PDF《能源与动力工程系》

2017-2018 学年度本科课程介绍 能源与动力工程系

00140031 能源科学研究中的失败案例讨论

1 学分

16 学时 Cases on the fails in energy technologies research and development 在重大的能源科学研究中,如薄膜太阳能电池,航空动力、洁净煤技术等,都曾经经历过失败的过程,有 些发现最终以完全失败告终,是特例?有无规律存在?从中我们是否可以有所收获?事实上,在科学研究 过程中,存在着大量的失败的案例,人们过多地关注了成功的过程,而避免讨论自已的失败过程.

然而我 们可以从失败的过程中学到更多的东西,这是失败的价值所在.任课教师本人就有许多这样的经历与大家 分享.本课程通过大约

10 个左右的失败案例的分析,还有课外的几项实践活动参加.

00140041 能源与可持续发展

1 学分

16 学时 Energy for Sustainable Development 本课程引导本科新生就中国能源发展中存在的问题和高新技术的选择进行研讨.包括传统化石能源的洁净 转化,特别是煤炭利用如何向零排放发展,保障能源安全和提供替代液体燃料;

如何基于资源多元化与可 持续发展的战略开发新能源,可再生能源的特点与规模化应用的矛盾;

分布式与大规模集中式发电/供能系 统的关系;

实现氢能经济所需要解决的问题等.

00140122 能源与气候变化/可持续发展

2 学分

32 学时 Energy and Climate Change/Sustainable Development 清华大学核心素质课程新模块 绿色教育与可持续发展 系列课程之一,重点在教学应对气候变化的可持 续发展的各种能源知识.包括能源的概念、历史和问题;

化石能源;

核能;

可再生能源;

能源载体;

可持 续发展之未来

20140052 弹性力学与有限元

2 学分

36 学时 Elastic Mechanics and Finite Element Method 课程前半部分简明而系统地讲授三维弹性力学的基本概念、基本方法和一般原理.内容包含位移、应力、 应变、应变张量、应力张量、应力平衡微分方程、位移应变关系、本构方程等基本概念及基本方程,并讲 述了弹性力学问题的微分提法以及边界条件的给定等.课程对一些典型的弹性力学问题进行了求解.重点 介绍了轴对称圆形薄板弯曲问题的求解方法.通过对这一问题的求解,加强初学者对模型简化和边界条件 正确设置的理解.此外,课程对弹性力学的基本原理、能量理论以及强度理论进行了介绍.课程第二部分 是有限元理论的学习.重点介绍有限元的基本概念和理论方法.杆、梁、平面问题的有限元解法过程.课 程注重将理论结合工程实际.不仅在授课过程中穿插一些工程实际应用,并在课程的最后一部分讨论了工 程中经常遇到的弹性力学问题以及如何用有限元的方法解决.这部分介绍了静强度及热应力有限元分析、 动力学及转轮流固耦合动态响应有限元分析和轴承转子动力特性分析.

20140064 工程热力学

4 学分

64 学时 Engineering Thermodynamics

1、 基本概念和基本原理 1) 基本概念:各种热力系统;

状态参数;

平衡态与准静态;

可逆与不可逆;

功量和热量等. 2) 基本原理包括:热力学第一定律的表达和应用;

热力学第二定律的表述和应用;

热力学第三定律.

2、 工质的性质: 1) 理想气体的性质和参数计算;

2) 纯物质热力学面及相图;

水和水蒸气

图表的结构和使用方法. 2017-2018 学年度本科课程介绍 3) 混合气体的定律和参数计算;

湿空气的性质和参数计算. 4) 热力学微分关系式;

维里方程等经验性状态方程;

普遍化及对比态方程.

3、 热力过程和热力循环: 1) 多变过程与基本热力过程的计算;

过程和能量在 p-v 和T-s 图上的表示;

水和水蒸气及湿空气的热力 过程. 2) 气体动力循环、蒸汽动力循环、制冷和热泵循环、现代新型动力循环.

4、化学热力学基础:赫斯定律;

燃烧热值;

标准生成焓和标准生成吉布斯函数;

化学火用、化学平衡.

20140083 传热学

3 学分

48 学时 Heat Transfer 《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,是机械类院系本科生的基 础课,也是当今科学技术领域发展的最重要技术基础之一.课程内容安排的指导思想是力求将本课程的基 础性、应用性和前瞻性等特点有机地结合起来,并体现在教学内容的安排和教学方法的实现中.进一步改 进教学方法、注重学生创新能力的培养,使学生具备一定的理论联系实际、分析和解决实际热工问题的能 力及创新能力;

扩大学生的知识面,为以后研究生阶段的学习和研究以及今后解决国民经济及高新科技发 展中的热工问题打下一定的理论基础.本课程主要根据热量传递的三种不同方式:导热,对流换热,热辐 射与辐射换热,分别介绍了与此相关的物理概念,基本定律,计算公式,求解方法与实验研究原理,以及 应用背景等.为适应科学技术的发展,增加了高新技术传热及数值模拟方法等相关专题,以加强学生应用 能力的培养.另外本课程为配合教学内容,设置了四个教学实验,安排了两个编程计算的作业.此外,还 要求每名同学完成一个大作业并撰写论文或研究报告,以培养学生的综合能力.

