前言：中文期刊網精心挑選了工程熱物理論文范文供你參考和學習，希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感，歡迎閱讀。
工程熱物理論文范文1
摘要：通過對環保工質三氟碘甲烷(CF3I)的飽和蒸汽壓曲線、冰箱名義工況和變工況下循環性能等三方面的理論分析，發現CF3I和CF3I的摩爾組成在50%-65%范圍的CF3I/HC290混合工質，理論循環性能與CFC12接近，具有作為冰箱中CFC12灌注式替代物的潛力。
關鍵詞：工程熱物理 冰箱制冷劑 理論循環分析 CF3I CF3I/HC290
1 引言
冰箱制冷劑CFC12的現有替代物主要有HFC134a、HC600a和HFC152a/HCFC22，它們分別在加工工藝、可燃性、環保和熱工性能方面存在缺陷[1，2]，尋求新型環保節能的冰箱工質仍是人們研究的方向。
三氟碘甲烷(CF3I)是作為哈龍替代物而開發的新型滅火劑，其臭氧層破壞勢(ODP)為0，20年的全球變暖勢(GWP)低于5，不燃，油溶性和材料相容性很好[3]，飽和蒸汽壓曲線與CFC12相近，具備了作為冰箱制冷劑的前提條件(至于毒性目前還沒有定論[3，4])。關于CF3I的熱物性，只有文獻[3]進行了較為系統的研究，目前還缺乏適用于汽液兩相區的狀態方程;CF3I在冰箱工況下的循環性能，還沒有被系統地分析。根據文獻[3]的PVT實驗數據，確定同時適用于CF3I汽液兩相的PT方程;并在此基礎上，對CF3I在冰箱工況下的循環性能進行系統地理論分析，旨在考察其作為冰箱制冷劑的可能性。
2 理論循環分析的工具
2.1 PT狀態方程兩參數F、ζc的求解
PT狀態方程[5]的具體形式為:
而是方程(8) 的最小正根。
式中，R為工質的通用氣體常數，Tr=T/Tc。確定PT狀態方程需要具體物質的四個參數:臨界壓力Pc、臨界溫度Tc、虛擬壓縮因子ζc、斜率F。對于CF3I，文獻[3]給出其Pc=3.953MPa，Tc=396.44K[3]。ζc、F的求解方法如下:(1)選取n個飽和液相數據點(T、P、ρL)i (i=1，…，n);(2)假設一個ζc初值;(3)由式(6)、(7)、(8)求出Ωa、Ωb、Ωc，代入式(4)、(5)求得b、c;
式中，X-所要比較的物理量，cal-PT方程的計算值，exp-實驗值，n-數據點的個數。
冰箱的名義工況為蒸發溫度tevap=-23.3℃，冷凝溫度tcon=54.4℃，吸氣溫度、過冷溫度32.2℃[6]，處于上述溫度區間?？梢?，確定的適用于CF3I的PT方程，能夠用于對CF3I的冰箱循環性能分析計算，而且精度良好。
3 CF3I蒸汽壓曲線的分析
從熱力學角度看，替代制冷劑最好具有與原制冷劑相似的蒸汽壓曲線[7]。圖1為幾種工質的蒸汽壓對比，其中CF3I的蒸汽壓方程為[3]
式中，
A1=-7.204825，A2=1.393833，A3=-1.568372，A4=-5.776895，適用范圍243K～Tc;其它制冷劑的蒸汽壓數據來自ASHARE[8]。
由圖1可見，在冰箱名義工況的溫度區間內，HFC152a/HCFC22、HFC134a的蒸汽壓曲線與CFC12吻合得很好;HC290的蒸汽壓高于CFC12，HC600a的蒸汽壓則比CFC12低許多。CF3I的蒸汽壓介于HC600a與CFC12之間，在冰箱名義工況下與CFC12的最大差距為20%左右。由蒸汽壓看，CF3I比HC600a更適合作為CFC12的灌注式替代物;按照優勢互補原則選擇HC290與CF3I組成混合物，灌注式替代CFC12的效果可能會更好。
4 CF3I作為冰箱制冷劑的循環性能分析
4.1 冰箱名義工況
采用帶回熱的冰箱制冷循環模型，即用回熱器來實現工質的過冷和過熱，并設工質經過回熱器換熱后節流前的溫度與壓縮機的吸氣溫度相等，這一溫度稱為回熱溫度。
計算CF3I的循環性能所需的理想氣體比熱式[3]為:
式中T的單位為K，R為CF3I的氣體常數，單位為J/(K·kg)。計算焓、熵的參考態為ASHRAE規定的-40℃的飽和液態，參考態上h=0kJ/kg，s=0kJ/(kg·K)。
在冰箱名義工況下，設壓縮機的總效率為0. 70，計算了幾種工質的循環性能?；旌瞎べ|的蒸發溫度取為蒸發器進口和露點溫度的平均值，冷凝溫度取其冷凝壓力下的泡露點平均值。計算結果見表1。表中MIX1、MIX2分別表示質量百分比85/15、75/25的HFC152a/HCFC22。
觀察表1中各種工質的性能參數，在壓力水平方面，除了HC600a、HC290外，現有的幾種冰箱制冷劑的蒸發壓力Pevap、冷凝壓力Pcond與CFC12都很接近。CF3I的壓力水平與CFC12有一定偏差，其Pevap略低于大氣壓，蒸發器為微負壓，不利于系統運行。CF3I的壓比與CFC12的最接近。壓縮機排氣溫度方面，HC600a和HC290的tdisch較低。CF3I的tdisch較高，不利于壓縮機的運行;但與MIX1、MIX2十分接近，表明目前的冰箱壓縮機能夠承受這樣的溫度。CF3I的單位容積制冷量qv比CFC12小20%左右，也比HFC134a、MIX1和MIX2小，HC290比CFC12高40%左右。CF3I的COP是最高的，比CFC12高3.4%，這是CF3I的優勢，而HC290是最低的。通過以上的比較可以看出:(1)CF3I的循環性能指標與CFC12相近，可以在對原有制冷系統稍作改動的基礎上，作為CFC12的灌注式替代物;(2)HC290與CF3I在循環性能指標上具有互補性，若將兩者組成混合物，在性能上可能更接近CFC12。轉貼于
