
国内外热工基础课程.pptx
80页单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,,,热工,基,基础,课,课程,发,发展,战,战略,规,规划,研,研究,,,陶文,铨,铨,何,何,雅,雅玲,,2004,年,年10月28,日,日于,上,上海,2004,年,年全,国,国热,工,工课,程,程发,展,展战,略,略规,划,划研,讨,讨学,术,术会,议,议,教育,部,部能,源,源动,力,力学,科,科专,业,业发,展,展战,略,略研,究,究项,目,目,国内,外,外热工,基,基础,课,课程,教,教学,发,发展沿革,和,和现,状,状,热工,基,基础,课,课程,在,在工,科,科各,专,专业,人,人才,培,培养,中,中的地位,3.,热,热工,基,基础,课,课程知识,体,体系的基,本,本要,求,求,4.,对,对各,大,大类,工,工科,专,专业,开,开设,热,热工,基,基础,课,课程,的,的建议,5.,开,开设,热,热工,类,类课,程,程的,必,必备教学,条,条件,6.,今,今后5年,热,热工,基,基础,课,课程教学,改,改革,发,发展,思,思路,1,目,录,录,教育,部,部2004年3月1日,正,正式,批,批复能源,动,动力,学,学科,教,教学,指,指导,委,委员,会,会负,责,责进,行,行能,源,源动,力,力学,科,科专,业,业发,展,展战,略,略和,专,专业,人,人才,培,培养,规,规划,的,的研,究,究。
鉴于,热,热工,课,课程,是,是能,源,源动,力,力类,学,学科,的,的重,要,要技术,基,基础,课,课程,同,时,时在,其,其它,多,多个,大,大类,专,专业,的,的人,才,才培,养,养中也具,有,有重,要,要地,位,位因,此,此,,热,热工,课,课程,教,教学,指,指导,分,分委,员,员会,在,在发,展,展战,略,略规,划,划研,究,究中,承,承担,了,了本,课,课程,发,发展,战,战略,研,研究,的,的任,务,务前,言,言,终身,教,教育,,,,素,质,质教,育,育,,创,创新,教,教育,前,言,言,热工基础课程,工程热力学,传热学,热工学,或热工基础,主要针对,这三类,课程来进行,本课,程,程在国内,外,外工科,教,教学,中,中开,设,设的历史,和,和现,状,状,课程,教,教学,在,在各,类,类专,业,业人,才,才培,养,养中,的,的地位,在不,同,同大,类,类专,业,业中,热,热工,课,课程,的,的开设,方,方案,今后,我,我国,热,热工,课,课程,教,教学,发,发展,战,战略,等问,题,题进行,了,了探,讨,讨,前,言,言,1.,国,国内,外,外热,工,工基,础,础课,程,程教,学,学发,展,展沿,革,革和,现,现状,追溯,热,热工,课,课程,教,教学,的,的历,史,史发,展,展轨,迹,迹,,希,希望,:,:,,●,总,总结,教,教育,经,经验,,,,发,现,现高,等,等教,育,育的,一,一些,规,规律,;,;,●,了,了解,目,目前,现,现状,,,,把,握,握发,展,展趋,势,势;,●,为,为制,定,定发,展,展战,略,略提,供,供纵,向,向参,考,考系,。
1.,国,国内,外,外热,工,工基,础,础课,程,程教,学,学发,展,展沿,革,革和,现,现状,国内,历史,国内,现状,,境外,历史,境外,现状,国 内,境 外,1.1,国,国,内,内的,历,历史,和,和现,状,状-解放,前,前,1.,国,国内,外,外热,工,工基,础,础课,程,程教,学,学发,展,展沿,革,革和,现,现状,在我,国,国工,科,科教,学,学中,,,,热,工,工基,础,础课,程,程的,设,设立,,,,据,目,目前,可,可以,查,查到,的,的正,式,式出,版,版物,的,的记,载,载,始于1911,年,年(宣,统,统3,年,年),在当,时,时的邮传,部,部高,等,等实,业,业学,堂,堂(交,通,通大,学,学前,身,身),:,:铁路,专,专科(学,制,制3,年,年),课,课程,表,表中,,,,列,出,出了18,门,门课,程,程,其,中,中有“热,力,力学,”,”,,学,学时,每,每周3钟,点,点,,讲,讲授2,个,个学,期,期;在电机,专,专科(学,制,制3,年,年),的,的课,程,程表,中,中,,有,有14,门,门课,程,程,其,中,中也有,热,热力,学,学,,每,每周3钟,点,点,,讲,讲授1学,期,期。
这以,后,后热,工,工课,程,程就,一,一直,是,是该校,工,工学专业,的,的课,程,程之,一,一表,11949,年前,交,交通,大,大学,各,各个,时,时段,热,热工,课,课程,开,开设,情,情况,由于,缺,缺乏,资,资料,,,,一,时,时无,法,法得,到,到其,它,它历,史,史悠,久,久高,校,校工,科,科教,学,学中,热,热工,课,课程,开,开设,的,的记,录,录但是,总,总的,说,说来,,,,当时,各,各个,高,高校,中,中开,设,设热,工,工课,程,程的,工,工科,专,专业,面,面是,相,相当,宽,宽的,1.1,国,国,内,内的,历,历史,和,和现,状,状-解放,前,前,解放,后,后50年,代,代初,,,,全,国,国进,行,行院,系,系调,整,整从,从课,程,程设,置,置而,言,言,凡是,设,设有,机,机械,系,系的,学,学校,都,都开,设,设热,力,力学,课,课程后,各,各校,动,动力,机,机械,部,部分,纷,纷纷,从,从机,械,械系,分,分出,,,,单,独,独设,系,系,,在,在动力,机,机械,系,系内,热,热力,学,学课,程,程教,学,学得,到,到进,一,一步,加,加强。
