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热能动力工程论文精选(九篇)

热能动力工程论文

第1篇:热能动力工程论文范文

关键词:动力工程及工程热物理;全国优秀博士论文;全国百优;研究生培养

中图分类号:G643 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)26-0044-02

动力工程及工程热物理学科是与能源转换和利用紧密相关的一级学科,下设工程热物理、热能工程、动力机械及工程、流体机械及工程、制冷与低温工程、化工过程机械6个二级学科。是国民生产生活和科学、文化活动的动力之源,也是社会日常生活的必要保证。能源动力科学与材料科学、信息科学一起,构成了现代社会发展的三大基本要素。

动力工程及工程热物理的理论与技术应用于交通、工业、农业、国防等领域,与此相适应,如何培养21世纪社会需要的能源动力类及相关专业人才,是每个大学相关专业以及每位从事该专业教育的工作者亟需解决的重要问题,尤其是代表本专业高水平人才培养的博士研究生的培养更是重中之重。

全国优秀博士学位论文是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020年)》,提高研究生培养质量,鼓励创新,促进高层次创新人才脱颖而出的重要措施。因此,衡量博士研究生培养质量的指标之一就是全国优秀博士学位论文。下面以1999年至2013年动力工程及工程热物理全国优秀博士学位论文为基本素材,[1]分析讨论本学科的研究生培养的发展现状及趋势。

一、授予单位比重分析

从1999年到2013年,共有28篇动力工程及工程热物理学科的博士论文入选全国优秀博士学位论文,他们来自西安交通大学、浙江大学、清华大学、哈尔滨工业大学、东南大学、上海交通大学、江苏大学和海军工程大学等8所高校,各高校所占百分比如图1所示。

从图1中可以看到,占比由高到低依次是:西安交通大学29%,浙江大学25%,清华大学、哈尔滨工业大学和东南大学各占11%,上海交通大学7%,江苏大学和海军工程大学各占3%。除江苏大学和海军工程大学之外的其余6所高校都被列为国家“985”和“211工程”高校,占75%。据此可以看出“985”和“211工程”高校具有很强的竞争力。

西安交通大学、浙江大学、清华大学、上海交通大学和哈尔滨工业大学的动力工程及工程热物理都是一级学科国家重点学科,东南大学的热能工程和江苏大学的流体机械及工程是二级学科国家重点学科。依托“985”工程建设及国家重点学科优势,上述学校及学科几乎囊括了所有入选动力工程及工程热物理学科的全国优秀博士学位论文。由此可见,“985”工程建设及国家重点学科建设对提高博士生培养质量,促进高层次创新人才脱颖而出方面的重大意义和作用。

此外,北京是国家政治经济文化中心,上海、江苏和浙江是经济发达地区,汇聚了大量的相关人才。优秀生源充足,这一优势也是对提高研究生培养质量方面起到促进作用。

二、学科比重分析

表1 工学及动力工程及工程热物理占比

全国优秀博士论文在学科门类分布上主要集中在工学、理学、医学三个门类,其中工学包含动力工程及工程热物理在内的21个学科类,共79个专业。历年工学入选全国优秀博士论文的具体数据如表1所示,平均每年入选论文占入选总数的37.9%,同时,全国优秀博士学位论文获奖总数在所有大学科中排名第一。

图2是本一级学科优秀博士论文在所有学科优秀博士论文中所占比重的柱状图。从图2中可以看到,1999~2001年动力工程及工程热物理占比出现较大下降,2001~2003年占比又逐年上升,2004年到2006年占比回落到1%左右,2007年到2009年期间波动比较大,2009~2012年则稳定在2%附近,2013年占比达到3%。

参考本学科优秀博士论文在工学学科中所占比重及工学在全部学科中占比的柱状图(图3)。可以看出,工学占比虽然略有波动,但大体而言比较平稳,维持在38%左右,本学科在工学中的占比在3.8%左右波动。

通过分析可以发现西安交通大学和浙江大学对本学科全国优秀博士学位论文的占比影响较大,本学科在工学中占比较高的1999年、2003年、2007年及2013年上述两高校均有入选论文,而本学科在工学中占比较低的2001年、2002年和2008年则上述两高校均没有入选论文。

由此可以看出,相对而言,两校是本学科研究生培养质量和水平的领头羊,在学科内具有重要的地位和影响力。

三、论文影响因子分析

影响因子是测度期刊有用性和显示度的指标之一,同时也是测度期刊的学术水平,乃至论文质量的重要指标之一,所以对于论文影响因子的分析就显得非常必要。

图4是动力工程及工程热物理学科全国优秀博士学位论文获得者在攻博期间发表的论文(注:这里只统计优博获得者作为第一作者的论文)的影响因子的分布图。

从图中可以看到,本学科高影响因子的论文数量偏少,在统计分析的105篇论文中,影响因子超过3.5的有8篇,占总数的7.62%;影响因子在3.0~3.5之间的论文有7篇,占总篇数的6.67%;影响因子在2.5~3.0之间的论文5篇,占总篇数的4.76%;影响因子在2.0~2.5之间的论文有30篇,占总篇数的28.57%;影响因子在1.5~2.0之间的论文有7篇,占总篇数的6.67%;影响因子在1.0~1.5之间的论文3篇,占总篇数的2.86%;而影响因子低于1.0的论文数量为45,占总篇数的42.86%,占比还是比较大的。

本学科的高影响因子论文偏少与本学科领域的研究特点有关,由于本学科是传统的工科学科,研究的新兴热点相对理学学科不会太多。因此与大多数工学学科一样,整体学术刊物的影响因子不会太高。因此,大多数全国优秀博士论文的研究发表在影响因子低于1.0的学术刊物上。同时,由于全国优秀博士学位论文评审强调创新性,这可以通过在高水平高影响引因子的学术刊物上有若干代表性的工作发表来体现,这样的代表性论文不会太多。因此,本学科优秀博士论文在影响因子3以上的学术刊物上发表的论文并不多。

四、二级学科及作者性别分析

1999年至2013年,获全国优秀博士学位论文的动力工程及工程热物理学科的28位作者中,有14人在博士期间攻读工程热物理,占到优博论文作者的一半;攻读热能工程的有6人,占比为21%;4人攻读制冷及低温工程,占比是14%;2人攻读流体机械及工程,占比7%;能源环境工程和动力机械及工程的各一人,分别占比4%。各专业所占比例如图5所示。

同时在这28人中,男性人数25,占总人数的89%。女性人数3人,仅占总人数的11%,男女比例差距较大。

由此可以发现,若假设所有优秀博士论文作者具有相当的智力水平和勤奋程度,其导师的指导水平也相当,则可说明工程热物理二级学科最有可能产生创新性的研究。或者说,该二级学科由于涉及学科的基础理论问题较多,研究偏基础,产生创新性突破的可能性相对其他二级学科较大。此外,男性优秀博士作者数远较女性作者大,则说明了本学科男性在开展创新性研究工作中的普遍表现高于女性。

五、指导教师分析

本学科28篇动力工程及工程热物理学科的全国优秀博士学位论文是在22位博士生导师的指导下完成的。这22位指导教师中,有17人指导出1 篇全国优秀博士学位论文,4人指导出2篇全国优秀博士学位论文,1人指导出3篇全国优秀博士学位论文。

表2是历年指导教师的平均年龄。这22位导师指导的博士学位论文第一次被评为全国优秀博士学位论文时的平均年龄是57.5岁。50~59岁和60~69岁这两个年龄段的人数最多,分别是5人和10人,其次是40~49岁的有3人,70~79岁的有2人,40岁以下的有1人。

由此可见,从全国优秀博士指导教师所指导优秀博士数可以看出其在本学科领域内的学术水平和指导研究生的能力;同时,大多数年份的指导教师平均年龄在60~66岁,可以看出一般这个年龄段的研究学者其学术水平和造诣容易达到最高点。

六、总结

本文通过对本学科入选全国优秀博士学位论文相关情况进行分析,获得了本学科高层次研究生培养方面的整体情况。如本学科高水平研究生培养情况及分布,“985”工程及国家重点学科建设对提高研究生培养方面的贡献,本学科在工学及其他学科中的相对水平,本学科的高水平论文影响因子分布,二级学科的特点以及研究生导师的年龄分布等相关情况。使读者能够通过本文了解本学科高水平博士研究生培养的基本现状,为相关人员制订合理学科发展规划,提高研究生培养质量方面提供有益启示。

