《熱工基礎(chǔ)》課程標準

《熱工基礎(chǔ)》課程標準課程代碼：課程類型：理論課課程性質(zhì)：必修課適用專業(yè)：輪機工程技術(shù)專業(yè)總學(xué)時：54學(xué)時一、課程性質(zhì)與作用《熱工基礎(chǔ)》是海洋船舶輪機工程技術(shù)〈輪機管理〉的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課程，屬必修課。其知識點是海船船員二/三管輪適任考試課程《船舶輔機》的考證內(nèi)容。3000KW及以上船舶二、三管輪的主管設(shè)備運行和管理涉及到很多《熱工基礎(chǔ)》的知識，學(xué)習(xí)《熱工基礎(chǔ)》，有助于學(xué)生對船舶機械的工作原理的掌握，有助于提高船舶機械設(shè)備故障的分析能力，提高對船舶機械管、用、養(yǎng)、修的技能，有助于專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)，還可為《船舶輔機》、《液壓技術(shù)》、《船舶柴油機》等專業(yè)課程中的泵類、液壓裝置、通風(fēng)制冷空調(diào)裝置、鍋爐、壓縮機、柴油機等的學(xué)習(xí)奠定必要的理論基礎(chǔ)。二、課程目標1、課程總體目標：通過任務(wù)引導(dǎo)的項目活動，使學(xué)生掌握流體處于平衡與運動中的基本力學(xué)規(guī)律及在輪機工程中的應(yīng)用；掌握熱力學(xué)基本概念、所用工質(zhì)的性質(zhì)、熱力過程、熱能與機械能相互轉(zhuǎn)換規(guī)律及在輪機工程中的應(yīng)用；掌握熱傳遞的基本規(guī)律及在輪機工程中的應(yīng)用；2、課程具體目標1）知識目標：（1）掌握流體的主要物理性質(zhì)；流體靜力學(xué)基本方程、意義和應(yīng)用；流體流動的基本概念；連續(xù)性方程及應(yīng)用；理想流體伯努里方程、實際流體伯努里方程和伯努里方程的應(yīng)用；流體流動的兩種形態(tài)及判別；流體在流動中的阻力和水頭損失。（2）掌握熱力學(xué)基本概念；理想氣體概念及熱力性質(zhì)；熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)及表述；熱量、容積功的計算和異同點；卡諾循環(huán)、逆卡諾循環(huán)的組成、經(jīng)濟性指標及指導(dǎo)意義；卡諾定理；理想氣體的熱力過程；噴管、擴壓管斷面的變化規(guī)律及變化條件、應(yīng)用；臨界壓力比、流速計算；活塞式壓縮機的理想循環(huán)組成；不同壓縮過程耗功大小的比較；容積效率及影響因素；多級壓縮的應(yīng)用及最佳增壓比；內(nèi)燃機實際循環(huán)的理想化及理想循環(huán)的組成、理想循環(huán)在p—v、T—s圖上的圖形；影響理想循環(huán)熱效率的因素及提高循環(huán)熱效率的途徑；水蒸氣的定壓形成p—v、h—s圖；水蒸汽表、水蒸汽的基本熱力過程；制冷劑的p—h圖；蒸汽壓縮制冷的理想循環(huán)；影響制冷系數(shù)的因素；濕空氣的基本概念；濕空氣參數(shù)；濕空氣的h—d圖；濕空氣的典型過程。（3）掌握導(dǎo)熱、對流換熱、輻射換熱的基本概念、影響導(dǎo)熱系數(shù)、對流換熱系數(shù)、黑度的因素；傳熱概念、削弱、增強傳熱措施在輪機工程中的應(yīng)用；船用熱交換器的類型、結(jié)構(gòu)、原理、性能特點。