4.2 變工況
變工況循環性能分析，一般包括COP、qv、tdisch、隨冷凝溫度、蒸發溫度、回熱溫度的變化規律。相比之下，各性能指標隨回熱溫度的變化規律比隨蒸發溫度、冷凝溫度的變化規律更重要一些，這是因為冰箱的回熱器一般裸露在環境中[1]，回熱溫度的變化幅度、頻率要比蒸發溫度、冷凝溫度要大、要快。分析幾種制冷劑循環性能指標隨回熱溫度的變化規律，分析方法是固定蒸發溫度、冷凝溫度，變化回熱溫度，看性能指標的變化趨勢。
結果如圖2-圖5所示?；責釡囟扔?℃變化到50℃，幾種工質的COP都降低，其中CF3I降低得最慢。在qv方面，HC290隨回熱溫度的變化顯著，其他工質的變化規律相似。隨著回熱溫度的升高，CF3I的tdisch增加速度比其它工質快，這是不利于冰箱運行的。由于在計算中固定了蒸發溫度、冷凝溫度，所以對于純質來說保持不變，而對于混合工質來說，有輕微地上升。由圖還可以發現，CF3I與HC290的循環性能指標分布在CFC12的兩側。
CF3I各項性能指標隨回熱溫度的變化所表現的規律與CFC12基本類似，數值幅度上的偏差也不太大。COP優于CFC12，tdisch較CFC12為高?？偲饋碚f，CF3I存在作為CFC12灌注式替代物的潛力。
5 CF3I/HC290混合物作為冰箱制冷劑的循環性能分析
5.1 冰箱名義工況
由以上分析可知，CF3I與HC290的循環性能具有互補性，下面具體分析不同配比下HC290/CF3I混合物的循環性能。
計算工況、壓縮機總效率的選取同上。表2列出了循環性能計算結果。
由表1已經知道CF3I的Pevap、Pcond、q0、qv都比HC290的小，所以隨著HC290在混合物中所占比例的增加，HC290/CF3I混合物的Pevap、Pcond、q0、qv都應該呈現增大的趨勢，而∑、tdisch、COP應該減小，這種規律在表2中得到了很好的體現。
對比表2和表1，可以看到CF3I/HC290混合物在65/35、60/40、55/45、50/50四種摩爾百分配比下各個性能指標與CFC12吻合得很好。
5.2變工況
對上面所給4種配比下的CF3I/HC290混合物進行了循環性能參數隨回熱溫度變化規律的計算。結果表明，混合物的循環性能與CFC12十分接近，從理論循環分析的角度看，是CFC12理想的灌注式替代物。
圖2-圖5中列出了摩爾百分比為65/35(質量百分比為89.2/10.8)的CF3I/HC290的計算結果，其它3種配比下CF3I/HC290混合物的性能也與之相近。
5.3 可燃性分析
以上4種配比的CF3I/HC290混合物中，HC290的摩爾比例最大為50%，其相應的質量比例最大為18.4%。一般家用冰箱的制冷劑的充灌量為0.1kg左右[6，9]，以本文提出的4種CF3I/HC290混合物作為冰箱制冷劑，HC290的最大充灌量僅為0.0184kg。文獻[10]指出，在密封性好的制冷系統中，只要碳氫化合物的充灌量小于0.15kg，那么系統就是安全的。因此，CF3I的摩爾組成在50%～65%范圍的CF3I/HC290混合工質在應用中的安全性是可以得到保證的。
6 結論
(1)求得了適用于CF3I的PT方程，此狀態方程對于CF3I的熱力學性質和循環性能計算具有較高的精度。
(2)通過對CF3I的蒸汽壓曲線、冰箱名義工況、變工況的計算分析，發現CF3I的循環性能與CFC12相近。
(3)按照優勢互補的原則，篩選提出了CF3I的摩爾組成在50%～65%范圍的CF3I/HC290混合工質，其循環性能與CFC12十分接近，可作為CFC12的灌注式替代物。
參考文獻
1 何茂剛.三氟甲醚作為冰箱制冷劑的理論分析.李惠珍，李鐵辰等.西安交通大學學報，2003，37(1):10～14
2 梁榮光.環保制冷劑CN-01的應用.曾愷，簡棄非.制冷學報，2003，24(1):57～60
3 段遠源.三氟碘甲烷和二氟甲烷的熱物理性質研究:[博士學位論文].北京:清華大學，1998
4 DoddD.E.etc.FundamentalandAppliedToxicology，1997，35:64
5 NavinC.PatelandAmynS.Teja.Anewcubicequationofstateforfluidsandfluidmixtures.ChemicalEngineeringSci ence，1982，37(3):463～473
6 王建栓.碳氫化合物在家用小型制冷裝置中的替代研究:[碩士學位論文].天津:天津大學，2000
7 劉志剛.CFCS替代工質篩選的熱力學原則.傅秦生，焦平坤等.全國高等學校工程熱物理第四屆學術會議論文集，杭州:浙江大學出版社，1992，73～76.