参考文献:

第2篇:热能动力工程论文范文

【关键词】热能动力机械;现状;发展走向

中图分类号:F407.42 文献标识码:A 文章编号:

一、前言

当热能转换成动力,并且应用在人们的生产生活中时,不仅改变了人们的生产与生活的方式,而且为资源能源的可持续利用、高效利用提供了空间。热能动力机械以其科学性和先进性亟待在人们的生产实践中有着更大范围内的应用。

二、热能动力机械专业的适应方向

无论日常生活,还是工农业生产;无论交通运输,还是航天领域,都离不开动力。热能是这些动力的主要来源之一,如冬天燃煤取暖是利用煤燃烧所产生的热能;火箭发射人造地球卫星利用的动力来自燃料燃烧所产生的热能;蒸汽机车牵引火车的动力来自于蒸汽的热能;热电厂所产生的低品位蒸汽供给工厂热能,在寒冷地区提供暖气;动力设备产生的废热用作制冷动力等。热能除了能被直接利用外,还可以通过转换装置变成电能,得以更广泛地利用,如火力发电、核能发电等。该专业的主要适应方向有:

(一)适应火力发电、核能发电行业。任何一家火力发电厂都是利用锅炉将化石燃料的化学能转化为蒸汽的热能,利用汽轮机将蒸汽的热能转化为机械能带动发电机发出电能;锅炉、汽轮机及其热力系统的运行,由热工测量设备进行测量和监视,由自动化装置实行自动控制。核能发电除利用受控核裂变反应所释放的热能将水加热成蒸汽不同于火力发电外,其它生产过程基本上同于火力发电。湖南橡胶厂、冷水江铁厂等大企业的自备电厂的生产过程亦同于火力发电厂。

(二)适应于石化行业。炼油厂、化肥厂、制碱厂、维尼纶厂等企业,都必须有热动力设备产生热动力来满足生产的要求,如工业锅炉、换热器、泵与风机等动力设备。

(三)适应于冶金行业。冶金行业需要大型的热动力设备,如高炉所需要的热空气由锅炉产生再由风机送到高炉中去。

(四)热力设备的设计和生产制造行业。修完本专业的全部课程后,具备一定的设计和生产制造能力。

(五)制冷行业。大型制冷设备的动力来源于锅炉所产生的热能,制冷工质的循环理论同于热动力工质循环理论,制冷专业与热工专业实际上是相关专业。

(六)船舶工业。舰艇、轮船多以锅炉产生蒸汽,以汽轮机为原动机带动船桨推动舰船航行。

(七)航天领域。运载火箭的推力是通过燃料燃烧,产生巨大的热能推进火箭升空。

(八)建材生产行业。如水泥、玻璃、陶瓷等的生产。

(九)服务行业。现代宾馆、酒楼的采暖通风、供水供汽的动力设备的生产与管理。

(十)适用于热能动力设备的生产、技术管理工作。

(十一)适应于其它需要热动力的行业。以上说明,凡是涉及到热动力的行业,都需要热能动力工程专业人才,意即该专业具有广泛的适应性。

三、热能动力机械专业的高技术性

大型的热能动力设备,系统非常复杂,集机械、电力、电气、电子、液压、计算机等多学科于一体,自动化程度很高。从生产上来看,热力设备的运行基本上实现了自动、远动控制和计算机监视。全计算机控制已基本实现,并是今后的发展方向。火电厂的锅炉、汽轮机及其辅机的运行,早已是自动控制或远动操作,新建的大型火力发电机组应用了计算机控制,如30MW汽轮发电机组,正常运行时锅炉产蒸汽量在100t/h以上,锅炉本体的高度超过som,燃煤达10t/11以上,若用人力来烧这样的锅炉是根本无法实现的,但是采用集散控制系统,实现全计算机控制,一台锅炉有两名操作人员就够了。对于工业锅炉,亦采用机械进煤的方式,运用自动或远动控制其运行。冶金、化工等行业的热力设备,也具有相当高的自动化水平。可见,热力设备的运行,采用了大量的高尖技术。热力设备一般在高温高压的条件下工作,要搞好热力设备的安全运行,必须经常地进行维护和定期的大小修,为了提高热能利用效率,必须利用新技术对设备进行技术改造,利用先进管理手段进行管理,因此,需要既有理论知识又有丰富实践经验的工程技术人员。

四、我国的热能动力工程发展现状

我国能源动力类热能与动力工程专业形成于20世纪50年代。当时受苏联教育体制的影响,专业分割很细。在热能与动力工程专业中就先后包括锅炉、电厂热能、内燃机、涡轮机、风机、压缩机、制冷、低温、供热通风与空调工程、冷冻与冷藏、水能动力工程、水电站动力装置、水电站动力设备、水能动力及其自动化、机电排灌工程、水能动力与提水工程以及工程热物理等几十个小专业,形成了以工业产品生产引导高等学校人才培养目标的基本格局,一定程度上与我国当时的发展相互适应。随着改革开放,我国国民经济体制发生很大的变化。社会对人的培养提出了新的要求。为了适应这种要求,1993年7月国家教委颁布的普通高等学校本科专业目录,将几十个小专业压缩为9个专业,即热能工程、热能工程与动力机械、热力发动机、制冷及低温工程、流体机械与流体工程、水利水电动力工程、工程热物理、能源工程和冷冻与冷藏。1998年教育部颁布的新专业目录进一步将以上9个专业合并为1个,即热能与动力工程专业。从原来的几十个专业合并为1个专业,全国现在有120多所高校设有热能与动力工程专业。热动主要研究热能与动力方面,是跨热能与动力工程、机械工程等学科领域的工程应用型专业。热动主要学习机械工程、热能动力工程和工程热物理的基础理论,学习各种能量转换及有效利用的理论和技术。本专业涵盖的产业领域十分广泛。能源动力产业既是国民经济的基础产业,又在各行各业中有特殊的应用,也是国家科技发展基础方向之一。能源动力领域人才教育的成败关系到国家的根本利益。随着我国市场经济的建立,社会需求和经济分配状态的变化、科技发展的趋势、对本专业的生源、就业等形成了挑战,更是热能动力专业教的关键。同时,热动还是现代动力工程师的基本训练,可见热动是现代力工程的基础。

五、热能动力工程的发展方向

(一)热能动力及控制工程方向(含能源环境工程方向

主要掌握热能与动力测试技术、锅炉原理、汽轮机原理、燃烧污染与环境、动力机械设计、热力发电厂、热工自动控制、传热传质数值计算、流体机械等知识。

(二)热力发动机及汽车工程方向

掌握内燃机(或透平机)原理、结构,设计,测试,燃料和燃烧,热力发动机排放与环境工程,能源工程概论,内燃机电子控制,热力发动机传热和热负荷,汽车工程概论等方面的知识。

(三)制冷低温工程与流体机械方向

掌握制冷、低温原理、人工环境自动化、暖通空调系统、低温技术学、热工过程自动化、流体机械原理、流体机械系统仿真与控制等方面的知识。使学生掌握该方向所涉及的制冷空调系统、低温系统,制冷空调与低温各种设备和装置,各种轴流式、离心式压缩机和各种容积式压缩机的基本理论和知识。

(四)水利水电动力工程方向

掌握水轮机、水轮机安装检修与运行、水力机组辅助设备、水轮机调节、现代控制理论、发电厂自动化、电机学、发电厂电气设备、继电保护原理等方面的知识,以及水电厂计算机监控和水电厂现代测试技术方面的知识。

(五)热能动力机械中工业炉的发展

工业炉是工业加热的关键设备,广泛应用于国民经济的各行各业,量大面广,品种多,影响极大。据不完全统计,全国12个行业县以上企业,工业炉装备11万台以上,机械行业占7.5万台(占炉窑总数66%)。工业炉中燃料炉约6万台,占炉窑总数55%以上,电炉绝5万台。工业炉是耗能大户,能耗占全国总能耗的1/4,占工业总能耗的60%。工业炉中燃料炉能耗占工业炉总能耗的92%,其中固体燃料约占70%,液体燃料绝占20%,气体燃料仅占工业炉总能耗的8%左右。可见燃料炉在我国工业炉中起着举足轻重的作用。