2）能力目標（1）能夠應(yīng)用流體的主要物理性質(zhì)、靜力學(xué)方程、連續(xù)性方程和動力學(xué)方程解決3000KW及以上船舶二、三管輪的主管設(shè)備中涉及的實際流體問題；能對涉及的管路進行阻力分析，能提出有效的減少阻力的方法；（2）能應(yīng)用熱力學(xué)兩定律分析3000KW及以上船舶二、三管輪的主管熱力設(shè)備中相關(guān)的熱力過程及熱力循環(huán)，能判斷熱能與機械能轉(zhuǎn)換過程的影響因素，能指出提高熱力設(shè)備能量轉(zhuǎn)換的有效途徑和方法；（3）能應(yīng)用傳熱學(xué)規(guī)律，分析柴油機、制冷裝置、空調(diào)裝置、船用輔鍋爐和各類熱交換器傳熱過程，為改進設(shè)備和節(jié)約能源有效地提出增強傳熱或削弱傳熱的途徑。3）素質(zhì)、情感目標（1）培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)道德、工作責(zé)任心和吃苦耐勞的品質(zhì)。培養(yǎng)學(xué)生的服從意識與團隊協(xié)作精神和溝通能力。（2）培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和語言表達能力，。（3）培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，具有敏捷的情景意識與正確判斷分析能力和解決問題的能力。三、課程設(shè)計理念與思路課程設(shè)置依據(jù)：依據(jù)STCW78公約馬尼拉修正案、國家海事局高級船員最新考綱和現(xiàn)代船舶輪機管理的工作需求設(shè)置“熱工基礎(chǔ)”課程；同時考慮到“以職業(yè)素質(zhì)為基礎(chǔ)，以適崗能力為本位”的教育教學(xué)指導(dǎo)思想和航海高職高專學(xué)生的認知規(guī)律，以滿足遠洋船舶輪機人才需求、船舶輪機崗位群能力的需求和對于高級船員的適任要求。課程目標定位：培養(yǎng)輪機工程技術(shù)專業(yè)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)，使學(xué)生加深對船舶機械的工作原理的掌握，提高船舶機械設(shè)備故障的分析能力和管、用、養(yǎng)、修的能力。根據(jù)船舶輪機崗位群的三個級別（支持級、操作級、管理級），課程的目標定位于管理級高級船員————二/大管輪。課程內(nèi)容選擇標準：根據(jù)STCW78/95公約馬尼拉修正案（2010）和國家海事局2012年3月頒布實施的高級船員最新考綱，確定課程內(nèi)容，即將課程內(nèi)容與國際公約對接、與國家海事局考試要求對接，建立課、證融通的課程體系。同時，對課程內(nèi)容的取舍，還要兼顧現(xiàn)代輪機管理的實際要求，征求航運企業(yè)專家的意見，做到與時俱進，實現(xiàn)課程內(nèi)容與輪機現(xiàn)實要求的對接。課程設(shè)計思路：遵循“理實結(jié)合”的職業(yè)教育理念，將課程內(nèi)容設(shè)計為三個學(xué)習(xí)模塊：●流體力學(xué)●工程熱力學(xué)●傳熱學(xué)學(xué)習(xí)程度用語說明：根據(jù)“以職業(yè)素質(zhì)為基礎(chǔ)，以適崗能力為本位”的指導(dǎo)思想，將船舶輔機課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)程度分為“了解”、“掌握”和“熟練”三個層次。