至于,传,传热,学,学在50,年,年代,初,初一,般,般只,作,作为,工,工程,热,热力,学,学中,的,的几,章,章予,以,以介,绍,绍,,并,并未,单,单独,设,设课,当时,国,国家,提,提出,全,全面,向,向苏,联,联学,习,习,,哈,哈工,大,大被,定,定为,工,工科,院,院校,全,全面,学,学习,苏,苏联,的,的样,板,板50,年,年代,中,中期,学,学制,定,定为,五,五年,哈,工,工大,与,与有,关,关学,校,校聘,请,请了,一,一批,苏,苏联,专,专家,,,,培,养,养了,一,一批,教,教师,,,,建,立,立了,一,一批,专,专业,,,,教,学,学计,划,划基,本,本上,采,采用,苏,苏联,的,的当,当时,所,所用,教,教材,主,主要,为,为前,苏,苏联,作,作者,的,的译,本,本,.,,1.1,国,国内的,历,历史和现,状,状-解放后,【1】李,特,特文.工程热力,学,学(1,2,,,,3册). 宁榥,,,,徐华舫,译,译,上海,:,:龙门联,合,合书局,1953-1954年,【2】阔,尔,尔尼茨基,,,,鲁滨斯,坦,坦主编.普通热工,学,学(1,2,,,,3,4,册,册),李,佑,佑华,东,北,北工学院,热,热工教研,组,组译,北,京,京:高等,教,教育出版,社,社,1956-1957,【3】雅,斯,斯特列姆,斯,斯基著.工程热力,学,学(1,2,册,册),沈,维,维道译,,北,北京:水,利,利电力出,版,版社,1956-1957,年,年,【4】雷,科,科夫著.热传导理,论,论,裘列均,,,,丁履德,译,译,北京:高等教,育,育出版社,1955,【5】维,尼,尼克著.工程热学,及,及传热学,基,基础. 严家,禄,禄,张正,荣,荣译.,北,北京:冶,金,金工业出,版,版社,1959,1.1,国,国内的,历,历史和现,状,状-解放后,1.1,国,国内的,历,历史和现,状,状-解放后,,1952,年,年时在北,京大学任,教,教的,王补宣教,授,授编,著的“热力学”,由上海中,外,外书,局出版。
1954,年,年由王补,宣教授翻译的,前苏联米,海,海耶,夫的教材,“,“传,热学基础”在,国内出版,该书俄文,版,版曾两度获得,前,前苏联的,斯,斯大林奖,翻译本,又,又以忠实,原,原著、译,文,文流畅而,脍,脍炙人口,,,,被国内,有,有关院校,普,普遍采用,我国在能,源,源动力类,等,等专业中,的,的热工教,学,学,自此按工程热,力,力学与传,热,热学分别,进,进行从1956年开始,,,,国家号,召,召我国高,等,等学校教,师,师在学习,前,前苏联教,材,材的基础,上,上,根据,我,我国实际,情,情况自己,编,编写教材,此后我国,作,作者自行,编,编著了一,批,批热工教,材,材1.1,国,国内的,历,历史和现,状,状-解放后,,传热学,,杨世铭、,陈,陈大燮,,,,电力出版,社,社出版,1958,,1960,年,年当时的,高,高教部组,建,建了热工,教,教材编审,委,委员会,陈大燮教,授,授出任主,任,任,王补,宣,宣、杨世,铭,铭教授为,副,副主任,,委,委员有夏,彦,彦儒教授,等,等该委员会,制,制定了我,国,国工程热,力,力学、传,热,热学及热,工,工学的第,一,一部教学,大,大纲,组,织,织作者出,版,版了一批,我,我国学者,自,自行编写,的,的教材,奠定了我,国,国热工类,课,课程的教,学,学基础。
1985,年,年教育部,重,重新组建,了,了高等工,业,业学校热,工,工课程教,学,学指导委,员,员会,王补宣、,杨,杨世铭教,授,授受命出,任,任主任与,副,副主任至今已经,是,是第五届,,,,该委员,会,会主持制,定,定了工程,热,热力学、,传,传热学课,程,程的基本,要,要求,多,次,次召开了,全,全国热工,课,课程教学,研,研讨会,,对,对我国热,工,工课程教,材,材的建设,与,与教师队,伍,伍的成长,起,起了重要,作,作用1.1,国,国内的,历,历史和现,状,状-解放后,在,我国热工,课,课程教学,中,中,值得,大,大书一笔,的,的是教育,部,部热工教,材,材,编审委员,会,会(后改,为,为教学指,导,导委员会,),)的设立,和,和所进行,的,的工作,到上世纪,末,末,我国,共,共有150余,所,所高等工业,学,学校开设,有,有热工类,课,课程,分,布,布在除台,湾,湾,西藏,,,,青海三,省,省以外的,境,境内有关,高,高校全国热工,课,课程教学,的,的一般情况是:,(1)热,工,工课程的,设,设置主要,在,在能源动,力,力类、石,油,油化工类,、,、航天航,空,空类、土,建,建类、交,通,通运输、,轻,轻纺食品,等,等大类专,业,业;(2,),)热工教,学,学实验以,验,验证性为,主,主,测试,手,手段比较,落,落后,设,备,备比较陈,旧,旧;(3,),)已经出,版,版了一批,由,由我国作,者,者自行编,写,写的工程,热,热力学、,传,传热学与,热,热工学的,教,教材。
1.1,国,国内的,历,历史和现,状,状-现状,开课的大,类,类专业面,也,也有所扩,大,大,机械,类,类专业目,前,前也大多,开,开出了少,学,学时的热,工,工学课程,,,,例如清,华,华大学对,机,机械系,,精,精密仪器,系,系、汽车,系,系,力学,系,系等开设,有,有48学,时,时的热工,基,基础教程,;,;,经过近5,年,年来211工程建,设,设等项目,的,的支持,,我,我国热工,实,实验教学,情,情况有了,较,较大的改,观,观;,同时出版,了,了一批面,向,向21世,纪,纪的教材,但是与,国,国际上工,业,业先进国,家,家的热工,课,课程教学,相,相比较,,还,还有较大,的,的差距1.1,国,国内的,历,历史和现,状,状-现状,(1)近,代,代热科学,的,的产生与,初,初期的发,展,展集中在,欧,欧洲国家,热科学研,究,究的起源,可,可以追溯,到,到,Galileo(1592),的时代而且早期,热,热学作为,物,物理学的,一,一部分,,热,热力学与,传,传热学的,研,研究是溶,为,为一体的,例如,Boltzmann,从热力学,证,证明了,Stefan,由实验得,出,出的辐射,四,四次方定,律,律。