(六)热能动力机械在能源方面的发展

热能动力工程在能源方面的发展热能与动力工程专业将重点围绕国家能源战略,以“新能源、核能、智能电网、常规能源、节能减排”为主线,培养能适应国家能源领域(尤其是电力行业)快速发展要求的高级研究应用型人才。能源是人类社会赖以生存和经济可持续发展的重要物质基础。纵观人类社会发展的历史,人类文明的每一次重大进步都伴随着能源的改进和更替。能源的合理开发和有效利用极大地推进了世界经济和人类社会的发展。我国经济的高速可持续发展同样离不开能源,目前我国是世界上第二位能源生产国和消费国。能源供应持续增长,为经济社会发展提供了重要的支撑。

八、结束语

综上所述,随着自身的发展以及在控制工程、汽车工程、水利水电工程、工业炉以及能源方面的应用,热能动力机械将会释放出更大的生产力,极大的带动经济的发展和社会节能理念的转型。

参考文献

第3篇:热能动力工程论文范文

关键词:卓越工程师;传热学;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)11-0149-02

国家教育部于2009年决定实施的“卓越工程师教育计划”,是为顺应国际发展趋势,适应国家工业、企业需求,增强我国核心竞争力,建设创新型国家,走新型工业化道路,培养各类型工程师的重要决策。该计划要解决的重点问题是:企业一方面抱怨工科大学毕业生工程实践能力弱化、不适应企业要求等问题;另一方面又不愿意接受大学生实习,不愿意参与工程师培养。该计划旨在高校中培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。

传热学课程着重研究热量传递的规律和方法。[1]建筑环境与设备工程专业是土木工程专业下属学科专业,主要包含供热、供燃气、通风与空调工程、建筑给排水工程、建筑电气工程等几个方向,涉及的主要专业课程有暖通空调、制冷技术、流体输配管网系统、锅炉设备、热质交换等。从这些课程所讲授的内容看,传热学知识有着相当重要的地位,因此传热学是建筑环境与设备工程专业毕业生知识结构中的一门非常重要的基础课。随着我国高等教育教学改革的不断深化,在“重基础、宽口径” 的指导方针下,建筑环境与设备工程专业传热学的课时减少到原来的一半。如何在较少课时内培养学生用传热学的规律分析工程问题的能力,面对“卓越工程师”培养的传热学教学方法改革势在必行。[2]

下面结合笔者对建筑环境与设备工程专业学生进行传热学课堂教学的工作实践,谈谈卓越工程师背景下推进“热传学”课程改革的几点体会。

一、传热学课程教学现状及存在的问题

1.教材的内容结构

杨世铭等主编的《传热学》为比较经典的教材,该教材总体上体现了传热学这门应用性很强的基础课程的特点。教材主要包含热传导、热对流和热辐射三方面的内容。其中热传导部分相对简单,通过简化实际物理模型,运用高等数学的知识能够得到一般问题的分析解。而对流换热过程则相对复杂,该部分在实验研究的基础上总结出大量的图表和经验、半经验公式,运用时需区别不同情况带入不同的计算公式。对于此部分的学习学生感觉公式繁多、复杂,需强化记忆,且应用时经常选择错误的经验公式。辐射传热部分由于理论的抽象性以及辐射换热方程次数较高的问题,学生不仅对概念的掌握困难,辐射换热问题的求解亦有比较大的难度。总的来说,到目前为止传热学学科的发展中对于三种传热方式分析方法差别较大,连贯性不强,导致学生对课本知识的理解有些被动。且由于学时的减少,课上主要介绍三种传热方式的基本概念及方法,对综合性问题的分析、训练环节必然相应减少,导致学生分析和解决综合实际问题的能力缺乏。

2.教学方法和手段单一

传热学的教学中,目前多采用多媒体授课。多媒体授课方式相对于以前的板书授课方式虽然大大增强了学生的直观感受,通过图、文、声、像多角度调动学生的情绪、注意力和兴趣,但也存在许多新的问题。例如:对于重点公式的推导不够细致,通常忽略或者先于学生的反应便给出答案,学生无法真正领会推导过程;课上信息量大,只注重讲课进度,忽视学生接受程度,到头来学生收效甚微;与学生的互动缺乏,因为内容多,上课过程多是教师一人在上边喋喋不休,学生却在下面精神恍惚,特别是难度较大的章节,学生因为理解不了干脆放弃听讲,教师在讲台上唱独角戏,课堂气氛沉闷。

根据传热学课程现状及存在的问题,以下内容分别为笔者从教学内容、教学方法、考核方式等几方面进行的一些思考及尝试。

二、面对“卓越工程师”培养的改革

1.优化教学内容

正如教材中所述,最近几年,世界范围内科学技术的发展对于传热学课程的发展产生了积极的影响,也提出了新的挑战。尽管传热学的基本规律并无变化,但是研究手段的发展和工程应用领域的扩大进一步丰富了传热学的内涵。为了适应我国相关行业的发展,体现本学科的进展,要使学生学到最新的知识,必须不断更新教学内容,把最新的知识引入到教学中。因此在教学内容的选择上,考虑面对卓越工程师培养的目标,笔者适当删减了一些比较繁琐的数学推导内容,如一维无限大平板非稳态导热分析解的推导过程课堂上不再推导,直接给出最后解的表达形式,要求同学了解其物理意义即可;对于传统传热学中相对陈旧的内容也可根据情况做一些删减,例如管内湍流传热的齐德-泰特公式、米海耶夫公式、流体横掠管束的格里森公式等;此外,根据情况可以增加一些有关传热学新技术的内容,如微尺度传热内容、强化单相对流换热的纵向涡方法等,通过这些前言知识的渗透使学生了解目前传热学应用的热点技术,增加学习兴趣。

2.引入工程案例的教学方法

面对“卓越工程师”培养需加强基于工程应用的教学方法。传热学学习的最终目的是解决与传热有关的工程实际问题。教材中分析的主要问题都能够在工程实际中找到原型。对建筑环境与设备工程专业来说,空调系统中最主要的部件是两个换热器:蒸发器和冷凝器。其中分别发生的是制冷工质的沸腾吸热以及凝结放热过程,这两部分换热的理论基础分别来自于传热学课本中沸腾和凝结换热一章。为了增强换热器的传热面积,肋片的应用则增加了同学们对换热器表面不同结构的理解和认识。空调中冷量的载体―制冷剂在管路中的输送过程需要保温,经济保温层厚度的确定也离不开利用传热学知识的计算。此外,空调系统设计初期,计算维护结构的冷、热负荷时,建筑维护结构的热传导环节则多可简化为无限大平壁的稳态导热问题,与课本中重点分析无限大平壁的导热问题相对应,等等。因此,在教学工作中引入与本专业密切相关的典型案例,首先会激发同学的学习兴趣,让同学带着问题去理解、去学习。此外,融入大量实际案例也可以使同学对基础知识的理解更加深入,避免了单纯课本知识的枯燥无味。

3.讲解与讨论相结合的教学方式

提高学生学习效果的重要方法是让学生的学习从被动到主动。多媒体课件作为一种辅助手段,把抽象的事物用生动的语言和画面展现在学生面前,更加形象和具体,但讲解基础理论时,以板书为主的方式效果较好。

摒弃课堂上老师一言堂的局面,在整个学习过程中教师主动设置讨论环节。目前传热学作为建筑环境与设备工程专业研究生考试的专业课之一,许多时候专业课的复试是通过综合案例的分析来考查学生对传热学知识的掌握情况。因此,在本科生教学阶段就加强这方面的练习十分必要。例如在不同学习阶段,教师可以挑选某一综合的传热问题,让学生分成小组,分别通过查阅文献、分析和制订求解方案,最后以报告或论文形式提交不同的解决方案,让学生在课堂上进行汇报和讨论,最终获得大家认为较好的方案。期间避免教师完全控制讨论,教师应注意倾听学生的发言,并进行适当引导,使所有学生都参加讨论过这个过程。这样,让学生对传热学的学习从被动到主动,深切体会运用所学传热学知识解决实际工程问题的过程,增强学习兴趣,并能培养部分学生进行科学研究的能力。

4.CFD教学方法的应用

CFD(Computer Fluid Dynamics)是应用各种离散化的数值计算方法与计算机科学相结合来解决流动与传热问题的重要方法。对于典型情况下的传热问题,传热学课本中能够推导并以公式的形式给出某一特定物体的温度场,但对于几何形状或者边界条件复杂的传热问题,运用CFD技术获得其内部的温度场之后,再对其传热量进行分析,这种方式已经必不可少。因此,结合CFD的教学方法可以更形象、生动地展示特定复杂场景下的传热过程,增强学生学习的兴趣,运用巧妙的模拟方法又可以使学生加强对传热基本规律的理解和掌握。[3]