四、教學(xué)進程安排學(xué)習(xí)模塊學(xué)習(xí)任務(wù)課時1流體力學(xué)單元一流體的主要物理性質(zhì)14單元二流體靜力學(xué)方程及應(yīng)用單元三流體運動學(xué)基礎(chǔ)單元四流體動力學(xué)基礎(chǔ)2工程熱力學(xué)單元一基本概念26單元二熱力學(xué)第一定律單元三熱力學(xué)第二定律及卡諾定律單元四理想氣體的定義、熱力性質(zhì)及熱力過程單元五水蒸氣單元六氣體和蒸氣的流動單元七壓縮機的熱力過程單元八氣體動力循環(huán)單元九蒸汽動力循環(huán)單元十蒸氣壓縮制冷循環(huán)單元十一濕空氣3傳熱學(xué)單元一熱傳遞的三種基本方式和特點14單元二三種基本的傳熱過程單元三強化、削弱傳熱的基本途徑單元四熱交換器的種類、結(jié)構(gòu)、原理及性能總計54五、教學(xué)內(nèi)容與要求學(xué)習(xí)模塊一流體力學(xué)課時14教學(xué)目標知識目標1.掌握流體的主要物理性質(zhì)：流體的密度和重度；流體的膨脹性和壓縮性；流體的表面張力；流體的含氣量與氣體分離壓；流體的粘滯性。2.掌握流體的靜壓力及其特性；流體靜力學(xué)基本方程；流體靜力學(xué)方程的意義；等壓面；3.掌握流體流動的基本概念；連續(xù)性方程；理想流體的伯努里方程及意義；實際流體的伯努里方程；流體流動的兩種形態(tài)；雷諾數(shù)的物理意義；熟悉流動阻力和水頭損失。能力目標1.能應(yīng)用流體性質(zhì)對船舶常見流體系統(tǒng)進行分析；2.能應(yīng)用流體靜力學(xué)方程對液位計、液壓傳動和測壓管等進行分析。3.能應(yīng)用動力學(xué)方程結(jié)合流動阻力和水頭損失對船舶機械中管路進行阻力分析，并提出減少阻力的方法。素質(zhì)目標1.培養(yǎng)自學(xué)能力。2.培養(yǎng)理論聯(lián)系實際，分析問題的能力。3.培養(yǎng)查閱說明書等的能力。學(xué)習(xí)任務(wù)單元一流體的主要物理性質(zhì)單元二流體靜力學(xué)方程及應(yīng)用單元三流體運動學(xué)基礎(chǔ)單元四流體動力學(xué)基礎(chǔ)相關(guān)知識高中物理、高等數(shù)學(xué)教學(xué)設(shè)備、工具與媒體多媒體課件，測壓管、鍋爐水位計、液壓傳動考核評價理論考核和課堂分析情況學(xué)習(xí)模塊二工程熱力學(xué)課時26教學(xué)目標知識目標1.掌握工質(zhì)和熱力系統(tǒng)；熱力狀態(tài)和狀態(tài)參數(shù)；準靜態(tài)過程和可逆過程；2.掌握理想氣體物理模型和定義；理想氣體的熱力性質(zhì)和過程。容積功和熱量；3.熟練掌握封閉系統(tǒng)能量方程；熱力學(xué)第一定律實質(zhì)及表述；穩(wěn)定流動能量方程。4.掌握熱力學(xué)第二定律的表述與實質(zhì)；卡諾循環(huán)；卡諾定理。5.掌握水蒸汽的基本概念；水的定壓汽化過程；水和水蒸汽的表和圖；水蒸汽的基本熱力過程。蒸汽輪機裝置及理想循環(huán)，蒸汽輪機理想循環(huán)的熱效率。6.掌握噴管和擴壓管的斷面變化規(guī)律；噴管和擴壓管中的流動特性；7.掌握活塞式壓縮機的工作原理和示功圖，循環(huán)耗功、容積效率和影響因素；多級壓縮及最佳增壓比。8.了解葉輪式壓氣機的工作原理及分類。9.掌握干空氣、濕空氣、未飽和空氣、飽和空氣；干球溫度、濕球溫度、露點；相對濕度、含濕量；濕空氣的焓及其計算；濕空氣的熵及其計算；濕空氣h—d圖的結(jié)構(gòu)；濕空氣h—d圖上的定焓線、定含濕量線、定溫線、定相對濕度線；根據(jù)已知的濕空氣狀態(tài)確定其露點和濕球溫度。濕空氣的混合過程；濕空氣的加熱過程、冷卻過程；濕空氣的加濕過程，包括噴水加濕過程和噴蒸汽加濕過程；以上典型過程在h—d圖上的表示。10.了解船舶制冷裝置的基本設(shè)備。