8 1993ASHRAEHANDBOOKFUNDAMENTALS，SIEdition，1993
工程熱物理論文范文2
執著創新
現任天津大學教授、博士生導師及內燃機燃燒學國家重點實驗室副主任的姚春德有著豐富的研究經歷和實踐經驗。他于1993—1994年赴德國亞琛工業大學師拜國際著名的內燃機專家皮辛格教授進修學習柴油機高效、低污染燃燒技術，并于1995年赴美國威斯康星州先進發動機技術發展公司工作一年。
多年來，姚春德一直從事內燃機燃燒基礎理論和內燃機新燃料方面的研究，研究領域覆蓋發動機設計、排放控制、節油添加劑、燃燒化學反應動力學、多元燃料燃燒理論和技術等諸多內容。
近年，姚春德針對柴油緊缺而開展的柴油機應用替代燃料的研究，已取得突破性進展。眾所周知，我國的石油需求量大，但資源卻不豐富，每年內燃機需要消耗大量石油燃料，為此我國的進口石油量逐年遞增，這給經濟發展帶來了極大壓力。為了能緩解石油緊張的局面，尋找合適的內燃機替代燃料，已成為業界一個急需解決的難題。經過反復比較分析，姚春德選擇了甲醇作為重要突破口。之所以選擇甲醇，按姚春德自己的解釋是：一方面甲醇的生產技術成熟，產能高，此外，甲醇的生產資源廣泛，煤炭、天然氣、生物質、焦爐氣都可以用于生產，而我國也是煤炭資源豐富的國家。可以說，選擇甲醇就為內燃機燃料，將為我國經濟的可持續發展打下良好的基礎。
然而，甲醇的特性決定了其一般不能用于柴油機，如何用到柴油機上目前尚是一個科學難題。為此，姚春德經過十余年的艱苦努力，終于在柴油機應用甲醇燃料的技術方面取得了突破。他提出了柴油／甲醇二元燃燒理論，發明了柴油／甲醇組合燃燒的方法，實現了在柴油車中可用甲醇替代30％的柴油，燃料效率提高10％以上的目標，最終使甲醇成功應用于柴油機上。目前，該方法已通過在發動機臺架和整車道路方面的試驗，并被工信部指定為柴油機應用甲醇燃料的唯一方式。
碩果累累
現今，在低碳、節能的大背景下，我們完全有理由相信，甲醇／柴油組合燃燒方法的推廣應用，不僅可以大幅度提高燃料的經濟性，提升發動機的排放品質，同時對增加國家石油能源安全，改變依賴石油大量進口的被動局面和減少二氧化碳排放都將起到重要的作用。
正是在這種社會價值的追求中，姚春德實現了自己的人生價值。除了本職工作外，他還兼任中國工程熱物理學會常務理事，中國汽車工程學會理事和特聘專家，中國內燃機學會中小功率柴油機分會副主任，《工程熱物理學報》編委，《燃燒科學與技術》、《汽車安全與節能學報》、《小型內燃機與摩托車》等刊物編委，《Applied Thermo Energy》、《Energy and Fuel》等國際刊物的論文評審專家。
工程熱物理論文范文3
關鍵詞：傳熱學 導熱 fluent
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）09（a）-0144-02
Abstract：Fluent software was introduced in heat transfer teaching for numerical solution method of heat conduction problem. Numerical solution method was explained combination with Fourier law and heat conduction problem of multi wall.Wall temperature distribution was show by picture，the abstract concept and the theory change into the image picture，to raise students’interest in learning the course.And to make students deeper understanding of what is learned，to achieve the purposes of improving the teaching effect and quality.
Key Words：Heat transfer；Heat conduction；Fluent
傳熱學就是研究由溫差引起的熱能傳遞規律的科學[1]，要求學生掌握強化傳熱、削弱傳熱以及能計算簡單情況下的溫度分布。熱傳導問題數值解法的是學生比較難以掌握的難點，同時也是重點，要求學生能對簡單的熱傳導問題進行數值求解。通過將Fluent軟件引入教學過程，是學生講學習的重點放在熱傳導問題數值計算的基本原理上，而求解過程由Fluent軟件實現，進一步掌握該軟件的用法，為做畢業論文打下一定的基礎。
1 Fluent軟件的特點
對導熱問題數值求解的基本思想是：把原來在時間、空間坐標中連續的物理量的場，如導熱物體的溫度場，用一系列有限個離散點上的值的集合來代替，通過一定的原則建立起這些離散點上變量值之間關系的代數方程，求解所建立起來的代數方程以獲得所求物理量的近似值[2]。Fluent軟件是一個模擬和分析在復雜集合區域內的流體流動與傳熱問題的專用CFD軟件，同時也能模擬固體的導熱問題[3]。Fluent軟件由前處理器、求解器和后處理器組成。其中前處理器Gambit用于網格的生成，網格的生成過程即為計算區域離散化的過程。求解器用于求解所建立起來的代數方程。而后處理器用于處理計算的結果，可以把計算得到的數據可視化[4]。
2 教學案例
分析帶有保溫層的墻壁的傳熱過程，在教學中以長3m（x方向），高3.2m（y方向），厚0.3m（z方向）的墻作為研究對象，其中保溫層厚度為0.05m，如圖1所示。在教學過程中分析以下兩種情況下爐墻的傳熱過程：（1）分析有保溫層和無保溫層時墻壁的溫度分布；（2）保溫層厚度不變，分析保溫層導熱系數對爐墻溫度分布以及散熱量的影響。水泥墻和保溫層的物性參數表1所示。
（1）數學模型。
（2）邊界條件。
（3）墻壁中的溫度分布。
計算得到不同厚度方向（z方向） xy截面的溫度分布，從圖中可以看出不同截面上的溫度相等，根據傅里葉定律可知熱量沿著厚度方向傳遞。從而驗證了傳熱學中大平板模型中（長度、寬度遠遠大于厚度的平板）熱量沿著厚度方向傳遞。
計算保溫層存在時以及沒有保溫層時墻壁的溫度分布，計算結果如圖3所示。圖3（a）為爐墻厚度方向yz截面的溫度分布，從圖中可以看出溫度在z方向及墻壁厚度方向發生變化，而在y方向爐墻的溫度保持不變。對比有保溫層和無保溫層兩種情況的溫度分布，在有保溫層時，墻壁中的溫度發生劇烈的變化，而無保溫層時，墻壁中的溫度變化比較平緩?？梢姳貙訉Ρ诘臏囟确植加绊懕容^大。
根據墻壁厚度方向的溫度變化，得到墻壁溫度在厚度方向的變化曲線，如圖3（b）所示。由于墻壁內外的邊界條件相同，有保溫層時和無保溫層時內墻壁的溫度為296K、外墻壁溫度為260K。無保溫層時墻壁內的溫度幾乎成線性變化，而有保溫層時，墻壁的溫度變化比較平緩，在墻壁和保溫層的交界面處z=0.3m，溫度發生劇烈變化，在保溫層中溫度急劇下降，這是由于保溫層的熱阻非常小而導致的。在厚度0m
（4）保溫層導熱系數對熱流量的影響規律。
在保溫層厚度保持不變的情況下，保溫層導熱系數的大小，直接影響墻壁的散熱，因此分析保溫層導熱系數對墻壁熱流量的影響，如圖4所示。隨著保溫層導熱系數從0.06 W/（m?K）減小到0.01 W/（m?K），墻壁散熱的熱流量從180W減少到40W。導熱系數越小，保溫層的熱阻越大，根據傳熱過程熱流量與熱阻的關系可知墻壁的熱流量越小，從而減少墻壁的散熱。
3 結語
在傳熱學導熱問題數值解法的教學過程中，引入Fluent軟件，同時結合傅里葉定律、多層平壁導熱問題進行講解。以墻壁的溫度分布為例，分析了有保溫層時和無保溫層時墻壁的溫度分布，比較這兩種情況下墻壁的熱流量大小，有保溫層時能顯著的減小墻壁的散熱。同時分析了保溫層導熱系數對墻壁熱流量的影響規律。將較強理論的教學內容形象化，激發學生的學習興趣，加深對傳熱學基礎理論的理解。
參考文獻
[1] 楊世銘，陶文銓.傳熱學[M].北京：高等教育出版社，2006：1-2.
[2] 陶文銓.數值傳熱學[M].西安：西安交通大學出版社，2001：28-29.
工程熱物理論文范文4
關鍵詞：專業綜合改革;實踐教學;熱能與動力工程;理論研究
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）33-0042-02
近些年來，教育部針對教學質量工程建設，開展了系列的質量工程項目，如精品課程、教學團隊、國家精品資源共享課程、特色專業以及“卓越工程師”計劃等等。教育部在2012年1月批準了53個高校180個專業實施新的“高等學校本科教學質量與教學改革工程”建設項目――高校實施專業綜合改革試點項目。主要目的是推進高校教育教學改革，提高教育教學質量，結合學校辦學定位及學科特色，明確專業培養目標和建設重點，優化人才培養方案，通過自主設計建設方案，推進培養模式、教學團隊、課程教材、教學方式、教學管理等專業發展重要環節的綜合改革，促進人才培養水平的整體提升，形成一批特色更加鮮明的專業點。
專業綜合改革是為了適應社會經濟的發展和區域經濟發展以及行業需求為導向，建立一個適應自身辦學特色的專業培養模式，該培養模式要求實際操作性強，而且能達到與企業對接，培養合適的專業人才。近年來，一些不同的高等學?；驅I從自身建設出發分析專業綜合改革的特點。[1-4]郭曉麗[5]以教學管理角度，從打造優良師資、強化制度建設、深化教學改革、加強檔案建設四方面進行了論述對專業綜合改革的思考。邵霞等[6]以江蘇大學工程熱物理專業為例介紹了該專業的專業綜合改革做法。下面以鄭州輕工業學院（以下簡稱“我?！保┠茉磁c動力工程專業（制冷與低溫工程方向）在實施省級專業綜合改革項目中具體操作方法為對象，從人才培養模式、師資隊伍建設、實踐和創新教學和畢業設計等方面進行闡述專業綜合改革的必要性與可行性，以期對類似的專業綜合改革提供一些建設思路。
一、人才培養模式改革與實踐
人才培養模式作為教育教學改革的核心問題，是人才培養的頂層設計，是辦學指導思想和教育目標的具體體現，也是專業綜合改革所提出來建立面向地區發展的人才培養模式，突出區域發展特點，建立特色鮮明的人才培養模式。河南省是制冷產業的大省，有較多的中小型企業，目前有開封空分集團、格力電器（河南）有限公司、鄭州科林車用空調有限公司、三力制冷設備實業有限公司、河南冬宮制冷工程有限公司、鄭州中南科萊空調設備有限公司以及在商丘市民權制冷產業聚集區等一批制冷相關企業，同時河南也是冷凍食品的大省，有三全、雙匯、思念等知名企業。我校能源與動力工程專業是河南省較早的本科專業，是國家級特色專業和國家級“卓越工程師計劃”試點專業，有幾十年的發展過程，堅持辦學特色，服務地方經濟。通過長期的建設，我校與省內相關企業、產業建立了良好的產學研合作關系，并在相關企業建立了產學研合作基地和本科生教學實習、實踐基地等，每年我校能源與動力工程專業的本科生在這些企業進行生產見習、實習、畢業設計等培養。根據這些特點，我校能源與動力工程專業建立了如圖1所示的培養模式。
針對剛入校的學生，在低年級主要學習基本的理論知識和專業技能，培養專業興趣，夯實專業基礎。這一培養環節基本以理論課程講授為主，專業技能的培養也基本由教師承擔。針對中高年級學生，專業課將由教師和工程師共同指導和講授，工程師從學院簽約的共建單位引進，畢業設計的題目主要從企業實際需求出發，按照教學過程安排設計時間和設計環節，達到學習和鍛煉的目的。這樣一方面能夠按照教學要求完成相應的課程內容和理論講授，另一方面又可以讓學生在課堂教學的同時感受到實際項目的特點和適應的過程。
二、師資隊伍建設
鄭州輕工業學院作為教學型院校，主要是培養本科層次應用型人才。應用型人才的培養需要一批即懂專業又要懂企業產品生產、制造、設計及研發的師資隊伍，因此我校于2012年出臺了《鄭州輕工業學院關于加強高水平工程教育師資隊伍建設的若干意見》，建設目標是建設一支工程實踐能力強，教學經驗豐富，集教學、科研和工程開發應用為一體的專業師資隊伍。各工科專業教師應具備一定年限的工程實踐經歷，其中部分教師應具備一定年限的企業工作經歷，到2015年，各工科專業教師到企業工程崗位工作一年以上的比例達到50%以上。根據學校的總體安排，結合專業實際情況，我校能源與動力工程專業是國家級特色專業和國家級“卓越工程師計劃”試點專業，學校在人才引進方面給預予了很多政策，因此要求具有博士學歷的教師要去企業從事半年以上的研究開發工作或與企業合作進行產學研開發，有條件的也可以去企業進行博士后研究;同時引進在企業工作過的具有高學歷人才充實專業教師隊伍。近兩年分別從開封空分集團和新飛電器引進高層人才2名，1名博士去廣東志高空調有限公司從事博士后研究并已出站。另外有5名教師分別與鄭州科林車用空調有限公司、廣東中宇集團、鄭州長城科工貿有限公司等企業從事產學研合作項目的研究與開發工作。通過近五年的建設，該專業的教師大部分具有從事企業產品研究開發能力，提升了專業教師的工程素養。
教師的主要職責是教書育人，近些年引進的人才都具有博士學位，知識面及水平都很高，但是如何上好一門課，做一個合格的教師，需要進一步的培養。能源與動力工程專業作為國家級特色專業，充分發揮具有豐富教學經驗的老師的帶頭作用，對青年教師做好教學環節的培訓工作。我校青年教師的培養分為4個階段：一是入職培訓。主要是由人事處組織一批學校教學名師對每年入職的青年教師進行教學集中培訓。二是助課。第一學年青年教師必需助課1～2門次。三是教研室試講。由教研室主任組織教學經驗豐富的教師組成評委對其教學進行試講，并進行點評，檢查教案。四是二級學院試講。由二級學院組織對學院的青年教師的講課進行試講。通過考核才能獨立進行教學。在教學過程中，二級學院近五年入職的青年教師參加由二級學院組織的青年教師教學技能競賽，并推優參加學校的教學技能競賽。同時學校每年至少組織近五年入職的教師參加由學校定期組織的教育教學方法的培訓、精品課程的師資培訓等一些培訓會，提升老師的教育教學水平。通過近些年來的學校、學院以及教學團隊負責人的精心培養與組織，能源與動力工程教學團隊2013年獲得河南省優秀教學團隊。
三、實踐和創新教學環節
實踐教學是地方工科院校人才培養中至關重要的環節，也是地方工科院校教育教學改革的著力點和重點，更要突出實踐教學體系在人才培養過程中的重要性。能源與動力工程專業分別與格力電器（河南）有限公司、鄭州科林車用空調有限公司、三力制冷設備實業有限公司、河南冬宮制冷工程有限公司、鄭州中南科萊空調設備有限公司、鄭州長城科工貿有限公司、山東小鴨零售設備有限公司、鄭州凱雪冷氣設備有限公司等省內外企業建立了學生實習基地，承擔本科生的認知實習、生產實習和暑假實習等。安排高年級學生到生產單位進行實踐，在生產第一線親身體會工程師的工作。在這一環節，學生的學習以企業單位為主體，學校則作為配角協助企業完成對學生工程實踐能力的培養。同時近幾年投入近500萬元，按國家標準建成了焓差實驗室、壓縮機綜合測試實驗室、換熱器綜合測試實驗室、冷凍冷藏設備等實驗室，作為本科生的實驗、實訓實驗室。
同時在廣泛建立本科生實踐基地的同時，以大學生創新性實驗和學科競賽為載體，完善實踐教學體系，從而確保人才培養質量的提高。近些年積級地組織學生參加各類創新大獎賽，每年學生承擔的國家級、省級和校級創新實踐、實訓和創業類項目10余項。組織本科生參加全國節能減排大賽、機械創新大賽、河南省國家大家科技園懷科技創新大賽等，獲得獎勵多項。通過大賽鍛煉學生的動力能力、創新能力和運用所學知識解決問題的能力。
四、畢業設計（論文）環節
畢業設計是教學過程的最后階段采用的一種總結性的實踐教學環節。通過畢業設計，能使學生綜合應用所學的專業基礎理論知識和專業知識，從事該專業的相關產品的設計與開發或利用所學知識從事專業相關的研究。我校能源與動力工程類本科生主要是企業相關產品的設計與開發，部分考入研究生的同學可選做畢業論文。[7，8]畢業設計的指導老師為：學校的教師或企業的高級工程師。畢業設計的題目主要是制冷設備的設計，如：制冷機組的設計、小型制冷產品的設計等。在企業從事畢業設計的同學，由企業導師與學校導師共同指導，以企業導師為主。實踐表明，校企結合的畢業設計模式，充分利用企業資源，這種方式尤其適合于工科專業的學生，因此很受學生歡迎，激發了學生的學習興趣，培養了學生解決實際問題的能力。
五、結論
專業綜合改革試點是教育部正積極推進的一項教育改革工程。我校結合中原經濟區建設的實際需求為出發點，以我校的實際情況，突出辦學特色，結合我校能源與動力工程專業人才培養模式、師資隊伍建設、實踐和創新教學和畢業設計具體做法，強化專業特色，增加實踐教學環節的內容和方式，以培養高素質工程技術人才為目標，開展了專業綜合改革的探索和實踐，提升專業教師的工程背景和增強校企結合的人才培養模式，提升學生的動手能力和解決實際問題的能力，從而培養出真正的“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質的創新性人才”。
參考文獻：
[1]韋鋼，應敏華，趙玲，等.電力系統及其自動化專業綜合改革探索[J].高等工程教育研究，2001，（1）：15-17.
[2]朱長江，何穗，徐章韜.數學與應用數學專業綜合改革目標、方案與實施[J].中國大學教學，2013，（2）：30-33.
[3]方波，白政民，張元敏.應用型本科電氣工程及其自動化專業綜合改革探索――以許昌學院為例[J].中國成人教育，2013，（14）：150-152.
[4]劉全忠，王洪杰.能源與動力工程專業卓越工程師培養模式研究與實踐[J].黑龍江教育學院學報，2013，32（12）：40-42.
[5]郭曉麗.高等學?！皩I綜合改革試點”教學管理問題研究[J].中國電力教育，2012，（32）：38-39.
[6]邵霞，潘劍鋒，唐愛坤，等.突出能力培養的工程熱物理專業綜合改革[J].中國電力教育，2012，（23）：38，51.
工程熱物理論文范文5
關鍵詞：物料循環量 燃料特性 循環倍率
中圖分類號：TK229文獻標識碼： A
引言
物料循環量是循環流化床鍋爐設計、運行中的一個非常重要的參數，該參數對鍋爐的流體動力特性、燃燒特性、傳熱特性以及變工況特性影響很大。
物料循環量的定量表述一般采用三種方法。第一種方法采用循環倍率的概念，其定義如下：
R=FS/FC
R：循環倍率；
FS：循環物料量，kg/h；
FC：投煤量，kg/h；
采用循環倍率最大的優點是直觀，計算比較方便，并可對循環流化床鍋爐進行大致的分類，目前它被廣泛地應用在循環物料量的定量描述中。但采用循環倍率的概念也有其不足之處，首先同一容量的鍋爐由于燃煤品質不同，投煤量也不相同，這樣在同樣的固體顆粒循環量下循環倍率也不相同。其次，在采用脫硫劑時其物料循環量也與投煤量相比，則從概念上不盡合理。第三，由于許多燃用優質煤的循環流化床鍋爐，需添加惰性物料，作為循環物料，而這一部分也與投煤量相關聯，因此也不盡合理。所以近年來許多人采用第二種方法，即用單位床層面積上的物料循環量來直接描述，即GS。第三種方法是，確定的循環倍率為床內上升段中采用循環技術與不采用循環技術時的灰量之比。目前一般采用第一種和第二種方法。
上面所說的物料循環量主要是指外部物料循環量，即通過返料機構送回床層的物料量，實際上在循環流化床鍋爐中，有很大的內循環量。內循環量主要取決于床內構件及流體動力特性。
下面討論的物料循環量一般是指外部物料循環量。內循環物料量考慮起來比較困難，但內循環在提高脫硫、燃燒的效率方面，其影響與外循環基本上是相同的，對平衡床內溫度的影響與外循環不盡相同，但有一點是非常明顯的，即內循環增大后，外循環可以適當的降低一些。
在不考慮爐內燃燒脫硫時，循環倍率在實際鍋爐中可根據各段的灰平衡以及分離器的效率來確定。
二、運行參數對確定物料循環量的影響
（一）燃料特性對確定物料循環量的影響
燃料特性對確定物料循環量有很大的影響。一般認為，對燃料熱值高的煤循環倍率也高，但對揮發分高的煤，則可取較小的循環倍率。但這只是一個總的原則，由于各制造廠本身選取的循環倍率值相差甚大，目前很難給出一個適合各種類型鍋爐的循環倍率值。但對于Circofluid型循環流化床鍋爐，Bob等提出燃料發熱量越高，灰分越低，水份越高，選取的循環倍率也越高。
（二）熱風溫度及回送物料溫度對循環倍率的影響
熱風溫度變化時，如果循環物料的回送溫度及循環倍率均不變，則床層溫度會提高。如果考慮床層溫度固定在脫硫最佳溫度或某一定值時，此時應增加循環倍率，從而保持床溫一定。
提高循環物料回送溫度時，如果其他參數不變，則根據床內熱量平衡，床層溫度會提高，此時若要保證床層溫度維持在一定值，則應提高循環倍率。
三、物料循環量的變化對運行的影響
（一）物料循環量對燃燒的影響
物料循環量增大時對床內燃燒的影響，主要體現在一下幾個方面。首先是物料循環量增加，使理論燃燒溫度下降，特別是當循環物料溫度較低時尤為如此。其次，由于固體物料的再循環而使燃料在爐內的停留時間增加，從而使燃燒效率提高。當然如果燃燒效率已經很高，再增加循環物料量對燃燒效率的影響就會很小。第三，物料循環使整個燃燒溫度趨于均勻，相應的也降低了燃燒室內的溫度，這樣使脫硫和脫硝可以控制最佳反應溫度，但對于冉阿少則降低了反應速度，燃燒處于動力燃燒工況。
（二）物料循環量對熱量分配的影響
當循環物料回送溫度低于550℃時，省煤器應布置在分離器的前后，當回送溫度大于550℃時，省煤器可單級布置于分離器之后，回送溫度低于730℃以前，對過熱器的影響不很明顯，過熱器僅需雙級布置；但當回送溫度大于730℃以后，過熱器經常布置成三級，其中一級布置在分離器后的對流豎井中；當回送溫度上升時，爐膛部分的吸熱增加；當回送溫度高于850℃時，對流區段也就不復存在。
（三）物料循環量與變負荷的關系