5.增加实践教学课程

传热学是理论与应用并重的课程,目前传统的授课却往往偏重理论。为提高学生的动手与分析能力,应增加形式多样的实践课程。例如:建立教学和实习示范基地,在学习过程中带学生到这些基地进行参观。例如到散热器或空调厂家,通过让学生参观各种形式的换热器,让学生感受到传热学知识与日常生活和工业生产的重要性;利用假期可以鼓励学生到这些示范基地进行短期实习,丰富实践经验的同时也加强了锻炼。笔者所在的学校就与大金、开利等空调公司建立了合作关系,也为学生的就业提供了很好的出路。此外,可以针对重要知识点开设实验环节,让学生亲自制订实验方案、获得并整理实验数据,最后运用理论方法获得不同条件下的实验规律等等。这样通过锻炼学生的动手能力,增强了工程师素质的培养。

6.考核方式改革

考核既是对教师课堂教学效果的检验,又会促进学生学习的效果。笔者曾经对传热学的考核方式尝试多次改革。目前,期末考试环节分成开卷加闭卷两个部分,其中开卷部分针对综合传热问题进行考核,着重考查学生综合分析问题的能力;而闭卷部分则重点考查学生对基本概念、定性分析方法的理解。此外,课程过程中穿插的小论文完成情况也会在平时成绩中体现。这样避免了单一环节失误导致学生成绩不理想而造成的心理负担,充分给予学生机会,也能够清楚了解到每个学生在不同方面的特长加以针对性培养。

三、结论

面对“卓越工程师”培养的要求,结合建筑环境与设备工程专业特点,本文提出了优化教学内容,引入工程案例的教学方法,讲解与讨论相结合的教学方式,应用CFD教学方法,增加实践教学课程,改革考核方式等传热学教学改革之方法,能够使学生学习从被动到主动,并培养学生在较少课时内用传热规律分析工程问题的能力。

参考文献:

[1]杨世铭,陶文铨.传热学[M].北京:高等教育出版社,2006.

第4篇:热能动力工程论文范文

热学课程论文教学形式与作用一、引言

《热学》是物理学中研究物质热运动及其有关性质和规律的一门分支学科,是物理学专业本、专科学生必修的专业基础课。《热学》课程在实验基础上,通过物理学的基本概念、基本原理、基本知识、基本思想和方法的引导,培养学生进一步学好物理学的兴趣,提高学生的自学能力、分析和解决问题的能力。其主要内容包括:分子动理学理论的平衡态理论、输运现象与分子动理学理论的非平衡态理论、热力学第一定律、热力学第二定律与熵、液态与固态、相变等方面的基本概念、基本理论和基本运算技能。通过本课程的学习,既要帮助学生迅速掌握大学的学习特点和规律,建立正确的学习方法,努力养成刻苦踏实、勤于思考的良好学风,又要为后继课程的学习作好业务、思想和心理上的准备,还要为学生毕业后从事有关科学研究、应用开发、教学工作等打下良好的基础。在目前《热学》课程的教学中,课程论文扮演着越来越重要的角色,探讨课程论文教学的相关研究课题也逐渐开始得到重视。课程论文要求学生在掌握物理学基本概念和基本规律的基础上,通过调查研究,适当了解这些基本概念与规律以及它们在生产技术、特别是高技术领域中的应用,注意培养学生理论联系实际的能力,培养学生对实际问题特别是当代物理学前沿以及当前高技术领域中物理问题的兴趣,引导和激励他们解决实际问题的愿望和责任感。教学方法的改进是课程教学改革的重要方面,在课程论文的实施过程中重视学生能力素质的培养,把课程建设的目标定位于造就新世纪人才,使学生终生受益。

二、课程论文的基础

课程论文实际上是对学生提出了更高的要求,因此,《热学》课程的教学应当把重点放在打好基础上。如果学生掌握的基础知识雄厚,基本功扎实,再加上广泛涉猎与深入钻研,专业课就能学得好,理解得深,在将来从事高新科技领域的创新工作时就上手快,回旋的余地也比较大。况且,“热学”课程在传授系统物理学知识的同时,还要培养学生掌握物理学中的思维方法与工作语言。这样,尽管有些基础物理知识从表面上看似乎并没被直接应用,但这却会影响到学生的工作方法、思维方式以至世界观,当他们以后从事科研与教学工作时会在潜意识深处起重要作用。总而言之,《热学》课程的基础还是基本概念、基本原理、方法,离开这些基础去谈课程论文就是无源之水、无本之木。

三、课程论文的形式

课程论文的形式灵活,不仅包括论文、调查报告,还包含有实验研究、实物制作等多种形式。在教学过程中,教师可以通过告知、提问等多种提示方式引导同学自行深入研究,常见的课程论文形式主要有以下几种。一是解题方法的探究,通过对一个例题或习题的多种方法求解,使得学生对相关概念、原理、方法掌握得更透彻;二是实验探究,例如,当讲解到气体玻一马定律与盖・吕定律知识点时,可以让学生自行设计相关实验来验证上述定律;三是调研报告,例如在讲解卡诺循环这一知识点时,可让学生调研、总结目前市场上热机的工作原理与工作流程等;四是理论模拟与分析,例如讲到相变这一知识点时,可以通过理论分析各种相的稳定性。五是合理的估算,例如气体动理学理论里输运现象中的气体黏度公式,查普曼和恩斯库格曾用不同的高深理论得到相同结果,它是个级数,由前几项可得系数约为0.499,而如果充分考虑速度住留的简便方法,很容易就得到此系数等于1/2,又如通过对小无极分子估算分子间力的有效作用距离与平衡距离的半经验公式,再如可以用标准大气模型中数以千计的数据,考虑地面凹凸不平的影响,可求出精度较高的大气粒子总数,然后与用均质大气模型、等温大气模型或者地面大气压强所得到的结果进行对比,从而总结出估算行星大气粒子总数的简便方法;目前“热学”课程中有一些概念和提法在学术界实际并未完全统一,有的甚至还是有争议的,例如:任意逆循环的制冷系数的定义,等热容过程与多方过程的差异,卡诺循环的概念以及回热式循环与非回热式循环,等等。遇到这些内容时,就在课程讲授中把各家的观点都原原本本地告诉学生,同时也介绍自己的看法,然后让学生独立进行研究,自由思考,自己做出合理的判断。

四、总结

《热学》课程论文的目的是使得学生通过热力学宏观定理与微观模型的学习,建立把宏观现象与微观模型进行联系的物理思想方法,掌握对事物的实验――理论――实践的认知规律,在此基础上,采用问题探讨与课程讲授、主题讨论与实践相结合的教学方式,以教学论文为载体,实现《热学》课程的互动研究型教学,重视学生能力素质培养,通过精心设计方案,全面加强各个环节,合理运用各种方法手段,形成视野开阔、理论联系实际的特色风格。用搞科研的态度对待教学,积极开展教学论文的教学,从教学有关领域挖掘课题开展科研,再把科研成果引入教学丰富教学内容,使教学与科研两者有机地相结合。教师在课程教学中引入了这些从教学有关领域挖掘课题开展科研所取得的成果,身教言传,课程里就会充满了研究与探索的特色和风格,使学生在学习课程的过程中逐渐受到熏陶,养成勤于思考研究、勇于提出自己独立见解的良好习惯,并为学生发展其科学研究能力和科学创新能力创造了良好的学术环境,使得学生发现问题、分析问题、解决问题的能力都能够得到进一步的提升。

参考文献:

[1]国家教育委员会.高等学校理科本科专业基本培养规格和教学基本要求(I).高等教育出版社,1992.59-60.

[2]张辉,陈振乾.“高等传热学“教学的改革实践[C].第四届全国高等院校制冷空调学科发展与教学研讨会论文集.2006.172-175.

[3]高崇伊.改革“热学“课程教学加强对学生能力与素质的培养[J].高等理科教育,2003,(3):34-38.