掌握蒸氣壓縮制冷裝置的實際循環(huán)和理想循環(huán)；制冷系數(shù)；制冷劑的p—h圖的結(jié)構(gòu)；制冷劑p—h圖上四組定參數(shù)線的特征；制冷劑p—h圖的應(yīng)用；蒸氣壓縮制冷理想循環(huán)在p—h圖上的表示；影響蒸氣壓縮制冷循環(huán)制冷系數(shù)的主要因素；制冷量、耗功量、放熱量的計算；制冷系數(shù)的計算。能力目標1.能分析內(nèi)燃機實際循環(huán)及理想循環(huán)；內(nèi)燃機循環(huán)平均壓力、功率和熱效率計算式、影響循環(huán)熱效率的主要因素。2.能運用熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律，分析提高循環(huán)熱效率和功率的途徑。3.能正確識讀水蒸汽圖表并進行相關(guān)計算。4.能分析蒸汽輪機裝置的熱力過程。5.能進行蒸汽輪機熱效率的計算。6.能分析飽和溫度與飽和壓力對應(yīng)關(guān)系，完成相應(yīng)的實驗報告。7.具有對活塞式壓縮機三種理想循環(huán)耗功進行分析的能力8.具有計算噴管和擴壓管中的流速的能力；具有分析影響容積效率并提出提高措施的能力；具有確定最佳增壓比的能力；具有對制冷裝置的熱力過程在p—h圖上表達并分析的能力；具有進行制冷系數(shù)計算并指出提高制冷系數(shù)的途徑的能力。具有利用濕空氣h—d圖進行狀態(tài)點的確定并進行熱力計算的能力；具有對船舶空調(diào)空氣處理過程在h—d圖上表示并分析的能力；具有利用干濕球溫度計確定相對濕度的能力。素質(zhì)目標1.具有將實際復(fù)雜過程合理抽象簡化的意識；2.具有舉一反三的自學(xué)能力；3.具有理論聯(lián)系實際，分析問題、解決問題的能力。學(xué)習(xí)單元單元一基本概念單元二熱力學(xué)第一定律單元三熱力學(xué)第二定律及卡諾定律單元四理想氣體的定義、熱力性質(zhì)及熱力過程單元五水蒸氣單元六氣體和蒸氣的流動單元七壓縮機的熱力過程單元八氣體動力循環(huán)單元九蒸汽動力循環(huán)單元十蒸氣壓縮制冷循環(huán)單元十一濕空氣相關(guān)知識內(nèi)燃機基本知識教學(xué)設(shè)備、工具與媒體動力裝置拆裝實訓(xùn)室、多媒體課件、精品課程網(wǎng)站、四沖程柴油機模型考核評價理論考核和課堂分析情況學(xué)習(xí)模塊三傳熱學(xué)課時14教學(xué)目標知識目標1.了解熱流量、熱流密度；溫度場、溫度梯度的概念。2.掌握熱傳遞的三種基本方式和三種基本傳熱過程；傅立葉定律；導(dǎo)熱系數(shù)及其隨溫度的變化規(guī)律；3.掌握導(dǎo)熱熱阻分析；平壁導(dǎo)熱的計算；牛頓冷卻公式；對流換熱系數(shù)、局部換熱系數(shù)、平均換熱系數(shù)；影響對流換熱系數(shù)的主要因素；4.掌握確定對流換熱系數(shù)的方法；對流換熱熱阻分析；典型的對流換熱過程的特征。5.掌握熱輻射的本質(zhì)和特點；吸收率、反射率、穿透率；黑體、白體、透明體、灰體；熱輻射的基本定律；本身輻射、投射輻射、吸收輻射、有效輻射；空間熱阻、表面熱阻；遮熱板的作用。6.掌握熱絕緣目的、要求；對熱絕緣材料的要求；常用的熱絕緣材料；臨界熱絕緣直徑；削弱傳熱的手段和措施，結(jié)合輪機管理中的實例進行分析與討論。7.掌握熱交換器的種類、結(jié)構(gòu)、工作原理、性能特點；逆流式、順流式的特點比較；8.掌握傳熱過程，傳熱熱阻分析；對數(shù)平均溫差及計算；熱平衡計算；增強傳熱的方法，結(jié)合輪機管理中的實例進行分析與討論。能力目標1.具有利用導(dǎo)熱的基本性質(zhì)分析輪機設(shè)備導(dǎo)熱的各種影響因素，并能夠分析船舶設(shè)備增強和削弱導(dǎo)熱的方法；2.