對于循環流化床鍋爐，改變循環倍率即可滿足負荷變化的要求。降低循環倍率可使理論燃燒溫度上升，從而可以彌補由于在低負荷時相當于正常負荷時過大的水冷壁受熱面而造成的煙氣過度冷卻。同時，也可以降低水冷壁的傳熱系數，從而使爐膛出口溫度不變。在正常負荷下，保持循環倍率設計值運行，隨著負荷的下降，循環倍率也隨著下降，到達到1/3~1/4負荷時，循環流化床鍋爐按鼓泡流化床方式運行，物料循環量為零。此時可以保證汽溫、汽壓在允許的范圍內。只要適當調節物料循環量，循環流化床鍋爐就有很好的負荷適應能力和良好的汽溫調節性能。
（四）物料循環量對脫硫、脫硝的影響
在循環流化床鍋爐中，Ga/S摩爾比一般為1.5~2.0。在循環物料中部分是未與SOX反應的CaO顆粒，因此物料循環量增加，則送入床內的CaO量也隨之增加，這樣就會使脫硫率增大。如果脫硫率一定，則Ga/S摩爾比明顯的降低。
固體物料在爐內循環，使爐內的碳濃度增加，從而加強了NO與焦炭的反應，并使NO排放量下降。固體顆粒物料循環量的變化還會對循環流化床的流體動力特性，如固體顆粒濃度分布、壓力分布，固體顆粒在爐內的停留時間以及壁面熱流濃度，傳熱傳質特性等影響。
四、有利循環倍率的確定方法
在循環流化床鍋爐中，固體顆粒物料循環量增加，會使鍋爐的燃燒效率、脫硫效率提高。由于床內固體顆粒濃度增加也會使傳熱系數增加，同時物料循環量的變化會影響床內的稀、濃相的熱量平衡及熱量分配，但同時物料循環量的增加又會增加床層總阻力，增加風機電耗。如果在固體顆粒循環回路中還布置有直接沖刷的管束，則物料循環量增加還會使磨損的可能性增大。所以說，有利的循環倍率應該是考慮了燃燒、脫硫、脫硝、傳熱、熱平衡、風機能耗、磨損等因素的一個綜合參數。
參考文獻：
1、羅傳奎，駱中泱、李絢天等。循環流化床最優循環倍率的確定。中國工程熱物理年會。94年燃燒學術會議論文集。
2、溫龍，李軍。大容量循環床鍋爐設計初探。動力工程。1991.Vol.11.No2:1
工程熱物理論文范文6
論文關鍵詞：特色專業；熱能與動力工程；能源動力；質量工程
為適應國家經濟、科技、社會發展對高素質人才的需求，引導不同類型高校根據自己辦學定位和發展目標，發揮自身優勢，辦出專業特色，“十一五”期間教育部、財政部將擇優重點建設一批高等學校特色專業，通過優化專業結構，提高人才培養質量，辦出專業水平和特色，為同類型高校相關專業建設和改革起到示范和帶動作用。
華北電力大學熱能與動力工程專業創辦于1958年，原名為電廠熱能專業，歷經五十多年的建設和發展，現已成為本校師資力量最強、就業形勢較好、招生人數較多和學生成才率較高的專業之一，本專業累計畢業生人數已達10616人，在校生人數2647人。尤其最近幾年，在兩大電網公司和五大發電集團共同組成的校理事會的支持和幫助下，學科實力得到了質的飛躍，畢業生就業形勢一直保持在全國各專業的前列。華北電力大學能源與動力工程學院已經成為我國發電領域最重要的人才培養基地，得到了發電行業的充分肯定，在我國發電領域具有重要的影響。
華北電力大學熱能與動力工程專業緊密結合國家經濟和社會發展需求，以培養“厚基礎、重實踐、強能力”的熱動專業技術人才和管理人才為目標，改革人才培養方案，加強課程體系和教材建設，優化師資隊伍，強化實踐教學，具有鮮明的“熱能與動力工程”專業特色和“電力行業”特色，取得了一系列顯著效果。
一、建設思路與改革措施
1.建立并形成熱動專業人才培養調研機制
通過校理事會定期開展能源動力、發電（火電、氣電、風電和核電等）、環保等相關行業的人才需求形勢調研和畢業生就業狀況研討與分析，根據國家的人才需求，制定適應不同專業方向的模塊化、層次化人才培養方案。
2.以本科教學水平評估所形成的規范性課堂教學、實踐教學和教學管理模式為建設起點，加強精品教材的培育和建設
課程教學體現相關領域的最新發展，普遍采用國內外高水平的新版教材，繼續組織編寫高質量的適用教材，形成深入開展教學研究的有效機制。
3.加強師資隊伍建設，改革教師培養和使用機制
有計劃地選派青年教師到企業進行鍛煉，到國內外高水平大學或研究機構做訪問學者或短期合作研究；鼓勵和支持教師參加企業的短期高級技術培訓、生產一線觀摩、調研和相關會議；聘請一定數量的具有企業生產和管理經驗的人員兼職授課，形成學校和企業、學校和國內外大學及研究機構的定期人員交流機制。
4.改革實踐教學，推進人才培養與生產實踐相結合
為了適應我國能源與電力發展對全新實踐型、創新型人才的需求，熱能與動力工程實驗教學中心整合相關實驗室資源，依托電站設備狀態監測與控制教育部重點實驗室為本科生設立的“能動之光”科技創新項目，建成了包含電廠實踐教學模塊、動力工程基礎實驗模塊、熱能動力工程實驗模塊、創新實驗模塊的集知識學習、技能拓展、工程訓練、創新能力培養為一體的實驗教學示范中心。涵蓋專業基礎實驗、專業實驗、綜合實驗、創新實驗，能夠滿足不同專業、不同層次學生的需要，實現理論與實踐、校內與校外的無縫鏈接，體現“厚基礎、重實踐、強能力”的人才培養特色。
二、建設成果
熱能與動力工程專業是一門跨學科、綜合性強、重實踐的學科，著重培養基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高，德、智、體全面發展的，集現代信息技術與熱能動力工程知識為一體的高級專門技術人才和管理人才，要求學生通過四年的學習不僅要掌握全面的理論知識，而且必須具備較強的實際操作能力，以適應現代能源、電力行業相關領域對高級人才的需求。華北電力大學熱能與動力工程專業以國家能源電力需求為建設導向，從方向凝練、人才培養、教學體系構建、師資建設、教材建設、實驗室建設等方面進行全方位探索和實踐，取得了豐碩的成果。
1.專業建設別具特色，人才培養模式靈活多樣
為適應國家能源電力行業發展的需要，熱能與動力工程專業依托一級學科“動力工程及工程熱物理”博士點，在熱能與動力工程和電廠集控運行方向的基礎上，拓展專業方向，開設燃氣輪機聯合循環、核工程與核技術、制冷與空調工程、新能源等專業方向，覆蓋主要發電形式，具有鮮明的電力特色。通過與國家大型企業合作，采用“訂單+聯合”的培養模式，使專業教育符合社會的發展需求，滿足了國家對社會緊缺的復合型拔尖創新人才和應用人才的需要，進一步提高高等教育教學質量，推進人才培養模式改革。
2.加強基礎、突出能力、注重創新，構建高質量人才培養體系
按照“夯實基礎、突出能力、注重創新、全面發展”的指導思想制定熱能與動力工程專業人才培養方案，既加強培養學生厚重的基礎，又注重培養學生的創新精神和實踐能力。近年來熱能與動力工程及相關專業方向畢業生的一次簽約率超過98%，畢業生因“作風扎實、動手能力強、有較強的創新精神”深得能源電力行業及其他用人單位的廣泛贊譽。
3.優化師資隊伍結構、積極打造優秀教學團隊
高水平教師隊伍是專業建設的有力保障。近年來，熱能與動力工程專業按“博士化、工程化、國際化”要求進行師資隊伍建設，引進急需人才、培養未來人才、用好現有人才，新引進的教師均為名牌高校的博士或博士后，有數名教師在華北電力科學研究院進行為期半年的工程化訓練，有計劃、分年度派教師赴美國、法國、英國、丹麥、日本等能源和電力較發達國家的高?；蜓芯繖C構做訪問學者。目前熱能與動力工程專業教學團隊教師隊伍職稱結構、年齡結構、學位結構合理，2007年被評為北京市優秀教學團隊。
4.以精品課程建設為核心打造課程體系，帶動教材建設
根據熱能與動力工程專業課程建設計劃，以創建精品課程為課程體系建設重點，核心課程全部建成精品課程，同時帶動熱能與動力工程專業的教材建設，有力推動了熱能與動力工程專業的建設水平。到目前為止，已建成1門國家級精品課程、7門省市級精品課程、3門學校精品課程；國家“十一五”規劃教材3門及其他教材12門。
5.建設特色實驗中心，構建分層次、模塊化的實驗教學體系
熱能與動力工程實驗教學中心構建了“專業基礎-專業-綜合-創新”分層次、模塊化的實驗教學體系，進一步豐富了華北電力大學“四模塊”（基礎實驗模塊、校內實踐模塊、仿真實驗模塊、校外實踐模塊）實踐教學體系的內涵。2007年8月熱能與動力實驗教學中心順利通過北京市教委組織的專家組評審，榮獲北京市高等學校實驗教學示范中心稱號。
三、鮮明特色
華北電力大學熱能與動力工程特色專業時刻以國家能源電力需求為建設導向，以其包容并蓄、均衡有道的精神，不斷派生出一批新專業和學科方向，并將繼續不斷強化內涵、擴展外延，滿足國家對能源電力不斷發展的新需求，具有鮮明的專業特色。
1.突出專業特色和行業特色
華北電力大學熱能與動力工程專業以為國家能源與電力工業培養熱動專業技術人才和管理人才為主要目標，專業建設緊密結合國家經濟和社會發展需求，具有鮮明的“熱能與動力工程”專業特色和“電力行業”特色。
2.支撐學校的大電力學科體系
近年來，熱能與動力工程專業針對國家能源結構調整和節能減排工作所形成的新的人才需求，調整和優化了專業方向的設置，從熱能與動力工程專業孵化出來的風能與動力工程、核科學與核技術等專業成為華北電力大學大電力學科體系的重要組成部分，進一步提升學校服務于我國能源電力發展的能力和水平。
3.理論與實踐教學體系完備，特色鮮明
從復合型人才培養角度出發，建立了以能力培養為主線，分層次、多模塊相互銜接的理論與實驗教學體系，課程設置實現了系列化、層次化、模塊化、厚基礎、寬口徑，增加學生學習的選擇性、自主性，體現“重實踐、強能力”的人才培養特色。
4.探索創新人才培養的新模式
積極進行人才培養模式、課程體系、教學內容和教學方法的改革，通過設立“創新人才培養實驗班”，采用校企聯合“訂單式”人才培養模式，為全校本科創新人才培養起到推動和示范作用。
熱能與動力工程專業創新人才培養實驗班從2007年開始試辦，選派優秀博士生導師做班主任，因材施教，2007級實驗班學生在大一第二學期末一次性全部順利通過國家四級英語考試。實踐證明創新人才培養實驗班是成功的。