第5篇:热能动力工程论文范文

关键词:课程改革;教学体系;教学方法

中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)18-0054-02

“热工控制系统”是电厂热能动力工程专业培养工程科技人员的一门重要课程。为了满足电力教育的要求,适应电力工业的发展和科技进步,针对“热工控制系统”课程教学中存在的问题,对该课程进行了系统的建设和改革,力求取得更好的教学效果。

一、“热工控制系统”课程教学中存在的主要问题

国内“热工控制系统”的教学改革已进行了多年,但仍有许多问题未能从根本上解决,主要表现在:

一是“热工控制系统”课程的教学体系比较陈旧,现有的教学内容与科技进步脱节,实际工程应用当中所需的热工知识体系不完整。比如:“热工控制系统”课程现有的控制理论往往只介绍经典控制,而现在电厂热工控制系统当中所采用的模糊控制、自适应控制等新兴的控制技术都没有在课程中作相应的介绍,造成学生进入工作单位后对实际的控制系统不能很好的理解和掌握。

二是教学过程没有层次,未能充分体现和有效实施因材施教;课堂讲授过细,照本宣科,平铺直叙,没有给学生留出独立思考和分析问题的空间;在教学过程中,除了课本内容,没有对学生进行相应的科学研究的训练,学生科学思维方式和研究问题的能力没有得到充分的锻炼,未能最大限度地开发学生的智能。

三是“热工控制系统”的教学手段单一、实验设备比较落后,功能不齐全,多媒体教学的作用未能得到充分发挥,学生对学习“热工控制系统”的兴趣淡漠等等。这些问题严重地阻碍了“热工控制系统”教学质量的提高,使其在较低的层面上运作和徘徊,教学水平和效益自然比较低。

二、“热工控制系统”课程教学改革的探索与实践

1.教育思想观念的改革

“热工控制系统”课程的教学改革首先应当从更新教育思想观念入手。尊重和弘扬学生的主体意识,充分调动学生的积极性,培养具有科学素养和创新能力的人才应当是“热工控制系统”课程所倡导的新兴教育观念。因此,“热工控制系统”课程的教学体系、教学方法应当力求充分发挥学生的主观能动性和积极性,使他们学会学习、主动学习。从以“教为主导”向“学为主导”转变。在教学过程中应当进行分层次教学,对不同程度的学生分别对待:着重鼓励、帮助、督促基础较差的学生,加强启发引导,不断提高他们的学习兴趣和能力;对一些对“热工控制系统”课程兴趣比较浓厚、基础理论知识又比较扎实的学生,鼓励支持他们积极参与教师的科研项目,从中得到锻炼,使他们逐渐掌握从事科研工作的思路、方法,培养他们科学分析实际问题的能力,也给他们充分发挥自身能力的机会。

2.教学体系和内容的改革[1]

改革“热工控制系统”的教学体系和内容,注重理论方法、技术手段与工程实践相结合,使之内容较为新颖、齐全,体系较为完善。将教学体系分为基础理论和控制技术两部分。在基础理论中,除了介绍经典控制理论之外,将自适应控制、推理控制、预测控制、模糊控制等近年来新兴的控制理论和技术知识引入教学内容中,加强经典控制理论和新兴控制思想的相互渗透,使学生不仅认识到经典控制理论的历史贡献,而且能体会到新兴控制思想在今天科技进步中的地位和作用。对于控制技术这部分内容,在介绍单元机组负荷、燃烧、给水、汽温等控制系统的过程中,针对现代大型机组非线性、时变性、耦合性和不确定性等特征,常规控制方案往往难以取得满意控制品质的问题,将新兴控制策略、控制方法在工业生产系统中成功应用的经典范例加入教学内容中,使学生在“热工控制系统”课程学习的过程中更贴近实际问题,从而开阔学生的视野。

3.教学方法的改革

“热工控制系统”课程的教学方法改变以前教师唱“独角戏”的枯燥教授方式。采用学生讨论、教师启发等新颖的教学方法。教师的主要精力集中在对基本概念、基本思想、基本计算方法的讲授上。在学生掌握了这些基本理论之后,其他内容引导学生来完成。在组织教学时,对内容的难易程度、教学要求的目标高低和教师的指导程度进行必要的区分,比如:教学内容按照“了解内容”、“理解内容”和“掌握内容”对学生提出目标要求;对于了解的内容,教师在提出明确的教学要求后让学生自学,学生通过看课本、上网或到图书馆查找资料在课前提前消化、巩固和掌握,上课时由学生介绍所了解的内容,教师进行补充、总结。这样既锻炼了学生的自学能力,又强化了学生自己获取知识的意识。而对于“理解内容”和“掌握内容”、难度比较小的部分,教师只介绍相关基本理论,具体应用采用学生讨论等方式由学生独立完成;难度比较大的部分,教师在介绍基本理论之后,采用启发、引导的方式带领学生进行应用方面的练习,并布置相关的作业由学生独立完成。这种教学方式能够引导学生在学习中有一种“爬楼梯”的感受,激励学生向高一层看。同时加大了教学内容的跨度和信息量,提高了教学效率。

第6篇:热能动力工程论文范文

论文关键词:课程改革;教学体系;教学方法

“热工控制系统”是电厂热能动力工程专业培养工程科技人员的一门重要课程。为了满足电力教育的要求,适应电力工业的发展和科技进步,针对“热工控制系统”课程教学中存在的问题,对该课程进行了系统的建设和改革,力求取得更好的教学效果。

一、“热工控制系统”课程教学中存在的主要问题

国内“热工控制系统”的教学改革已进行了多年,但仍有许多问题未能从根本上解决,主要表现在:

一是“热工控制系统”课程的教学体系比较陈旧,现有的教学内容与科技进步脱节,实际工程应用当中所需的热工知识体系不完整。比如:“热工控制系统”课程现有的控制理论往往只介绍经典控制,而现在电厂热工控制系统当中所采用的模糊控制、自适应控制等新兴的控制技术都没有在课程中作相应的介绍,造成学生进入工作单位后对实际的控制系统不能很好的理解和掌握。

二是教学过程没有层次,未能充分体现和有效实施因材施教;课堂讲授过细,照本宣科,平铺直叙,没有给学生留出独立思考和分析问题的空间;在教学过程中,除了课本内容,没有对学生进行相应的科学研究的训练,学生科学思维方式和研究问题的能力没有得到充分的锻炼,未能最大限度地开发学生的智能。

三是“热工控制系统”的教学手段单一、实验设备比较落后,功能不齐全,多媒体教学的作用未能得到充分发挥,学生对学习“热工控制系统”的兴趣淡漠等等。这些问题严重地阻碍了“热工控制系统”教学质量的提高,使其在较低的层面上运作和徘徊,教学水平和效益自然比较低。

二、“热工控制系统”课程教学改革的探索与实践

1.教育思想观念的改革

“热工控制系统”课程的教学改革首先应当从更新教育思想观念入手。尊重和弘扬学生的主体意识,充分调动学生的积极性,培养具有科学素养和创新能力的人才应当是“热工控制系统”课程所倡导的新兴教育观念。因此,“热工控制系统”课程的教学体系、教学方法应当力求充分发挥学生的主观能动性和积极性,使他们学会学习、主动学习。从以“教为主导”向“学为主导”转变。在教学过程中应当进行分层次教学,对不同程度的学生分别对待:着重鼓励、帮助、督促基础较差的学生,加强启发引导,不断提高他们的学习兴趣和能力;对一些对“热工控制系统”课程兴趣比较浓厚、基础理论知识又比较扎实的学生,鼓励支持他们积极参与教师的科研项目,从中得到锻炼,使他们逐渐掌握从事科研工作的思路、方法,培养他们科学分析实际问题的能力,也给他们充分发挥自身能力的机会。

2.教学体系和内容的改革

改革“热工控制系统”的教学体系和内容,注重理论方法、技术手段与工程实践相结合,使之内容较为新颖、齐全,体系较为完善。将教学体系分为基础理论和控制技术两部分。在基础理论中,除了介绍经典控制理论之外,将自适应控制、推理控制、预测控制、模糊控制等近年来新兴的控制理论和技术知识引入教学内容中,加强经典控制理论和新兴控制思想的相互渗透,使学生不仅认识到经典控制理论的历史贡献,而且能体会到新兴控制思想在今天科技进步中的地位和作用。对于控制技术这部分内容,在介绍单元机组负荷、燃烧、给水、汽温等控制系统的过程中,针对现代大型机组非线性、时变性、耦合性和不确定性等特征,常规控制方案往往难以取得满意控制品质的问题,将新兴控制策略、控制方法在工业生产系统中成功应用的经典范例加入教学内容中,使学生在“热工控制系统”课程学习的过程中更贴近实际问题,从而开阔学生的视野。

