吴仲华学院特色课程——工程热力学创新实验

开课学期：第4学期

学时学分：16学时，1学分

任课教师：李季（实验指导教师）

一、课程背景

随着能源动力类学科前沿知识的迅速发展，学生们迫切需要掌握本学科的前沿知识。使《工程热力学》课程的实践教学环节更为紧密地与能源利用领域的前沿相结合，增加学生对能动学科的认同感。

二、课程目标

课程包括基础理论部分、创新实验部分、知识拓展部分。课程开设的目的是将《工程热力学》课程的基础理论和创新实验有效融合，锻炼学生的创新思维、设计能力和动手能力，以及学科前沿知识的拓展。

通过“兴趣引导—理论结合—自主设计—实验指导—公开实验—知识拓展”的教学模式，有效提高学生的主动参与度，实现“理论—实践—理论”的实践认知训练，提高创新意识和实践能力。

三、课程内容

实验一 饱和蒸气p-t测定及超临界相态实验

实验二 朗肯循环（含汽轮机、发电机）实验

实验三 空气的绝热节流效应测定实验

实验四 水蒸气饱和压力—温度关系测定实验

实验五 凝汽器传热和流动性能测定实验

以朗肯循环（含发电机）实验为例

英国Hilton公司朗肯循环实验装置

基础理论部分

热力学理论部分：

朗肯循环热力过程，饱和温度和饱和压力，节流过程，汽机相对内效率，湿蒸汽干度等知识点

目标：

培养学生理论知识与实际问题结合，并运用课程中所学的基本理论，分析和解决实际问题的能力

创新实验部分

通过实验装置开展多个自主实验，包括水蒸气的节流过程、湿饱和蒸汽干度的测定、汽机相对内效率的测定、不同背压下循环热效率的测定、不同背压下系统摩擦损失等。

目标：

通过创新实验，学生自行进行实验设计、自行进行实验操作，同时引导学生的科研实验思维，强化学生的实践能力。

通过阅读实验指导书和查阅实验手册，对不同实验进行自行设计实验工况，并自主完成实验操作和实验数据采集和分析。实验设计由各实验小组讨论后确定实验工况，然后实验指导老师确认。实验时必须由老师在场进行安全监督，各小组自行采集实验数据并进行数据处理。

基本实验

1)对朗肯循环通过实验装置进行重现

2)测定朗肯循环系统的热效率

3)测量不同排汽压力下的系统摩擦损失

4)测定汽轮机的相对内效率

拓展实验

1)测定水蒸气节流实验

2)测定湿饱和蒸汽干度

3)测定不同排汽压力下电热比

4)测量水蒸气饱和压力—温度关系

课程拓展部分

实验拓展：

1）分析实验室朗肯循环和电厂朗肯循环的主要不同之处，除已有实验外，还可以设计哪些实验？

2）查阅其他学者对朗肯循环做的研究，实验设备的特点，实验是如何设计的，比较前沿的实验研究有哪些。

科研拓展：

在传统朗肯循环的基础上，通过查阅文献资料，对超临界朗肯循环、有机工质朗肯循环等学科前沿知识进行了解，写一篇小论文。

目标：

课程的知识拓展环节，包括引导学生科研实验思维，以及学科前沿知识的拓展，提高学生的创新意识和进行科研实验的基本素质。

学生完成内容

分组预习实验；实验手册学习理解；掌握实验相关知识点；分组对实验进行讨论；各组进行实验工况设计；各组进行正式实验；实验数据分析讨论；查阅实验相关文献；学习论文写作方法；写作小论文3篇；完成实验6个；完成实验报告4份；进行研讨课2次；两位同学发表正式论文。

四、学生对课程的感受

五、学生实验情况

六、课程研讨会（课程总结）