20140092 工程热力学基础

2 学分

32 学时 Fundamentals of Engineering Thermodynamics 本课程主要包括以下三个方面的内容:

1、 基本概念和基本原理: 1) 基本概念:各种热力系统;

状态参数;

平衡态与准静态;

可逆与不可逆;

功量和热量等. 2) 基本原理包括:热力学第一定律在闭口系、开口系、稳定流动系统中的表达和应用;

热力学第二定律 的表述和证明、卡诺定理、熵与熵变、熵流与熵产、孤立系熵增原理、能量的品质与能量的贬值原理.

2、 工质的性质和过程: 1) 理想气体的性质和参数计算;

气体的热力过程分析. 2) 实际气体的性质;

水与水蒸气的热力状态与状态参数

图表;

水与水蒸气的热力过程.

3、 热力循环: 1) 气体动力循环、蒸汽动力循环 2) 制冷和热泵循环.

20140102 传热学基础

2 学分

32 学时 Fundamentals of Heat Transfer 本课程将系统学习传热学基本知识,典型传热过程的物理、数学模型建立与求解方法,具体内容包括:导 热理论基础、稳态导热、非稳态导热、导热问题数值解法基础、对流换热分析、单相流体对流换热及准则 关联式、凝洁与沸腾换热、热辐射的基本定律、辐射换热计算、传热和换热器.除了课堂讲授,还分别有 一次有导热与对流换热实验.

20140112 核能利用与安全

2 学分

32 学时 Nuclear Energy and Safety 2017-2018 学年度本科课程介绍 该课程首先介绍了核能在能源需求、核安全和环境保护等领域所发挥的重要作用以及在应用方面所面临的 众多挑战. 然后通过介绍核能产生的基本原理, 揭示巨大核能来源和利用的原理, 引出了核电众多堆型的由来和特点. 详细介绍了核电站的多重防御体系,向学生们展示了一个完整的核能利用完整系统. 该课程也对核电的经济性进行了初步的分析和介绍. 该课程还系统地介绍和分析了国际上三大核电事故案例,引导学生对核安全有更进一步的了解和思考. 最后简要介绍了当前核能的发展形势和当今世界正在努力研究的各种更加安全高效清洁的新型核能系统. 教学采用讲课与课堂讨论相结合的方式.

30140064 热工基础

4 学分

68 学时 Fundamentals of Thermodynamics and Heat Transfer 热工基础是能源动力、航空航天、环境、制冷低温、机械工程等学科的技术基础之一,是反应堆热工水力 学的重要基础课程.热工基础课程由工程热力学和传热学两部分基本内容组成,主要研究热能的合理、有 效利用以及热能利用过程和其他热现象中的热量传递基本规律.工程热力学篇主要介绍工程热力学的基本 概念和基本定律、工质的热力学性质、基本热力过程与热力循环分析以及提高循环效率的途径;

传热学篇 主要介绍导热、 对流换热、 辐射换热的基本规律、 求解方法以及控制(强化或削弱)热量传递过程的技术措施, 换热器的传热计算.

30140314 热力设备传热与流体动力学

4 学分

64 学时 Heat Transfer and Hydrodynamics in Thermal Equipment 本课程主要内容包括二个方面,一是热力设备燃烧源或热源侧工质的热辐射传热的基本理论及计算方法;

二是热力设备热吸收侧汽水工质的两相流体动力学及其传热的基本理论及计算方法. 在热力设备燃烧源或 热源侧工质的热辐射传热的基本理论及计算方法方面,主要介绍:1.热辐射的理论基础,热辐射的基本定 律;

2.辐射热量的形式,热力设备内固体壁面间的辐射换热;

3.热力设备内吸收性介质的辐射换热,介质与 受热面间的辐射换热;

4. 热力设备燃烧源或热源侧温度场、热有效性系数、灰污系数的基本概念,传热计 算相似性原理及传热计算方法;

5.热力设备燃烧源或热源侧传热过程的现代理论及实验研究方法,传热的 数学模型.在热力设备热吸收侧汽水工质的两相流体动力学及其传热的基本理论及计算方法方面,主要介 绍:1.汽液两相流特性参数及流型;

2.两相流基本模型,两相流流动压降及空泡率计算;

3.热力设备的两相 流体动力学计算,两相流动不稳定性;

4.流动沸腾引论;

5.流动沸腾传热计算,流动沸腾传热恶化.

30140323 应用流体力学

3 学分

48 学时 Applied Fluid Dynamics 课程内容分为两部分, 第一部分(课堂讲授)有如下

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