,形成良好的生产力循环系统。相比较而言,差距明显。按照广西《广西人才发展“十一五”规划》,到2010年,高技能人才占持证技术工人总数比例达10%以上,也还有很大发展空间。3.高技能人才结构不合理,突出体现在年龄、学历上。据对相关企业调查,年龄在35岁以下的高技能人才仅占技能型人才总量的27%,45岁以上的占45%。高技能人才面临断层的危险,随着老一代高技能人才退休,许多企业一线将面临阵前缺良将、后继无能人的窘境。在学历构成上,初中及以下学历的技师占29%,大专学历占9%。大量低学历技能人才难以满足高新技术发展的需要。高技能人才的短缺以及在年龄、学历上的结构性矛盾,已成为严重制约广西产业结构调整和推进工业化进程的瓶颈。二、职业院校热能动力类教育发展现状与问题1.职业教育培养总量小。“十五”时期,广西高职教育发展势头良好,高职高专教育新增了不少专业和专业点。但从整体来看,“十五”时期广西高职专业结构中与第三产业相对应的专业仍然偏大,专业设置结构不能尽如人意,“轻型”专业居多,“科技”含量不大,与广西加速“工业化”发展的要求有较大的差距,热能动力类相关专业的

工程热力学总结篇10

关键词:高职服装专业服装工艺课程教学设计

一、课程基本信息

二、课程定位

(一)、市场需求分析

根据中国服装人才网服装职场指数风向标数据资料显示,企业需求最热的职位,分别为:2014年,从全年整体看,女装设计师、设计师助理、外贸人员、技术人员,各别月份出现了童装设计师、CaD;2015年,从全年整体看,设计师助理、CaD/制板/样板师、QC质检,各别月份出现了女装设计师;2016年,1月份-5月份,均为设计师助理、CaD/制板/样板师、QC质检。

企业需求最热职位所在的城市分别为:2014年,从全年整体看,广州、北京、杭州,各别月份出现了东莞、苏州、上海;2015年,从全年整体看,杭州、上海、广州,各别月份出现了北京;2016年,1月份-5月份,杭州、上海、广州,各别月份出现了东莞、北京、苏州、宁波。

从近二年半看,尽管企业对热门职位需求以及热门职位所需城市是有波动、有变化的,但是从总体趋势上来说,企业对热门职位的需求主要集中在设计师、CaD/制板/样板师、QC质检,企业对热门职位需求所在的城市主要集中在一线城市,比如广州、杭州、上海,服装行业发达、发展迅猛的南方城市,比如东莞、苏州。

(二)、人才需求分析

根据中国服装人才网数据资料显示,人才选择最热的职位分别为:2014年,从全年整体看,设计师助理、制板/样板师、女装设计师;2015年,从全年整体看,设计师助理、CaD/制板/样板师、女装设计师,各别月份出现了生产厂长;2016年,1月份-5月份,设计师助理、CaD/制板/样板师、女装设计师,各别月份出现了生产厂长。

人才选择最热职位所在的城市分别为:2014年,从全年整体看,广州、杭州、深圳,各别月份出现了上海;2015年,从全年整体看,杭州、上海、广州,各别月份出现了北京、深圳;2016年,1月份-5月份,杭州、北京,各别月份出现了上海、广州。

从近二年半看,尽管人才所选热门职位以及所选热门职位所在城市是有波动和变化的,但是从总体趋势上来说,人才所选择的热门职位主要集中在设计师、CaD/制板/样板师、女装设计师,人才所选择热门职位所在的城市主要集中在一线城市,比如广州、杭州,服装行业发达、发展迅猛的南方城市,比如深圳、上海。

(三)、岗位分析

1、专业岗位分析

2、课程面向岗位分析

三、课程设计思路

以市场需求、岗位要求为基础,以人才需求为引导,以仿真竞赛式项目为教学模式,坚持理论与实践相结合,变书本知识为动手操作能力,从而激发学生的学习和竞技兴趣,培养学生竞赛实战能力和临场应变能力,提升学生的职业技能。

四、课程目标

(一)、总体目标

本课程总体目标,是为了指导学生将书本知识与实践操作技能有机的给合起来,从理性与感性两方面去领会服装工艺基本规律,达到识图做衣能力。缩小与同类大专院校在全国职业技能大赛竞技水平的差距,并最终为踏入社会适应工作岗位需求打下良好的基础。

(二)、具体目标

1、知识目标

通过本门课程的学习,使学生能够将人体结构、人体工学原理、结构设计、美学、造型学、材料学、力学、数学等方面的知识进行有机结合。

2、能力目标

培养学生识图能力;增强学生结构设计(打板)能力;提高缝制各种服装的能力;注重对学生创新能力的培养。

3、素质目标

培养学生吃苦耐劳的精神;增强学生强健体魄;提升学生人文素养和文化底蕴;要关注学会做人、学会做事、终身学习等职业态度的养成和快乐工作的职业情感培育[1]。

五、教学内容设计

六、课程教学进度表

七、职业能力训练项目

八、课程教学方法

本课程在教学过程中,运用的教学方法有任务驱动法、启发式互动法、项目导向法、角色扮演法、案例法、分组讨论法、模拟仿真法、实物演示法、讲授法等。

九、教学手段

教学手段采用多种形式。在教学过程中,采用以多媒体为主要教学手段,配合运用ppt、图片、视频、网络资源、案例等形式,使学生能够掌握服装工艺制作过程的操作方法、工艺流程、质量标准,找出可能出现的问题、分析问题和解决问题。

十、课程考核方案

(一)定性考核

1、学生基本学习素养:包括出勤、课堂表现、学习态度、作业完成、沟通能力、团队协作能力。占考核成绩30%。

2、能力训练成绩:主要考核学生动手能力、应变能力以及综合项目的完成情况。占考核成绩40%。

(二)定量考核:主要考核学生立裁、制板、成衣,占考核成绩30%。

十一、教材的选用

教材应选择既符合市场需求、岗位要求,又符合学生实际特点和学生需求,又能满足技能大赛要求和提升学生动手操作能力的高职高专教材。