3.教学方法的改革

“热工控制系统”课程的教学方法改变以前教师唱“独角戏”的枯燥教授方式。采用学生讨论、教师启发等新颖的教学方法。教师的主要精力集中在对基本概念、基本思想、基本计算方法的讲授上。在学生掌握了这些基本理论之后,其他内容引导学生来完成。在组织教学时,对内容的难易程度、教学要求的目标高低和教师的指导程度进行必要的区分,比如:教学内容按照“了解内容”、“理解内容”和“掌握内容”对学生提出目标要求;对于了解的内容,教师在提出明确的教学要求后让学生自学,学生通过看课本、上网或到图书馆查找资料在课前提前消化、巩固和掌握,上课时由学生介绍所了解的内容,教师进行补充、总结。这样既锻炼了学生的自学能力,又强化了学生自己获取知识的意识。而对于“理解内容”和“掌握内容”、难度比较小的部分,教师只介绍相关基本理论,具体应用采用学生讨论等方式由学生独立完成;难度比较大的部分,教师在介绍基本理论之后,采用启发、引导的方式带领学生进行应用方面的练习,并布置相关的作业由学生独立完成。这种教学方式能够引导学生在学习中有一种“爬楼梯”的感受,激励学生向高一层看。同时加大了教学内容的跨度和信息量,提高了教学效率。

4.教学手段的改革

“热工控制系统”课程的教学难度较大,而且计算公式、图形较多,采用传统的教学模式和手段,教学效率低下,不能达到最佳的教学效果。为此,制做了多媒体课件,通过图形、图像、声音、文字、动画等多种媒体对“热工控制系统”课程的内容进行有机的整合和生动的表达。比如:在介绍负荷控制方式这部分内容时,学生在多媒体课件上除了能够看到负荷控制系统图之外,我们还将整个控制过程采用动画的方式,配合声音、文字全方位展示给学生,不仅提高了学生的学习兴趣,更重要的是学生对于整个控制过程有了直观、全面、完整的了解。实践证明,采用多媒体课件,由于教学中注入了生动翔实的内容和丰富的信息量,突出了课件的超文本思想和链接能力、交互能力,充分适应了“热工控制系统”课程前后概念与内容相互交错的复杂需要。既培养了学生的学习兴趣,又加快了学习进程。此外,采用这种现代教学方法与传统教学手段相结合的教学方式,也提高了教学效果和课程建设水平,[2]达到了很好的教学效果。 

5.实验教学改革

“热工控制系统”不仅要求学生掌握扎实的基本理论知识,还必须具有实际动手的能力。为此,我们开设了实验。通过实验,学生可以更直观形象地掌握理论知识,是理论教学很好的补充。此外,实验教学能够很好地培养学生的思维方式和动手能力。因此,它在整个教学环节中具有重要地位,实验教学改革成为教学改革中的重要一环。“热工控制系统”课程的实验改革在原有传统实验的基础上,增设了一定数量的研究性、综合性实验。这样,不仅训练了学生的基本实验技能,还引导学生学习科学研究的基本方法,努力创造条件培养学生独立进行实验的能力。为了增加实验教学的灵活性,有利于因材施教,在保证共同的基本要求的前提下还将逐步开设一些选修性实验、开放性实验。

6.设计环节的改革

“热工控制系统”是一门应用性和实践性极强的课程。为此,我们精心安排了不同的设计题目,给学生以充分的自由空间。学生在进行设计时,在掌握课内教学内容的基础上,必须通过查阅相关资料,对具体应用系统有全面的了解,在此基础上,通过教师讲解以及相关资料,掌握一项设计的全部过程,之后分组完成相应的设计题目。这种训练方式系统地培养了学生的技术应用能力。我们在批阅设计图和设计说明书时,不要求面面俱到、详尽严密,重在考查学生解决问题、分析问题的能力、思路与方法,重在过程而不在结果。在设计实践过程中,安排适当的辅导和答疑,最后由教师讲评不同的解决方案及出现的错误和不足之处。通过设计环节,学生对于“热工控制系统”的基本理论掌握得更为扎实,而且对于一个完整的控制系统的结构、工作过程,特别是调节器的参数整定等问题有了更清晰、更具体的认识。实践证明,设计环节所取得的教学效果是其他教学环节所无法代替的。

7.科研训练环节的增设

为了培养学生的科学素养,我们增设了科研训练环节。学生首先选择自己感兴趣的题目,之后通过查阅资料确定研究思路和方法,最后写出科研训练报告。虽然我们的科研训练环节只有一周的时间,但是,使学生对于从事科研工作的全过程有了比较直观的认识。此外,在此过程中,学生必须积极思考,充分调动自身的积极性才能较好完成。通过这一环节,学生变被动为主动,学习的兴趣和能动性有了很大提高。

8.教师实践能力的提高

要培养学生科学的思维方式和创新能力,深化学生所学的知识,教师必须在具备较高理论水平的基础上具有很强的科研和技术开发的能力。为此,从事“热工控制系统”课程教学的教师除了完成授课任务之外,还积极参与“热工控制系统”实验室建设以及科研工作,通过这些工作,教师得到了很好的锻炼,科研和实践水平有了很大提高。此外,我们还计划组织教师去其他院校及科研院所参观学习,以拓宽教师的眼界,丰富教师的实践经验。

第7篇:热能动力工程论文范文

一、《热工技术与应用》课程的特点

城市热能应用技术专业是我院的主干专业,《热工技术与应用》课程是本专业的一门主要专业基础课,在东北地区主要研究制热方向。一方面,它为学生今后学习专业课,如《锅炉原理》、《热工仪表与自动控制》等提供必要的基础理论知识和热工分析与热工计算能力,另一方面,通过实验、测试技能等综合训练,提高学生运用理论分析和解决工程实际问题的能力。但是该课理论性强、概念抽象、公式繁多,是学生公认的较难的课程。尤其对于城市热能应用技术专业(高职层次)教学来讲,由于学生高等数学基础薄弱,很多学不好本课程的学生,主要问题是出现在数学基础上。加上学时(56学时)有限,让初次接触该课的学生难以入门,从而产生畏惧心理。如何使《热工技术与应用》课程化难为易、化繁为简、化抽象为具体,以提高教学效果,在这里做初步研究。

二、课程改革的内容

1.教学内容的改革。本课程主要是研究热功转换及热传递规律的基本原理、概念,以及在热能工程问题上的应用。针对本课程概念多、公式多和线图多、理论性和应用性较强这些特点,在组织教学内容时努力做到:①重视基本概念和理论,精简公式推导,让学生理解基本概念和定理的实质,不必过分强调公式如何推导。②强化实际工程应用,将大量实际热力工程知识引入教学,列举大量工程实例,使学生能用热工知识分析和专业相关的实际问题,突出热工知识在城市热能应用技术专业中的应用,有助于培养学生对知识的理解和分析问题、解决问题的能力。③运用图表分析,紧密联系实际。图表分析是热工课中很重要的一部分内容,无论是工程热力学中的过程、循环、热量与功量分析,还是传热学中的换热分析计算,都以图表分析为基本工具。