又如,热,热力学第,二,二定律的,创,创建人之,一,一,,L Kelvin,在1862年按半,无,无限大物,体,体传热问,题,题的计算,,,,估算了,地,地球的年,龄,龄1.2,国,国外、,境,境外的历,史,史和现状,-,-历史,(2)无,论,论热力学,还,还是传热,学,学,其发,展,展都经历,了,了从“科学,”,”到“工,程,程”的过,程,程,即,从,初,初期作为,物,物理学一,部,部分的热,学,学演变、,发,发展成为,密,密切结合,工,工程实际,的,的“工程,热,热力学”,与,与“工程,传,传热学”,一批德,国,国科学家,Prandtl,Karman,Nusselt,Blasius,以及后来,的,的,Eckert,,还有前苏,联,联科学家,(,(如,Kirpichev,等)作出,了,了3)二,次,次大战以,后,后,传热,学,学的研究中心由德,国,国转移到,美,美国,其中,Jakob,Karman,以及,Eckert,三位德国,科,科学家的,移,移居美国,起,起了很大,的,的作用4)欧,美,美国家工,程,程热力学,与,与传热学,课,课程的开,设,设始于何,时,时,暂时,无,无法查考,。
1.2,国,国外、,境,境外的历,史,史和现状,-,-历史,1.2,国,国外、,境,境外的历,史,史和现状,-,-历史,最早的一,本,本传热,学可能是,德,德国科,学家,Grober,的著,作(1921),然而影响,比,比较,大的则要,推,推,McAdams,的,“,Heat,transmission,”,”(1933),随后,Jakob,与,Hawkins,的教材,,Eckert,的教材,相继问世,,,,成为20世纪,40-50年代的,代,代表作Holman,的传热学,第,第一,版出版于1963,年,年到20世,纪,纪80年,代,代以后,工程热力,学,学与传热,学,学已经成,为,为欧美国,家,家机械类,学,学生的必,修,修课,有的学,校,校还设为工科学生,基,基础课程根据我们,的,的调查统,计,计,在境外的,高,高等工程,教,教育中,,传,传热学与,热,热力学课,程,程的开设,相,相当普遍,1.2,国,国外、,境,境外的历,史,史和现状,-,-现代,美,国,国:依利,诺,诺依斯大,学,学(,Urbana-Champain,分校),,明,明尼苏,达大学,,加,加州大学,(,(,Santa Barbra,分校),,赖斯(,Rice,),),大学,克,列,列姆逊(,Clemson),大学,,夏威夷大,学,学;佛罗,里,里达国际,大,大学;,英,国,国: 杜,汉,汉(,Durham),大学、里,兹,兹(,Leeds),大学及格,拉,拉斯,哥(,Glasgow),大学;利,物,物浦大学,;,;,加拿大:,多,多伦多大,学,学;,日,本,本: 京,都,都大学、,九,九州大学,,,,群马,,广,广岛,九,州,州工业,大,大学;,新加坡:,南,南洋理工,大,大学,国,立,立新加坡,大,大学;,韩,国,国: 汉,城,城大学,,韩,韩国科学,技,技术学院,(,(,KAIST),,仁荷大学,香,港,港: 香,港,港大学,,香,香港科技,大,大学等,1.2,国,国外、,境,境外的历,史,史和现状,-,-现代,2.001 材,料,料力学;2.002 材料,力,力学,II;,2.003,系统、模,态,态与控制,;,;2.005 热流,工,工程,I;,2.006,热流工程,II;2.007,设计引论,;,;,2.008 设计,与,与制造,II;2.009,产品工程,过,过程;,2.14,控,控,制,制系统原,理,理;2.171,数,数字控,制,制系统的,分析与设,计,计;,2.192 动态,战,战略规划,;,;2.25,高,高等流,体,体力学;,2.26,可,可,压,压缩流体,动,动力学;2.40,热,热,力,力学;,2.51,传,传,热,热传质学,;,;2.52,热,热,迁,迁移过程,模,模化与,方法;,2.63,技,技,术,术的应用,;,;2.672,实,实验室项,目,目;,2.739 产品,设,设计与开,发,发;2.744,产,产品设,计,计;,2.792,J,定量生理,学,学;器官,移,移植系统,;,;,2.852 制造,系,系统分析,;,;2.993,机,机械工程,专,专题,举例1:麻省理工,学,学院机械,工,工程系,ME200,热力学,I;,ME203,力学工程,设,设计引论,;,;,ME270,力学基础,I;,ME274,力学基础,II;,ME290,一年级讲,座,座;,ME300,热力学,II;,ME309,流体力学,;,;,ME325,传热传质,学,学;,ME352,机械设计,I;,ME413,噪声控制,;,;,ME444 CAD;,ME452,机械设计,II;,ME46,工程设计,;,;,ME475,自动控制,系,系统。
另有,,本,本科生,及,及研究,生,生均可,从,从21,门,门专业,课,课程中,选,选修学,分,分举例2,:,:普渡大,学,学工学,院,院机械,系,系,密西根,大,大学的,机,机械系,在,在美国,名,名列前,茅,茅UM,机械系,相,相当于,我,我国高,校,校学科,基,基础和,专,专业课,的,的44,必,必修学,分,分中热,流,流理论,类,类课程,有,有9学,分,分:工程热,力,力学,І,,3,学分和,传,传热学,,,,4学,分,分、流,体,体力学3学分,占23%,选,修,修课程,中,中还有,工,工程热,力,力学Ⅱ,,,,3学,分,分举例3,:,:密西根,大,大学机,械,械系,表,2,密西根,大,大学工,学,学院机,械,械系学,科,科基础,和,和专业,课,课课程,学,学分,力学类,,热工,理论类,,振动类,,机械,设计类,,系统与,控制类,,材料类,,实验,,9,4,4,12,4,4,8,20%,9%,9%,27%,9%,9%,18%,ME205,热力学;,ME211,气体动,力,力学引,论,论;,ME213,传热学,;,;,ME231,工程材,料,料;,ME240,动力系,统,统模化,与,与分析,;,;,ME250,热科学,实,实验;,ME261,信号处,理,理、仪,表,表及控,制基础,;,;,ME271,机械设,计,计,I;ME272,机械设,计,计,II;,ME280,高级机,械,械设计,项,项目;,ME291,讲座(,以,以上为,ME,必修课,),);,ME293,专门项,目,目;,ME296,荣誉项,目,目;,ME297,荣誉讲,座,座。
举例4,:,:依利诺,依,依斯大,学,学(,Urbana-Champain,分校),专门化,课,课程:,ME301,中级热,力,力学;,ME302,核能工,程,程;,ME303,应用燃,烧,烧学;,ME304,能量转,化,化系统,(,(,ME,必修),;,;,ME305,中级气,体,体动力,学,学;,ME306,中级传,热,热学;,ME307,太阳能,利,利用;,ME308,对流换,热,热的流,体,体力学,问,问题;,ME310,流动与,传,传热的,数,数值技,术,术;,ME312,现代控,制,制现论,;,;,ME313,机械工,程,程系统,的,的计算,机,机控制,;,;,ME314,摩擦学,引,引论;,ME315,摩擦学,;,;,ME320,机械系,统,统的运,动,动学与,动,动力学,;,;,M321,制冷与,低,低温;,M323,热系统,设,设计;,M331,内燃机,;,;,M336,汽车动,力,力学;,M342,运动学,分,分析与,综,综合;,ME345,有限元,分,分析引,论,论;,ME346,工程材,料,料失效,机,机理;,ME347,机械零,件,件失效,分,分析;,ME351,材料加,工,工过程,;,;,ME388,工业控,制,制系统,举例4,:,:依利诺,依,依斯大,学,学(,Urbana-Champain,分校),ME1750,生物工,程,程引论,;,;,ME/CE1770,工程制,图,图与可,视,视化引,论,论;,ME2016,计算技,术,术;,ME2110,创造性,的,的决定,与,与软件,;,;,ME2751,力学引,论,论;,ME2202,刚体动,力,力学;,ME3015,系统动,力,力学与,控,控制;,ME3056,实验方,法,法论;,ME3180,机械设,计,计;,ME3201,材料力,学,学;,ME3322,热力学,;,;,ME3340,流体力,学,学;,ME3345,传热学,;,;,ME3720,热流工,程,程引论,。
举例5,:,:佐治亚,理,理工学,院,院(,GIT,),),机械系,ME318,工程计,算,算方法,;,;,ME324,机械系,统,统的运,动,动学与,动,动力学,;,;,ME330,流体力,学,学;,ME333T,技术交,流,流;,ME334,材料工,程,程;,ME134L,材料工,程,程实验,;,;,ME335,概率与,设,设计;,ME336,材料加,工,工;,ME136L,材料加,工,工实验,;,;,ME338,机械另,件,件;,ME339,传热学,;,;,ME242L,热流科,学,学实验,;,;,ME343,热流系,统,统;,ME344,动力学,与,与控制,;,;,ME244L,动力系,统,统与控,制,制实验,;,;,ME353,工程经,济,济分析,;,;,ME366J,机械工,程,程设计,方,方法学,;,;,ME466K,机械工,程,程设计,项,项目举例6,:,:德克萨,斯,斯大学,(,(,Austin,),),机械系,专业方,向,向课,分别对,生,生物医,学,学工程,等,等列出,了,了七个,方,方向的,选,选修的,课程,,例,例如对,热,热流系,统,统方向,列,列出课,程,程为:,可压缩,流,流体力,学,学;,电,电机与,磁,磁器件,;,;,透平机,械,械与可,压,压缩流,;,;中级传,热,热学;,能量系,统,统实验,;,;,计,计算流,体,体动力,学,学引论,;,;,燃烧机,械,械过程,;,;,车,车辆工,程,程;,热系统,设,设计;空调系,统,统设计,;,;,太阳能,系,系统设,计,计等。
举例6,:,:德克萨,斯,斯大学,(,(,Austin,),),机械系,ME,主修课,ME1896,热力学,;,;,M19abc,流体力,学,学与气,体,体动力,学,学;,ME20,传热学,;,;,ME70,机械系,统,统运动,学,学引论,;,;,ME71,工程设,计,计引论,;,;,ME72,工程设,计,计实验,;,;,ME73,机械另,件,件设计,;,;,ME90abc,高级论,文,文(实,验,验);,ME91abc,高级论,文,文(分,析,析);,ME/CE96,机械工,程,程实验,;,;,CE/ME97,流体机,械,械实验,专门方,向,向课程14门,供,供学生,选,选修,,例如:,ME115ab,机器人,运,运动学,引,引论;,ME119a,传热学,与,与热力,学,学;,ME131,高级机,器,器人;,操,操纵与,定,定向;,ME932,高级机,器,器人;,导,导航与,视,视觉,举例7,:,:加州理,工,工学院,(,(,CIT,),),机械系,ME,主修课,:,:,ME201-0,力学,I;ME202-0,力学,II;,ME220-0,热力学,I;ME224-0,实验工,程,程,I;,ME240-0,机械设,计,计与制,造,造引论,;,;,ME241-0,流体力,学,学;,ME262-0,应力分,析,析与有,限,限元。