具有利用對流換熱的基本性質(zhì)分析輪機設(shè)備對流換熱的影響因素，并提出船舶設(shè)備增強和削弱對流換熱的方法；3.能利用輻射對流換熱性質(zhì)分析船舶常見輻射換熱現(xiàn)象，能夠提出增強和削弱輻射換熱的解決措施。4.能根據(jù)各類熱交換器的結(jié)構(gòu)特點分析其在船舶上的應(yīng)用范圍，并能分析保持熱交換器高效運轉(zhuǎn)的管理方法。素質(zhì)目標培養(yǎng)學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)、圖書館了解新技術(shù)、掌握前沿動態(tài)的能力；鞏固學(xué)生理論聯(lián)系實際，學(xué)以致用的習(xí)慣；學(xué)習(xí)單元單元一熱傳遞的三種基本方式和特點單元二三種基本的傳熱過程（平壁傳熱、圓筒壁傳熱、肋壁傳熱）單元三強化、削弱傳熱的基本途徑單元四熱交換器的種類、結(jié)構(gòu)、原理及性能相關(guān)知識高中物理教學(xué)設(shè)備、工具與媒體動力裝置拆裝實驗室、多媒體課件、精品課程網(wǎng)站考核評價理論考核和課堂分析情況六、考核評價采取多元化的考核評價方法，重視平時表現(xiàn)，突出高職特色?？荚嚪绞揭怀龆鄻有?、針對性、生動性。要把課程終結(jié)考試與過程考核中學(xué)生取得的成績，作為判斷學(xué)生成績的重要依據(jù)。每學(xué)期的成績由三部分組成，即平時表現(xiàn)、過程考核成績和課程終結(jié)考試成績，所占比重分別為0.2、0.4、0.4；平時表現(xiàn)主要考察學(xué)生的課堂考勤、學(xué)習(xí)態(tài)度、作業(yè)完成率等因素；過程考核主要考察學(xué)生的課堂提問的回答正確率、思考問題的深度、單元測驗、分析能力、實驗報告，課程終結(jié)考試成績主要考察每一學(xué)期的學(xué)習(xí)效果。七、教學(xué)條件1實踐條件（1）校內(nèi)實訓(xùn)教學(xué)條件：船舶通用管系實驗室、空氣壓縮機實驗室、制冷空調(diào)實驗室、液壓舵機實驗室、燃油鍋爐實驗室、動力裝置拆裝實訓(xùn)室、輪機工程基礎(chǔ)實驗室等，通過這些實驗室完成飽和壓力與飽和溫度對應(yīng)關(guān)系的實驗和相關(guān)現(xiàn)場教學(xué)。具體設(shè)備配備如下表。序號場地、設(shè)備、設(shè)施要求備注1制冷壓縮機1臺活塞式2活塞式空氣壓縮機6只水冷式3鍋爐水位計2只4船舶空調(diào)系統(tǒng)1套5柴油機４臺四沖程6135柴油機6測壓儀表2只7船舶伙食冷庫系統(tǒng)1套（2）校外實訓(xùn)基地：建立校外實訓(xùn)基地了解熱交換器結(jié)構(gòu)、原理和最新計算。2師資條件（1）具有輪機工程技術(shù)或相關(guān)專業(yè)本科及以上學(xué)歷；（2）具有課程教學(xué)組織能力、語言溝通表達能力；（3）具有先進的教學(xué)方法和理念，并具備應(yīng)用多種教學(xué)方法和實施教改的能力。（4）熟悉《主推進動力裝置》和《船舶輔機》的基本內(nèi)容。3教材選用（1）依據(jù)本課程標準選用近期國內(nèi)公開出版的優(yōu)秀教材或編寫教材。（2）能夠體現(xiàn)高職類教學(xué)的特點，如校企合作型、工學(xué)結(jié)合型、項目驅(qū)動型等。（3）教材內(nèi)容應(yīng)不低于國家海事局適任證書考試大綱的要求。（4）有相應(yīng)教輔資料、習(xí)題庫。4課程網(wǎng)絡(luò)資源建有輪機專業(yè)教