2.教学方法和教学手段的改革。教学方法和教学手段的改革目的就是要提高课程教学内容的形象性、生动性和通俗易懂性,提高教与学的效率,提高教学质量。根据本课程的性质和内容,选择切实可行的教学方法,如头脑风暴法、分组讨论法、案例分析法和现场教学法等。充分利用现代化教学手段,制作了实用的多媒体课件;借助计算机多媒体演示,使抽象的概念具体化,复杂的问题简单化,繁琐的内容精炼化,实际问题形象化。①头脑风暴法。在教学过程中,针对基本概念和基本理论内容的讲解,应多引用学生身边的例子、工程应用的实例。教师引出问题,有意识地启发学生思考,让他们积极踊跃回答问题,提出自己的见解和方案。最后老师总结,选取最佳方案。这样既加深了学生对概念的理解,又充分调动了学习的积极性、主动性和创造性,并且提升了学生的工程意识和分析问题、解决问题的能力。比如在讲解圆筒壁导热章节时,向学生提出问题:为什么保温饭盒具有保温性能,并设计几种提高保温性能的方案。引导学生积极思考,最后再引申到工程实际-供热管道保温问题上来。②案例分析法。在《热工技术与应用》的教学过程中,应始终把握理论教学联系实际案例的教学思想,突出热工理论和专业相结合的重要性,让学生体会到本课程是与专业密切相关的,进一步增强学生的学习兴趣。比如讲解热力过程与循环时,联系到热力设备是如何制热的。讲解水蒸气饱和压力与饱和温度对应关系时,联系到锅炉热力设备额定工作压力与温度的调解关系。在讲到传热学稳态导热部分时,提出冬天怎样穿衣服会更温暖等问题。学生往往会反应热烈,感到热工学就在自己身边,热工理论并不是高深莫测的,从而消除了畏惧心理,提高了学习兴趣。然后再从身边的问题引申到工程实例,比如锅炉等动力设备的工作原理、热工计量测试仪器仪表的设计开发等,由浅入深,使学生由被动学习变为主动学习,充分提高的了学习效果。③现场教学法。利用实验实训室、实训基地、校企合作单位等途径,组织学生现场教学,帮助学生更好地理解、巩固所学的理论知识,也可以学到更多课堂上学不到的知识,同时加强了学生实践技能的培养。在实际授课过程中,由于我们学院地处哈尔滨,冬天特别寒冷。学院有自己的供暖锅炉房,夏天正值锅炉维修期间,我们可以带领学生到锅炉房现场讲解锅炉炉墙的组成结构。冬天是锅炉运行的季节,我们可以带领学生到现场体会锅炉炉墙的保温效果,并可以参与锅炉的热工测试全过程。不但提高了教学效果,还培养了学生的职业能力。

3.考试改革。在以往的教学过程中,对学生学习效果的评价,无论考试课还是考查课,主要是通过课程考试来实现,存在评价目标单一、评价内容片面、评价方法简单化的缺陷。所以,应该在评价标准方面做改进,督促学生学习。为了体现学生是否对所学知识真正掌握和使用,克服学生为了考试而学习的弊端,使学生走出死记硬背的学习习惯,应探讨灵活多变的考核形式,发挥学生的学习潜能。通过多种考核方式,来评定学生的成绩,有助于督促学生对基础知识的掌握与巩固,以及分析问题解决问题的能力和实际动手操作的能力。

我院是骨干高职院校,城市热能应用技术专业的人才培养模式不同于其他院校,我院的特色和优势是更加强调对学生实践应用能力的培养,注重对学生应用开发、研究、科学咨询和技术转换能力的训练。因此《热工技术与应用》课程作为城市热能应用技术专业的主要专业基础课程,通过课程改革,更加注重行业化的专业方向、应用化的课程教学方法的实施,达到工程热力学和传热学在课程设置上条理清晰,内容关联性强;充分发挥教师备课的创造性,有效避免照本宣科;更能适应行业就业特点和社会经济的发展需求,更能激发学生学习的兴趣,有利于培养学生独立思考问题的能力。

参考文献:

[1]黄敏.热工与流体力学基础[M].北京:机械工业出版社,2011.

[2]徐红梅 .高职热工基础课程的教学改革与实践[M].中国西部科技,2006,(16).

[3]李广华.关于热工基础系列课程改革的建议[J].装备制造技术,2010,(6):197.

[4]黄凯旋.刘建华.热工课程教与学改革探索[J].集美大学学报,2001,(9:73.

[5]宋雪静.浅谈高职高专热工基础教学的思考[J].科技信息.2010,(17):784.

第8篇:热能动力工程论文范文

[关键词]热能动力;应用;动力

中图分类号:TK12 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)17-0035-01

引言

热能动力工程对于整个中国社会的发展的贡献是毋庸置疑的,就算是在科技信息技术飞速发展的今天我们仍然不能不承认,热能动力工程仍旧在影响着我们社会生活的方方面面,而在经济和生活的领域,热能动力工程更是正在发挥着其不能取代的力量,人们越来越想要追求一种生态绿色的生活方式。本文就热能动力工程的热能动力工程,这个现代社会的文明动力技术进行了简单的分析。

1、当前热能动力工程的现状

我国的煤炭资源总量相对丰富、石油资源日渐短缺、经济发展对资源的需求增加、煤化工技术的发展进步等共同推动了煤炭深加工战略的实施。我国煤炭资源人均占有量较低.仅为世界平均水平的60%左右:随着物质文化生活水平的提高,对环境质量要求日益严格等,因此.煤炭的高效加工转化利用任务艰巨。多能源互补与多功能综合是当代世界能源动力系统发展的主要特征和趋势。热能动力多联产系统是一个多种形式原燃料及电能等能源输入、多种形式产品及热能动力等能量输出的复杂系统。在此过程中,原燃料、化工产品、热能动力等能源存在不等价性,使得科学合理地评价化工热能动力多联产成为难题:而且原燃料、化工产品、热能动力等具有不同品质.其多样性又使得比较对照变得更加复杂。随着经济的发展,能源、环境问题日益突出,由此而诞生的能源、环境、经济等综合的评价准则受到重视。

2、热能动力工程设计的基本要求

众所周知,不管是什么项目工程的设计,都需要有专业高素质的设计人才和先进的设计技术为基础,同时设计企业还需要对程设计的经济效益进行考虑。

2.1 高素质的设计专业人才

热能动力工程的设计需要专业的设计人才。在招聘设计人员的时候要通过各种方式选拔具有扎实的热能动力设计基本功,有创新性、灵活的应变力的高素质人才。社会是不断发展,科学技术日新月异,人们的需求也在不断的改变。所以要定时的对热能动力设计人员进行培训,培养出能够与时俱进的设计人才。

2.2 设计技术的先进性

设计技术先进性的考量标准是要符合客户的需求,要符合国家的相关标准,技术水平要达到甚至超越当前的国际水平。同时在工程系统的设备选型和组合方式等设计内容也要具有先进性。要确保在后期设计的修改和完善的过程中,系统工程可以自行维护。在具体的电厂热能动力设计中,要根据自己厂里面实际情况引进先进的技术和设备。

2.3 经济效益的合理性

在市场经济不断发展的今天,企业的竞争就是经济实力的竞争,所以在电厂热能动力工程中要以取得经济效益为目的。在热能动力系统工程的设计中要综合考虑工程建设的费用,设备的费用,维修的费用,以及其他的一切系统资金费用。要是经济效益达到合理性。工程系统费用要在合理的范围之内,保证在取得足够的经济效益的同时,能够提高工作质量和保证安全。

3、热能的特点以及利用

3.1 热能的特点

现阶段当中,人类所使用的热能,主要是通过一次能源的转换而得来的,所以,分析热能的特点,需要从以下三个方面来入手进行:(1)太阳能及其能量的转换。太阳能,通过对植物的照射,进而使植物的内部存有的叶绿素,发生一系列的能源转换以及光合作用,进而将太阳能转换成为生物的质能,而太阳能的光,则是经过热量的转换以及点的转换,进而成为我们所使用的能源物质;(2)燃料化学能及其转换过程。燃料化学能的转换,主要是通过燃烧的方式,将存在于其中的化学能,转换成为热能,进而再通过相关的技术手段,将其转换成为人类生活和生产所需要的机械能,例如常见的汽轮机等,其工作的方式,就是首先将化学能源,转换成为蒸汽的热能,进而再通过相关的设备以及技术,将汽轮机之内的热能转换成为机械发动所需的机械能;(3)热能的转换,其中主要包括两种能量的形式,即电能以及机械能,电能包括热电发电机,而机械能,则主要有汽轮机以及内燃机。

3.2 热能的利用

热能在我国许多行业当中都有着广泛的运用,并且,在国民经济当中,也占据了核心的地位。总的来讲,热能的相关利用,在以下几个行业当中最为广泛:电力工业,热能动力工程在其中有着非常重要的应用,在核发电、火力发电等装置设备的使用之中,热能动力工程及相关的技术,是其工作的基础;钢铁工业,尤其在高炉炼铁、炼钢以及轧钢等工艺当中,应用极为广泛;相关的有色金属工业,其中包括有铝、铜等有色金属,其冶炼,均使用的是热能;化学工业,在化学工业的相关应用之中,合成氮、酸碱等的相关生产工艺程序,主要使用到的是热能动力工程之中的技术手段,以其基本的原理来作为理论依据;石油工业,其中包括石油的采集、冶炼、运输等等多个环节,都运用到了热能动力工程当中的相关技术理论;机械工业以及相关的建筑工业,包括材料的生产、材料的制造、相关工艺锻造、焊接技术以及铸造等,都有热能的利用;交通运输领域当中,包括汽车、轮船、飞机等的使用;农业生产以及水产养殖等方面,也有着广泛的运用,包括蔬菜的温室培养、鱼池的加温加热、电力方面的农业灌溉等方面,均有着广泛的使用。同时,在人们的日常生活之中,热能也有着广泛的使用,例如冬天之时的供暖设备等。根据上述的分析,可以看出,热能及其相关的动力工程,在人们的生活以及生产当中,发挥着非常重要的作用,是一项极为重要的能源,下文将针对热能的特点,进行深入细致的探究,帮助在日常的使用过程当中,发挥出更大的效应。