专门方,向,向课程21门,:,:,属于热,能,能工程,方,方向的,有,有:,ME370-0,热力学,II;ME373-0,工程流,体,体力学,;,;,ME377-0,传热学,;,;,ME379-0,燃烧工,程,程基础,等,等四门,举例8,:,:美国西,北,北大学,机,机械系,举例8,:,:英国利,物,物浦大,学,学机械,系,系,第1、2学年,热力学,,,,流体,力,力学,固体力,学,学,动,力,力学,,数,数学,电工,,工,工业管,理,理,计,算,算方法,第3学,年,年,传热学,,,,流体,力,力学,固体力,学,学,动,力,力学,,实,实验方,法,法,,有限元,分,分析,,小,小组设,计,计(,groupdesign);,第4学,年,年,压力容,器,器与管,线,线;计,算,算流体,动,动力学,;,;能量,利,利用与,控,控,制,法语,,德,德语,,西,西班牙,语,语;四,个,个工程,选,选修专,题,题,总结:境外热,工,工课程,的,的开设,情,情况,(1),热学课,程,程境外,高,高等学,校,校中工,程,程类专,业,业普遍,开,开设的,课,课程,,热现象,几,几乎是,每,每一个,工,工程领,域,域中都,会,会碰到,的,的物理,现,现象,,能,能量的,有,有效与,合,合理的,利,利用几,乎,乎是每,一,一个工,程,程师都,需,需要解,决,决的问,题,题。
在有一,些,些领域,中,中,热,现,现象的,规,规律还,是,是制约,技,技术发,展,展的瓶,颈,颈问题,因而在境外,的,的高等工程,教,教育中,传,热,热学,热力,学,学与流体力,学,学课程的开,设,设相当普遍,在境外高等,学,学校各种工,程,程学科中,机械工程学,科,科是把热工类课程作为必修课程的,最,最主要学科,之,之一许多学校把,热,热学类课程,作,作为工学院的公共课程,如美国依,阿,阿华(,lowa),州立大学工,学,学院在2000年开出,的,的81门课,程,程中(不含,基,基础课),,包,包括有电子、信息,、,、计算机、,控,控制、电磁,场,场等系列课程,,,,其中,热学方面的,基,基本课程有,四,四门,即热,力,力学,I,,热力学,II,,传热学及热,流,流系统设计,(,(,Thermal fluid systemdesign)总结:境外热工课,程,程的开设情,况,况,国外教授与,校,校友的共同,反,反应,总的反应是,国,国内工科教,育,育的知识面,比,比较窄,,,需要拓宽以美国,Akron,大学机械系,系,系主任钟道,藩,藩教授,的来信为例,:,:,“我深感国,内,内机械系课,程,程专业分割,太,太细微,与,美,美,国机械系课,程,程诧异颇大,。
我们机械,系,系的必修课,很广泛但不,深,深入机械,系,系学生必须,念,念:,总结:境外热工课,程,程的开设情,况,况,Thermal-Fluid Science,Solid mechanics,及,System control,三大类,,大,大四的学生,Concepts of design,Design ofenergy,system, Designof mechanical system,及,Control systemdesign,亦是每人的,必,必修课,总结:境外热工课,程,程的开设情,况,况,“,由于大部分,课,课程的差异,,,,国内来美,的,的研究生往,往,往,需要补修大,学,学部的课程,譬如,Mechanical,Engineering,的毕业生要,补,补,HeatTransfer,,Thermal DesignComponents,及,Control System,Design.,若是,Thermal Engineering,的毕业生又,缺,缺,Vibrations, Design of Mechanical Components,等,这是美,国,国各大学机,械,械系主任的,共,共同感觉。
所,所以,我一直鼓吹,国,国内机械系,本,本科生课程,应,应加强拓宽,,,,减,少专业化总结:境外热工课,程,程的开设情,况,况,(2)热工,课,课程的开设,方,方式,美国、英国,等,等高等学校,机,机械工程系主修课程的设置一般,分,分为两个层,次,次:,1)基本层,次,次中开设:该层次中的,课,课程一般复,盖,盖了该校机,械,械系各个研,究,究方向的最,基,基本的原理,,,,是该系所,有,有学生的必,修,修课,在这,一,一层次课程,中,中均包含流,体,体力学、热,力,力学、传热,学,学的基本原,理,理课程在内,;,;在这个层次,上,上,所必修,的,的课程的门,类,类均比我国,机,机械类专业,要,要广的多;,2)专门化,层,层次中开设,:,:该层次中按,专,专业方向不,同,同而分成若,干,干组课程供,学,学生选修而,而在这一层次,上,上,专门化,课,课程的深度,就,就比我国的,浅,浅,且内容,上,上未必是某,一,一个方向的,系,系统课程总结:境外热工课,程,程的开设情,况,况,(3)最近,十,十年美国热,工,工课程教学,的,的发展,,在最近10,年,年中,美国,高,高等学校工,科,科热工课程,的,的教学呈,现出许多新,的,的发展趋向,,,,值得我们,重,重视。
首先在热工,课,课程教材方,面,面,美国高,校,校中出现了,像,像:,Cengel,的,Thermodynamics,-,-An EngineeringApproach,Cengel,的,Heattransfer-A practical approach,Incropera/DeWitt,的,Fundamentals ofheattransfer这些教材取,材,材丰富、构,思,思新颖、内,容,容先进总结:境外热工课,程,程的开设情,况,况,在热工实验,方,方面,20,世,世纪末美国,高,高校也进行,了,了面向21,世,世纪的探索,,,,例如美国,普,普渡大学,DeWitt,等三位教授,进,进行了题为,“,“,Curriculumforthe 21th Century”,的研究,对,于,于传热学试,验,验提出了以,下,下改革内容,:,:,1),to conductfewer “traditional,”,” experiments,creating the time for thestudentsto performteamprojects(,减少“传统,”,”的实验,,增,增加学生进,行,行团队项目,的,的时间);,2),to providechallenging industrial designprojects(,增加有挑战,性,性的工程设,计,计项目);,3),to offer “hand-on” experience(,给予动手训,练,练机会);,4),to partnerwithindustrial sponsors,(,(,训练与工程,界,界合作);,5),to nurturethecommunication of theproject result,(,(,培养交流项,目,目结果的能,力,力)。
总结:境外热工课,程,程的开设情,况,况,为此,该校,改,改进了原有,的,的实验系统,,,,配备了数,据,据采集系统,,,,同时从,工业界不断,引,引入设计性,的,的实验课题,,,,并分解成,为,为,teamproject,(,团队项目),的,的内容总结:境外热工课,程,程的开设情,况,况,,强调了减少传统的,实,实验,增加来自工业界实际,项,项目的训练;强调了团队合作的训练;强,调,调了培养交流与,动,动手的能力当然传统的,实,实验还是需,要,要的,是加,深,深学生对教,学,学内容的理,解,解以及培养,动,动手能力的,环,环节在传,统,统实验的内,容,容与组织上,也,也要注意综合性的培养我,们,们来看普渡大学,ME315,的传统传热,学,学实验课程,的,的内容总结:境外热工课,程,程的开设情,况,况,,2.热工基,础,础课程在工,科,科各专业人,才,才,培养中的地,位,位,,我们认为:,热工课程的,基,基本知识应,当,当成为工科,各,各专业学生,必,必须具备的,技,技术素质,,,热工课程应,当,当成为我国,工,工科学生、,尤,尤其是机械,类,类专业的学,生,生的共同的工程,基,基础课程,。
2.1,从,从自然现象,与,与各类工程,物,物理过程的,本,本身及,执行可持续,发,发展能源政,策,策来看,2.2,从,从各大类专,业,业所包括的,技,技术领域中,所,所固有,的热现象来,看,看,2.3,从,从高新技术,和,和近代数理,理,理论的发展,情,情况来,看,2.4,对,对国内部分,大,大中型能源,动,动力企业的,调,调查,,2.热工基,础,础课程在工,科,科各专业人,才,才,培养中的地,位,位,2.1,从,从自然现象,与,与各类工程,物,物理过程的,本,本身及,执行可持续,发,发展能源政,策,策来看,2.热工基,础,础课程在工,科,科各专业人,才,才,培养中的地,位,位,热工课程以研究,热能与其它形式能量的转换规律,、,有效利用,及,热量传递规律,为其基本内容热现象是自然界中最普遍的物理现象,同时各个工程技术领域中及日常生活中的各种其它形式能量,最终大都是以热能的形式耗散于环境及宇宙之中面临的形势,既,既严峻又极,具,具挑战性,,我国能源动,力,力类相关专,业,业人才的培,养,养面临着既,严,严,峻又极具挑,战,战性的形势,能源及环,境,境是目前世,界,界各国,所面临的头,等,等社会问题,,,,能源资源,的,的国际间竞,争,争愈演,愈烈:伊拉,克,克战争及战,后,后重建,中,日,日双方在俄,罗,罗斯输,油管线走向,上,上的角逐等,,,,都是国家,间,间能源战略,利,利益冲,突的具体反,映,映。
我国现有能,源,源利用效率,很,很低,与发,达,达国家存在,着,着,较大的差距,:,:单位产值,能,能耗是世界,平,平均水平的2,.3,倍,.,,2.热工基,础,础课程在工,科,科各专业人,才,才,培养中的地,位,位,20,2.热工基,础,础课程在工,科,科各专业人,才,才,培养中的地,位,位,2.热工基,础,础课程在工,科,科各专业人,才,才,培养中的地,位,位,我国的人均,能,能源资源并,不,不丰富,我,国,国的资源发,展,展必然走资源节约型的道路我,国,国中长期能,源,源发展规划,制,制定了节能优先战,略,略提高能源,利,利用率是确,保,保我国中长,期,期能源供需,平,平衡的先决,条,条件,无论,是,是从国内资,源,源还是世界,资,资源的可获,量,量考虑,中,国,国只有创造,比,比目前工业,化,化国家更高,的,的能源效率,,,,才可能在,有,有限的资源,保,保证下,实,现,现高速经济,增,增长和达到,中,中等发达国,家,家人均水平,20,2.热工基,础,础课程在工,科,科各专业人,才,才,培养中的地,位,位,如果用国际,上,上先进的技,术,术和设备替,代,代现有落后,技,技术和设备,,,,全部节能,潜,潜力可达目,前,前能源消费,量,量的50%,如用国内,已,已有的先进,技,技术和设备,进,进行落后设,备,备的更新,,总,总节能潜力,可,可达目前能,源,源消费量的30%。
因此,无论,从,从电力的生,产,产,能源的,节,节约以及工,业,业生产过程,的,的本身特点,来,来看,工科,学,学生应该具,备,备合理用能,、,、节能的意,识,识并懂得其,基,基本的技术,,,,而热工课,程,程的内容是,合,合理用能及,节,节能理论中,的,的最基础与,核,核心的部分,2.2,从,从各大类专,业,业所包括的,技,技术领域中,所,所固有的热,现,现象来看,,2.热工基,础,础课程在工,科,科各专业人,才,才培养中的,地,地位,门类,复盖的专业名称,有关的热现象或技术问题举例,地,矿,类,1. 采矿工程,2. 石油工程,3. 矿物加工,工程,4.勘探技术,与工程,5.资源勘查,工程,矿物与石油的开采、储运、加工过程中的加热、冷却、分离和精制等过程;,加热炉的热设计、效率提高,余热回收等;,矿物加工过程中所用各种换热设备的设计,开发及性能改进等2.2,从,从各大类专,业,业所包括的,技,技术领域中,所,所固有的热,现,现,象来看(21大类),,,2.热工基,础,础课程在工,科,科各专业人,才,才,培养中的地,位,位,门类,复盖的专业名称,有关的热现象或技术问题举例,材,料,,类,,1 冶金工程,2 金属材料,工程,3 无机非金,属材料工程,4 高分子材,料与工程,金属熔化、凝固中的传热问题,板坯连铸中的传热问题;,加热炉、熔化炉的热设计;,射流冲击冷却技术;,陶瓷、玻璃等无机材料制造过程中的燃烧,干燥与冷却过程的控制与组织;,塑料成型过程中的加热与冷却过程的控制;,单晶硅制造过程中的流动与传热问题。
2.2,从,从各大类专,业,业所包括的,技,技术领域中,所,所固有的热,现,现象来看,,,,2.热工基,础,础课程在工,科,科各专业人,才,才培养中的,地,地位,门类,复盖的专业名称,有关的热现象或技术问题举例,电,气,信,息,类,电气工程及其自,动化,自动化,电子信息工程,通讯工程,计算机科学,与技术,电子科学与技术,生物医学工程,,电子器件和微电子器件的有效冷却技术;,电子器件及通讯材料(如光纤)制造过程中的流动传热问题;,流体力学、热力学及传热学的基本原理在生物医学工程中的应用;,流体传动与控制中的流体力学问题;,大规模集成电路制造过程中的传热问题(非傅里叶导热,微电子焊接,超细薄膜形 成);,低温冷冻在生物医学中的应用2.2,从,从各大类专,业,业所包括的,技,技术领域中,所,所固有的热,现,现象来看,,,,2.热工基,础,础课程在工,科,科各专业人,才,才培养中的,地,地位,门类,复盖的专业名称,有关的热现象或技术问题举例,土,建,类,建筑学,城市规划,土木工程,建筑环境设备,工程,给水排水工程,建筑物的散热与保温;,太阳房与太阳能采暖设计;,太阳能空调与制冷系统设计;,建筑物的采暖空调与通风;,管网中的流动阻力与流量计算。
2.2,从,从各大类专,业,业所包括的,技,技术领域中,所,所固有的热,现,现象来看,,,,2.热工基,础,础课程在工,科,科各专业人,才,才培养中的,地,地位,门类,复盖的专业名称,有关的热现象或技术问题举例,航 空 航 天 类,飞行器设计与工程,飞行器动力工程,飞行器制造工程,飞行器环境与生命,保障工作,航空发动机的工作原理;,燃气轮机叶片盘腔的有效冷却方法;,航天器重返大气层时的冷却与绝热技术;,发热体在太空中的散热技术;,微重力下的各类传热传质现象;,地面上微重力环境的模拟技术;,热管用于控制航天器的表面温度2.3,从,从高新技术,的,的发展情况,来,来看,,2.热工基,础,础课程在工,科,科各专业人,才,才,培养中的地,位,位,1.根据本,行,行业的发展,,,,请您对今,后,后5年内专,业,业人才的需,求,求情况进行,预,预测:相比,目,目前状况,,对,对专业人才,的,的需求规模,将,将扩大[]还,是,是减少[]?,相,相对比例,是,是多少?,[],2.,基于本行业,的,的发展,对,专,专业人才的,要,要求是:,(,1,)素质结构的具体要求,(,(可按要求,的,的高低顺序,打,打1,2,3,4,几,个,个指标可打,同,同一顺序号,,,,下同),()思想,道,道德,素,素质(),()文化,素,素质,()专业,素,素质,()身心,素,素质,(,2,)能力,结,结构的具,体,体要,求,求,()自,学,学能,力,力()解,决,决工,程,程问,题,题能,力,力,()表,达,达能,力,力()工,程,程实,践,践能,力,力,()社,交,交能,力,力()工,程,程综,合,合能,力,力,()计,算,算机,及,及信,息,息技,术,术应,用,用能,力,力()创,新,新能,力,力,2.4.1,调,调,查,查内,容,容,2.4,对,对国,内,内部,分,分大,中,中型,能,能源,动,动力,企,企业,的,的调,查,查,(3,),),知识,结,结构的具,体,体要,求,求,()工,具,具性,知,知识,(,),),()自,然,然科,学,学知,识,识,()工,程,程技,术,术知,识,识,()经,济,济管,理,理知,识,识,()专,业,业知,识,识,3.,结合,本,本行,业,业的,发,发展,,,,您,认,认为,对,对专,业,业人,才,才的,培,培养,还,还需,要,要那,些,些方,面,面的,专,专业,知,知,识,识,?,?并,请,请根,据,据重,要,要的,程,程度,由,由高,到,到底,排,排序,。
4.,现行,的,的高,等,等教,育,育培,养,养模,式,式是,否,否能,适,适应,未,未来,行,行业,发,发展,的,的需,要,要?,(,(是[],否,否[])?存,在,在不,足,足表,现,现在,那,那些,方,方面,?,?,,()学,生,生心,理,理素,质,质不,高,高()学,生,生眼,高,高手,低,低,()学,生,生专,业,业知,识,识太,少,少()学,生,生缺,乏,乏实,干,干精,神,神,()学,生,生不,愿,愿做,具,具体,业,业务,工,工作()学,生,生知,识,识面,太,太窄,()学,生,生出,国,国热,太,太甚(),2.4,对,对国,内,内部,分,分大,中,中型,能,能源,动,动力,企,企业,的,的调,查,查,,5.,目,目,前,前培,养,养出,来,来的,大,大学,毕,毕业,生,生,,在,在承,担,担专,业,业任,务,务和,适,适应,未,未来,行,行业,发,发展,需,需要,方,方面,存,存在,的,的不,足,足是,什,什么,?,?,(),专,专业,知,知识,欠,欠缺(),外,外语,能,能力,不,不够,(),动,动手,能,能力,太,太差(),知,知识,面,面太,窄,窄,(),创,创新,能,能力,不,不足(),应,应用,能,能力,低,低下,(),合,合作,精,精神,不,不好(),,6.,请,请,您,您对,我,我国,高,高等,教,教育,的,的教,学,学改,革,革提,出,出宝,贵,贵的,意,意见,与,与建,议,议:,发出49,余,余份,调,调查,表,表,,回,回收,近,近1/3,包,括,括:,核电,企,企业4,个,个;,锅炉,厂,厂5个,;,;,制冷,压,压缩,厂,厂3个,;,;,研究,院,院、,勘,勘探,院,院3个,。
2.4,对,对国,内,内部,分,分大,中,中型,能,能源,动,动力,企,企业,的,的调,查,查,人才,需,需求,将,将扩,大,大,,大,大,部,部分,预,预计10,~,~20%,2.,对,对专,业,业人,才,才的,要,要求,(1,),)素,质,质结,构,构,思想,道,道德,(,(1,),)-13专业,素,素质,(,(1,),)-6,文化,素,素质,(,(1,),)-0,身,身,心,心素,质,质(1),-,-3,(2,),)能,力,力结,构,构,自学,能,能力,(,(1,),)-5,社,社,交,交能,力,力(1),-,-1,表达,能,能力,(,(1,),)-2,计,计,算,算机,能,能力,(,(1,),)-3,解决,问,问题,能,能力,(,(1,),)-8工程,实,实践,能,能力,(,(1,),)-5,工程,综,综合,能,能力,(,(1,),)-7创新,能,能力,(,(1,),)—2,2.4.2,企,企业,反,反馈,意,意见,综,综合,2.4,对,对国,内,内部,分,分大,中,中型,能,能源,动,动力,企,企业,的,的调,查,查,(3,),)知,识,识结,构,构,工具,知,知识,(,(1,),)-4,经,经,济,济管,理,理(1),-,-0,自然,科,科学,(,(1,),)-2专业,知,知识,(,(1,),)-8,工程,技,技术,(,(1,),)-4,3.,对,对,我,我国,高,高等,教,教育,改,改革,的,的建,议,议:,(1,),)密,切,切与,企,企业,界,界的,合,合作,与,与联,系,系;,(2,),)加,强,强专,业,业基,础,础学,习,习,,更,更新,知,知识,结,结构,,,,学,习,习先,进,进技,术,术;,(3,),)加,强,强与,专,专业,知,知识,相,相关,的,的实,践,践;,(4,),)培,养,养学,生,生的,协,协作,与,与团,队,队精,神,神。
2.4,对,对国,内,内部,分,分大,中,中型,能,能源,动,动力,企,企业,的,的调,查,查,因此,,,,如,何,何培,养,养适,应,应上,述,述社,会,会发,展,展需,要,要专,业,业人,才,才,,是,是我,们,们教,育,育工,作,作者,需,需要,解,解决,的,的重,要,要问,题,题,24,3.,热,热工,基,基础,课,课程,知,知识,体,体系,的,的基,本,本要,求,求,不同,大,大类,专,专业,中,中开,设,设热,工,工课,程,程的,设,设想,4,对,对各,大,大类,工,工科,专,专业,开,开设,热,热工,基,基础,课,课程,的,的建,议,议,类型,所属专业大类,特 点,开 课 建 议,I,,1.能源动力类,2.化工制药类,3.航空与航天类,4.环境与安全类,5.武器类,6.土建类,热工课程是该类型专业的重要技术基础课,1.开设高学时的“工程热力学”与“传热学”;,2.不同大类专业在教学内容上还可有所不同侧重或以专题形式作适当补充,如:化工制药类增加多孔介质中的流动与传热;航空航天类增加高速流动中的传热;兵器类增加气体在极高压、高温下的流动与传热等不同,大,大类,专,专业,中,中开,设,设热,工,工课,程,程的,设,设想,4,对,对各,大,大类,工,工科,专,专业,开,开设,热,热工,基,基础,课,课程,的,的建,议,议,类型,所属专业大类,特 点,开 课 建 议,II,,,1.地矿类,2.仪器仪表类,3.材料类,4.工程力学类,5.机械类,6.海洋工程类,7.轻工纺织食品类,8.电气信息类,9.交通运输类,10.生物工程类,11.农业工程类,12.林业工程类,13.公安技术类,14.水利类,1.,热科学的知识是某一大类中部份专业的技术基础,而对另一些专业则关系则要远一些;如机械类的材料成型为前者,工业设计为后者;,2.热科学知识是某类专业(如材料成型与控制工程)中的某一方向(如铸造、焊接)的主要技术基础课但与另一些方向(如真空技术及设备)关系较远,方案之一:开设中等学时的热力学、传热学课程,为必修课;,方案之二:开设高学时传热学作为选修课,中等学时热力学作为必修课;,方案之三:对于同一大类中与热学关系不密切的专业开设热工基础或能源概论与管理,不同,大,大类,专,专业,中,中开,设,设热,工,工课,程,程的,设,设想,4,对,对各,大,大类,工,工科,专,专业,开,开设,热,热工,基,基础,课,课程,的,的建,议,议,类型,所属专业大类,特 点,开 课 建 议,III,测绘类,热科学知识与该大类专业的主干技术无直接的关系,开设能源概论与管理,使学生具备最基础的热科学知识。
5.1,教师,条,条件,45,岁,岁以,下,下的,本,本课,程,程教,师,师应,具,具备,动,动力,工,工程,及,及工,程,程热,物,物理,一,一级,学,学科,的,的博,士,士或,硕,硕士,学,学位,5.2,实,实,验,验,条,条,件,件,应,能,能,开,开,出,出,由,由,课,课,程,程,基,基,本,本,要,要,求,求,规,规,定,定,的,的,必,必,须,须,的,的,教,教,学,学,实,实,验,验,,,,,应,应,积,积,极,极,创,创,造,造,条,条,件,件,为,为,学,学,有,有,余,余,力,力,的,的,学,学,生,生,开,开,出,出,综,综,合,合,性,性,、,、,设,设,计,计,性,性,的,的,实,实,验,验,实,实,验,验,可,可,以,以,单,单,独,独,设,设,课,课,5,开,开,设,设,热,热,工,工,类,类,课,课,程,程,的,的,必,必,备,备,教,教,学,学,条,条,件,件,5.3,教,教,材,材,条,条,件,件,一,般,般,应,应,当,当,采,采,用,用,由,由,部,部,省,省,级,级,出,出,版,版,社,社,出,出,版,版,的,的,经,经,过,过,某,某,一,一,层,层,次,次,审,审,阅,阅,的,的,教,教,材,材,,,,。