4、电厂热能动力工程系统的修改和完善

电厂热能动力工程系统安装完成之后要对电厂热能动力工程系统的总系y和分系统进行检验测试,测试各方面的功能是指标是否满足国家的相关技术规定,如果不满足或者不完全满足相关的规定要及时的对其进行修改。热能动力系统的建设一般都要经过立项、设计、施工、安装、调试、评估和验收这个周期,所以说热能动力系统的建设是一个长期的工程。

5、结束语

本文重点地分析了相关热能动力工程设备装置的使用、工艺流程,并且针对热能的特点、利用以及对于环境的污染、节能减排工作的重点等进行了分析,力求更加全面地掌握热能动力工程的实际状况,更好地加以运用,逐步地提升生产的质量和效率,为相关的节能减排工作做出突出的贡献。

参考文献

[1] 刘杰.热能与动力工程在热电厂的运用分析[J].科技传播,2012(17).

[2] 王文才.热能动力设计研究[J].中国新技术新产品,2011,(22).

第9篇:热能动力工程论文范文

关键词:热工基础;传热学与传质学;教学方法;教书育人

中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)14-0122-02

《热工理论基础》包括工程热力学与传热学两门课程,它和流体力学并称为能源动力类专业的三大支柱。这三门课程同时也是石油、化工、机械、电子、土木等学科的主干技术基础课。工程热力学和传热学构成了在热能工程这门综合性的技术学科中如何有效利用热能的热工理论基础。我校近几年根据石油工程学科的特点和发展需要,又将石油工程的课程改设为《传热学与传质学》。这两门课程的主要特点是概念性强、公式多、理论抽象,既有严格的理论证明,又具有很强的工程应用背景。对还没有接触到专业课和工程实际的学生来说,本课程听起来容易枯燥无味,做题又无从下手。因此,笔者结合自己在这两门课程中多年的教学实践,分享几点教学的实施方法和认识。

一、根据课程特点实施教学方法

这两门课程的特点是概念多、公式多、内容多。教师在教学设计时应以应用为目的,以必需够用为度,不要盲目追求基础理论的系统性和完整性,而要突出应用性和实践性。在讲绪论课时,强调学习本课程对解决工程问题所具有的意义及其在人才培养中所处的地位和作用,介绍我国的能源现状及与发达国家的差距,激发学生建立起强烈的责任感和强烈的求知欲望。

在授课过程中,教师还要注意不断渗透和强调知识的承上启下和储备性,以及和各个专业的联系。承上启下性是指本课程作为专业基础课,承担着与基础课和专业课的桥梁作用,因此在授课时,既要对所学基础课进行复习对比,便于学生进行知识的迁移,又要密切结合工程实践,为今后专业课的学习,奠定理论基础。比如讲温度的定义时,先引出传统意义上温度的定义,指出这种定义的狭隘性,再引出热力学中温度的定义。储备性是指现代化社会要求学生具备扎实的基础、知识面宽、能力强、素质高。因此授课过程中,除本门课程所牵涉的应用知识外,应尽可能地介绍本门课程在其他领域的应用,使学生在学习过程中不断受到举一反三的训练,培养学生的综合素质和严谨的科学态度。比如在讲对流换热时以烧开水为例分析对流换热的具体过程,然后让学生思考:假设在太空中提供燃烧现象,能否烧开一壶水?水传热的机理和在地球上是否一样?从而引出微重力传热专题,让同学们课下在网上积极搜索微重力传热现象和理论。这样既拓展和丰富了学生的知识面,又激发了学生的学习兴趣,还巧妙地利用了学生的课余时间和网络资源。

二、课堂互动教学的有效实施

课堂互动教学模式是一种非常理想的教学模式,也是很多老师所追求和向往的一种教学模式。但是它的有效开展和实施却并非宜事。我们可能在刚开始授课时尤其是讲绪论时可以很好地实施课堂互动,但是在随后的课堂教学中迫于学时压缩的压力和知识信息量大的原因,慢慢就开始变成满堂灌的授课方式,对于“互动”心有余而力不足。其实根据学时安排教师应有效把握教学内容和合理安排教学重点。即要摒弃全面讲、满堂灌的授课方式,把精讲与指导相结合;系统讲解与问答式讲解相结合。教师在每一次课的教学设计时,多挖掘现实中的实例,我们可以把教学活动分为三个层次:由教师诱导、学生回答、教师分析和评价的三部曲所构成的互动程序;由若干个互动程序构成较大的单元或阶段;由若干个阶段积累为课。比如讲授圆筒壁的传热过程,先举些例子,例子可以从浅到深,从小到大,从日常生活到工程应用。可以先举装满热水的杯子放在空气中的传热现象,再举换热器中换热管的传热过程。然后引发问题:如何分析计算圆筒壁的传热过程。让同学们通过类比平壁的传热过程然后思考并大胆试写圆筒壁计算热流量的公式,然后老师进行点评。在讲到难懂之处时,要有意识地留给学生思考的余地,并提倡学生提出异议和不懂之处。这样就把课堂教学变为教师和学生共唱一台戏,使学生在课堂上积极思考,不容易分散注意力,使课堂气氛活跃,更有效地利用了课堂时间,提高了课堂效率。

三、将教书育人有效的融入课堂教学

第一次真正认识到教书育人这个词的含义是在教师岗前培训时一位老师说的一句话:教书是传道授业解惑,育人是培育每一个孩子的心灵。如果你只会教书而不会育人,那只能称为“教书匠”,而不能称为真正的教师。大学教育的终极目标不应该是让学生拿到学位证或者找到一份好工作,而是把学生培养成为一个幸福的人。“培育每一个孩子的心灵”和“把学生培养成为一个幸福的人”这两句话就一直萦绕在我的脑海里,让我经历了“感动”、“困惑”和“逐渐领悟”的过程。规范的教师岗前培训是一个非常重要的过程,也可以说是一个必要环节。大学教师大多数都是研究生或者博士毕业,虽然有扎实的专业知识理论,但是由于不是师范院校毕业,没有接受过专业的教师培训,岗前培训可以使高校教师具备一定的教育理论,同时要具备较强的教育专业素养和技能。在接受岗前培训之前,我常常庆幸自己找到了一份稳定的工作,岗培之后,我才意识到自己是一位太阳底下最光辉的职业的拥有者,知道了自己肩负的责任和使命。在之后的授课过程中,我常常困惑如何在这门枯燥的课程中“培育每一个孩子的心灵”呢?我在和学生教学互动中,能感受到当你非常认真地对待这门课程和真诚的对待每一位学生时,他们也会认真地学习和尊敬你。所以,教师强烈的责任心和认真备课的精神是十分重要的。每一次的授课都会有更深的教学体会。虽然这两门课程尤其是传质学,理论抽象,公式多,但再复杂的公式都是逻辑思维语言,而逻辑思维语言又来源于社会科学语言,所以在讲授异常抽象和复杂的理论和公式时,一定要深刻挖掘与之相关的物理现象,通过学生较容易接受的物理现象来分析与之对应的数学符号即公式。我在讲授传质学时学习了清华大学张寅平教授的“热质交换原理及应用”的教学视频,从中受益匪浅。张寅平教授通过举数学家希尔伯特的例子,告诉学生推导公式的重要性,使学生从怕推导公式到愿意主动推导公式;通过举爱因斯坦的例子,使学生明白人们在刚开始探索真理的时候是一个艰辛但却有意义的事情。要勇于探索、勇于创新、做科研要具备大胆的怀疑和猜想精神。

综上所述,在热工基础和传热传质学的教学过程中,教师作为教学的指导者,其教学理念和情感素养将直接影响到学生的学习效果甚至人生观价值观。教师在实施教学的过程中不仅教授了专业知识,更展示了自我的综合素养和人格魅力。将二者更完美地结合在一起,使学生有效而愉快地学习这门课程,是我们教师一直要为之努力和奋斗的目标。

参考文献: