傳熱學(xué)論文精選(九篇)

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第1篇：傳熱學(xué)論文范文

關(guān)鍵詞：傳熱學(xué)；教學(xué)改革；教學(xué)方法

作者簡介：齊曉霓（1974-），女，山東臨淄人，山東理工大學(xué)交通與車輛工程學(xué)院，講師；劉永啟（1965-），男，山東棗莊人，山東理工大學(xué)交通與車輛工程學(xué)院，教授。（山東 淄博 255049）

基金項目：本文系山東理工大學(xué)教學(xué)項目基金“傳熱學(xué)教學(xué)方法的研究與探索”（項目編號：112024）的研究成果。

中圖分類號：G642.421 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）32-0091-02

“傳熱學(xué)”是高等學(xué)校能源動力類、化工制藥類、航空航天類、機(jī)械類、環(huán)境與安全類等專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課，其與“工程熱力學(xué)”、“流體力學(xué)”一起被稱作熱工類專業(yè)的三大支柱，[1，2]由此可以看到這些課程在上面專業(yè)中占有非常重要的地位。只有認(rèn)真掌握這三門課程，才有利于后面課程的學(xué)習(xí)和相關(guān)的工作研究，所以要求教師在實際教學(xué)過程中，運(yùn)用新型教學(xué)方法，采取先進(jìn)教學(xué)手段，保證教與學(xué)都能達(dá)到最佳目標(biāo)。本文根據(jù)“傳熱學(xué)”的課程特點，依據(jù)筆者自己的教學(xué)經(jīng)驗，從課程定位、教學(xué)方法以及培養(yǎng)學(xué)生的實際應(yīng)用水平和創(chuàng)新性思維等方面，針對教與學(xué)的過程中出現(xiàn)的問題及解決要點進(jìn)行分析和探討。

一、明確課程定位

傳熱學(xué)是研究具備溫度差異時發(fā)生的熱量傳遞規(guī)律和測試的科學(xué)。因為自然界和不同生產(chǎn)領(lǐng)域普遍存在著溫度差異，所以傳熱現(xiàn)象非常廣泛。傳熱學(xué)也普遍應(yīng)用在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)當(dāng)中，是能源動力、化工制藥、機(jī)械、航空航天等領(lǐng)域的必備技術(shù)課程。具有很強(qiáng)的實踐作用，在具體學(xué)習(xí)過程中要重視基本概念和基本理論的掌握。因此在教學(xué)中要重視理論與實踐相結(jié)合，使學(xué)生學(xué)會分析問題和解決問題的思路和方法，提高工程分析的能力，注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，提倡節(jié)約能源，讓學(xué)生靈活運(yùn)用各章的經(jīng)驗公式和通過圖表進(jìn)行計算的能力。同學(xué)們在傳熱學(xué)的學(xué)習(xí)過程中普遍存在的問題是學(xué)習(xí)時不覺得有多難，但處理具體問題時卻感覺力不從心、無從下手。究其原因，傳熱學(xué)的理論推導(dǎo)較多，而且經(jīng)驗公式難以理解和記憶，做習(xí)題時學(xué)生難以下手。

在教學(xué)實踐中，筆者發(fā)現(xiàn)并歸納出中學(xué)時學(xué)過的能量守恒原理作為一條橫線貫穿著傳熱學(xué)計算問題的始終，能將復(fù)雜的問題簡單化。以導(dǎo)熱問題的數(shù)學(xué)描寫為例來說明這種方法的思路，[3]在要研究的物體中任意去除一個微元平行六面體作為該微元體能量收支平衡的分析對象。假設(shè)物體中有內(nèi)熱源，它代表單位時間內(nèi)單位體積中產(chǎn)生或消耗的熱量，在空間三個坐標(biāo)方向上，將任一方向上的熱流量分解成x、y、z坐標(biāo)軸方向的分熱流量，對于微元體應(yīng)用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律建立起能量平衡關(guān)系式，即導(dǎo)入微元體的總熱流量+微元體內(nèi)熱源的生成熱=導(dǎo)出微元體的總熱流量+微元體熱力學(xué)能的增量。將三個方向上的能量平衡關(guān)系式寫出后，相加即可獲得總的能量平衡關(guān)系式，然后將各項熱量傳遞方式的表達(dá)式代入平衡關(guān)系中求解，該方程可以針對物體的邊界條件用簡單積分求解。無論使用導(dǎo)熱微分方程式直接結(jié)合邊界條件求解還是簡單積分求解，通過上述兩種方法的講解，可以讓學(xué)生思路清晰，處理實際問題時起到事半功倍之效。如果在實際問題中出現(xiàn)了更復(fù)雜的熱傳遞問題，可以劃分不同的單元，一個個解決。將這種能量守恒的思路融入整個教學(xué)過程中，可以使學(xué)生加深對各章節(jié)中定律的連貫理解，達(dá)到了相當(dāng)好的教學(xué)效果。

二、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，適應(yīng)傳熱學(xué)技術(shù)發(fā)展

世界范圍內(nèi)科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)取得的顯著成就都對“傳熱學(xué)”課程的發(fā)展產(chǎn)生了積極的影響。盡管傳熱學(xué)的基本規(guī)律并無變化，但是研究手段的發(fā)展和工程應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大進(jìn)一步豐富了傳熱學(xué)的內(nèi)涵。與此同時，在我國加入世界貿(mào)易組織以后，關(guān)于高等教育的國際化與本土化已成為熱門話題，部分國外優(yōu)秀的原版教材被引進(jìn)了大學(xué)講臺上。如何借鑒國外優(yōu)秀教材，不斷更新教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生經(jīng)常接觸到本學(xué)科的前沿知識，成為“傳熱學(xué)”教學(xué)中的必要任務(wù)。傳熱學(xué)的發(fā)展日新月異，為了適應(yīng)我國相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，體現(xiàn)本學(xué)科的進(jìn)展，要使學(xué)生學(xué)到最新的知識，必須不斷更新教學(xué)內(nèi)容，把最新的知識引入到教學(xué)中。因此在教學(xué)內(nèi)容的選擇上，刪減了部分比較繁瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)內(nèi)容，如一維無限大平板非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱分析解的推導(dǎo)過程等；對于傳統(tǒng)傳熱學(xué)中相對陳舊的內(nèi)容也做了刪減，包括管內(nèi)湍流傳熱的齊德-泰特公式、米海耶夫公式、流體橫掠管束的格里森公式等；增添了教材上沒有涉及或涉及不深的有關(guān)傳熱學(xué)新技術(shù)的內(nèi)容，如微納米傳熱內(nèi)容、強(qiáng)化單相對流換熱的縱向渦方法。

向?qū)W生傳授知識，同時也是培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題能力的過程。從人才培養(yǎng)的整體計劃來看，培養(yǎng)能力是更為根本的任務(wù)，因此在教學(xué)過程中對這一任務(wù)做了很大的努力：在每一章節(jié)末增加了本章內(nèi)容的應(yīng)用部分，舉例更為接近工程實際，需要學(xué)生應(yīng)用更多知識進(jìn)行綜合分析；對例題進(jìn)行講解時更為注重較為復(fù)雜的實際問題的分析和講授，對此類問題分層次進(jìn)行剖析講解；在每一章最后增加了小論文題目，在教學(xué)實踐中組織學(xué)生撰寫與課程學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的小論文，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力。

三、“傳熱學(xué)”教學(xué)中的教學(xué)方法分析

大部分高校教師的教學(xué)模式都已從“獨角戲”式的填鴨式教學(xué)過渡到“教與學(xué)的互動階段”，例如在課堂教學(xué)中不再是教師一人唱獨角戲，而是采用提問回答式、小范圍對話式、邏輯啟發(fā)式等教學(xué)方式，因材施教，因人施教。隨著教育改革的逐步深入，現(xiàn)代科技的發(fā)展對教學(xué)的影響越來越大，例如為了使教學(xué)過程信息量增大，生動形象，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，大學(xué)課堂中大部分課堂教學(xué)都采用多媒體教學(xué)。[4]那么，“傳熱學(xué)”采用多媒體教學(xué)是否能夠達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果呢？“傳熱學(xué)”是以傳導(dǎo)、對流、輻射和換熱器四大內(nèi)容去展開的。所以在教學(xué)中適當(dāng)輔以多媒體課件有利于講清有關(guān)現(xiàn)象的物理本質(zhì)和基本原理。比如在介紹三種傳熱方式時用空調(diào)制冷過程、燒開水的過程等生動的動畫，來說明熱量傳遞的分類，就能使學(xué)生留下非常深刻的印象。肋片導(dǎo)熱一節(jié)中，同學(xué)們對穩(wěn)態(tài)下的肋片沿著熱量傳遞方向的熱量逐漸減少這一動畫過程去分析問題時，很快就明白了肋片的導(dǎo)熱實質(zhì)與傳統(tǒng)的一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程的差別。

但在實際教學(xué)中，運(yùn)用多媒體課件教學(xué)并不是為了運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)方法。那么運(yùn)用多媒體課件是否可以收到良好的教學(xué)效果呢？筆者調(diào)查了很多學(xué)生，他們大多認(rèn)為：“傳熱學(xué)”中的純理論推導(dǎo)難度很大，如果仍然采用多媒體課件，很難留下較深的印象，無法真正領(lǐng)會推導(dǎo)過程，雖然多媒體課件信息量大，但不逐步推導(dǎo)，能接受的內(nèi)容就會很少，收效甚微。所以“傳熱學(xué)”作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，如果在教學(xué)活動中運(yùn)用多媒體，就要預(yù)先確定教學(xué)內(nèi)容。在講解基礎(chǔ)理論時，要以板書為主。多媒體課件作為一種輔助手段，把抽象的事物用生動的語言和畫面展現(xiàn)在學(xué)生面前，更加形象和具體，再列舉一些生活當(dāng)中的實際例子，可以使教學(xué)活動收到良好的效果。在講解較為復(fù)雜的公式時，最好的辦法是板書，再加上對學(xué)生的提問，可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。把理論的講解和生動形象的事物聯(lián)系起來，有利于學(xué)生掌握。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，對不易理解的內(nèi)容要適當(dāng)做些記錄，不但可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，而且取得了良好的教學(xué)效果。

四、考試方法及成績評定方法改革

為了考核學(xué)生解決實際問題的能力，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，死記硬背的內(nèi)容不列入考核范圍。筆者在“傳熱學(xué)”的考核中也進(jìn)行了改革?？荚嚥捎萌N考核方式綜合進(jìn)行，這三種方式是閉卷、開卷和大作業(yè)。任課教師在進(jìn)行課程考核時要出具兩套試題：一套試題是開卷，主要目的是為了考核學(xué)生運(yùn)用所學(xué)內(nèi)容分析實際傳熱問題和解決實際傳熱問題的能力，并且在開卷試題中也要有考查學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)造性思維的內(nèi)容；另一套試題為閉卷試題，主要用于考查學(xué)生對課程的基本概念、基本理論和基本規(guī)律等基礎(chǔ)知識的掌握程度，題目主要包括簡答題、選擇題、填空題、名詞解釋等。開卷試題和閉卷試題的考試時間和分值分別占總考試時間和分值的50%。開卷考試和閉卷考試在同一考場中先后進(jìn)行。

學(xué)生的成績評定方法由傳統(tǒng)的考試成績評定改為“考試成績+實驗成績+平時成績”綜合評定。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并保證學(xué)生的大作業(yè)質(zhì)量，提高學(xué)生參與課堂討論和課堂講授的能動性，任課老師在課程一開始就要在課堂上宣布最終成績的評定方法：考試成績占總成績的60%；實驗成績占總成績的10%；平時成績考核根據(jù)課堂討論情況、回答問題、大作業(yè)成績綜合評定，占總成績的30%。

五、教學(xué)效果

1.課堂和實驗課教學(xué)效果

通過一個學(xué)期的教學(xué)改革思路下的教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實踐，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生在課堂上能夠積極主動地思考和回答問題，對“傳熱學(xué)”的學(xué)習(xí)比往屆學(xué)生興趣更高，在任課教師的引導(dǎo)下能夠主動思考解決傳熱學(xué)問題的流程，主動查閱筆者提供的參考書目并提出問題。在導(dǎo)熱、對流及輻射換熱的實驗課上，大多數(shù)同學(xué)能夠自發(fā)、獨立、主動地完成三個基本實驗，有些同學(xué)還與教師探討更深入的實驗驗證分析解的問題，完成筆者布置的選做內(nèi)容。

2.大作業(yè)反饋教學(xué)效果

由于學(xué)生較多，從120個學(xué)生中抽查了交上來的50份大作業(yè)，學(xué)生在選題上發(fā)揮了積極性和主觀能動性，選題范圍從生活實例到氣候變化，再到工程實踐，如天氣現(xiàn)象諺語中蘊(yùn)含的傳熱基理、太陽能利用，制冷系統(tǒng)中的傳熱學(xué)應(yīng)用等，涉及到“傳熱學(xué)”各個章節(jié)的內(nèi)容。大部分學(xué)生還通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)和主動思考，初步掌握了模型建立、數(shù)值模擬及結(jié)果分析并驗證這一流程，得到了一次系統(tǒng)的科學(xué)分析方法訓(xùn)練。學(xué)生在查閱資料并完成大作業(yè)的過程中，不僅鞏固了課堂上教授的基本內(nèi)容，還自發(fā)引入其它課程或參考資料中的信息并將信息加工消化，例如進(jìn)行傳熱過程分析的火用分析方法等。

總之，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中發(fā)揮了主體作用，提高了綜合分析能力和創(chuàng)新能力。

六、結(jié)束語

總之，課程教學(xué)沒有固定的模式，在實際教學(xué)中做到因人而異、因材施教是有一定難度的。作為教師，要不斷應(yīng)用新型教學(xué)方法，提高個人修養(yǎng)，制作豐富多彩的多媒體課件。要想使全部學(xué)生順利完成學(xué)習(xí)任務(wù)，不但要適當(dāng)運(yùn)用多媒體課件輔助教學(xué)，還應(yīng)經(jīng)常和學(xué)生進(jìn)行交流，有目的地指導(dǎo)學(xué)生，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使全部學(xué)生感受到學(xué)習(xí)的樂趣，獲得努力學(xué)習(xí)的動力。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉立平，師少鵬.傳熱學(xué)課程教學(xué)的改革探索[J].高等農(nóng)業(yè)教育，

2004，（3）.

[2]劉曉慧.傳熱學(xué)課程內(nèi)容分類教學(xué)法[J].建材高教理論與實踐，

1996，（3）.

[3]涂虬.熱平衡法在傳熱學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].武鋼職工大學(xué)學(xué)報，

第2篇：傳熱學(xué)論文范文

傳熱學(xué)是研究由溫差引起的熱量傳遞規(guī)律的一門學(xué)科。由于傳熱學(xué)在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，它已成為許多工科專業(yè)的一門基礎(chǔ)技術(shù)課程。在華北電力大學(xué)（以下簡稱“我?！保瑐鳠釋W(xué)作為能源與動力工程（原熱能與動力工程）及建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課，其學(xué)時數(shù)為72學(xué)時，它不僅要為今后學(xué)習(xí)有關(guān)的后續(xù)課程打下理論基礎(chǔ)，而且課程本身涉及的一些基本概念、原理和基本分析方法對于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力也十分重要。

像目前許多的大學(xué)課程一樣，傳統(tǒng)的傳熱學(xué)教學(xué)中存在著如下的問題：（1）教學(xué)目標(biāo)過于重知識的傳授，而忽視學(xué)生能力的培養(yǎng)。一般制定的教學(xué)大綱都是對課程知識點的要求，而沒有明確課程在學(xué)生能力培養(yǎng)方面的要求。因此，教師在選擇教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法上，也就主要圍繞課程知識的傳授而進(jìn)行，特別是在教學(xué)學(xué)時限制的情況下，問題尤為突出；（2）教學(xué)內(nèi)容多以學(xué)科體系為線索，內(nèi)容過于理論化，很難與工程實際緊密結(jié)合；（3）教學(xué)方法多以教師為中心的講授式，忽視學(xué)生在教學(xué)中的主體作用。課堂教學(xué)中基本上是教師的獨自教授，學(xué)生在教學(xué)中基本處于被動和從屬的位置。這種由教師主導(dǎo)的單向傳播的方式使學(xué)生只能被動地學(xué)習(xí)知識，而難以發(fā)揮其學(xué)習(xí)的主動性，成了知識的“容器”。這種簡單機(jī)械的學(xué)習(xí)無法培養(yǎng)學(xué)生的求知欲，反而消磨了他們原本的好奇心和求知欲。[1]

自2012年開始，我校傳熱學(xué)教學(xué)組的4位教師在傳熱學(xué)課程的教學(xué)上采用了研究性教學(xué)模式，學(xué)生主要是熱能與動力工程專業(yè)的學(xué)生，含我?！白吭焦こ處熃逃囵B(yǎng)”試點班的學(xué)生，每個教學(xué)班級的學(xué)生人數(shù)在30-50人之間，課程安排在學(xué)生的第五學(xué)期?，F(xiàn)以2013-2014第一學(xué)期的傳熱學(xué)為例，介紹本課程的實踐情況。

一、“傳熱學(xué)”課程的教學(xué)目標(biāo)

按照研究性教學(xué)的理念，課程的教學(xué)目標(biāo)是：課程教學(xué)不單是使學(xué)生更好的掌握系統(tǒng)的學(xué)科知識，而更重要的是使學(xué)生綜合運(yùn)用知識去發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題，得到思維訓(xùn)練，學(xué)會知識的遷移或應(yīng)用，真正學(xué)會學(xué)習(xí)，同時在以小組合作的研究中，學(xué)會與他人溝通交流的技能，形成健全的人格和豐富的思想[3]。它體現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)從單一的知識傳授到知識和能力并重的轉(zhuǎn)變。

為此，本課程按照研究性教學(xué)的理念重新制定了本課程的教學(xué)目標(biāo)。使學(xué)生：（1）系統(tǒng)了解傳熱學(xué)的基本概念、基本定律和知識框架；（2）能夠正確判斷一些實際問題中所存在的熱量傳遞模式；（3）能夠利用能量守恒的方法確定傳熱問題中各種熱量傳遞之間的關(guān)系；（4）能夠選擇合適的計算方法或公式，對工程中典型的傳熱問題進(jìn)行計算，并定性分析判斷計算結(jié)果的合理性；（5）對一般的導(dǎo)熱問題，能夠建立其數(shù)學(xué)模型，并了解分析求解和數(shù)值求解的基本思路；（6）初步掌握有關(guān)傳熱的工程設(shè)計方法；（7）在計算機(jī)技能、合作能力、交流表達(dá)、學(xué)習(xí)能力等方面有所鍛煉。

二、課程內(nèi)容的整合

研究性教學(xué)的形式是多種多樣的，教學(xué)內(nèi)容的“問題性”是其研究性教學(xué)最突出特點。教學(xué)的過程是以圍繞問題展開的教學(xué)過程，注重從問題開始而不是從結(jié)論開始，以探索學(xué)科知識的產(chǎn)生和發(fā)展規(guī)律為路徑，以剖析工程原理的形成過程為載體，以分析、研究和解決工程實際和工程學(xué)科問題的過程為平臺，以師生互動和同學(xué)合作為形式，將學(xué)習(xí)知識與研究問題相結(jié)合，使學(xué)生在學(xué)習(xí)學(xué)科知識、工程原理和思考、分析、探究問題的過程中獲取、應(yīng)用和更新知識，在解決問題的過程中培養(yǎng)和訓(xùn)練發(fā)現(xiàn)、研究和解決問題的能力，在合作學(xué)習(xí)和團(tuán)隊交流過程中形成和提高綜合素質(zhì)。

按照研究性教學(xué)的要求，對原有的教學(xué)內(nèi)容調(diào)整為如下兩部分。

1.基礎(chǔ)傳熱學(xué)

將傳熱學(xué)中最基本的概念、理論和方法等提煉出來，形成傳熱學(xué)的主干知識，稱之為基礎(chǔ)傳熱學(xué)。主要內(nèi)容包括：熱量傳遞的機(jī)理和模式、能量守恒定律在分析傳熱現(xiàn)象中的應(yīng)用、導(dǎo)熱問題分類和導(dǎo)熱基本定律、一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱分析解、非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的集總參數(shù)模型、對流傳熱的分類、邊界層概念及其對流傳熱的研究方法、對流傳熱的特征數(shù)關(guān)聯(lián)式、輻射的基本概念、兩表面間的輻射傳熱計算、綜合傳熱問題的分析等。[2]

2.主要的研究課題或項目

以工程實際問題為線索，整合部分教學(xué)內(nèi)容，作為學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的課題或項目。目前主要有如下幾個問題：（1）平板式太陽能集熱器的傳熱分析和計算；（2）套管式和管殼式換熱器的熱設(shè)計；（3）等截面直肋散熱特性的研究，包括對其一維和二維模型的分析解和數(shù)值解；（4）高溫金屬件冷卻過程溫度場的研究，研究對象有大平板、長圓柱、球等典型一維幾何形狀的物體，研究方法包括集總參數(shù)模型、一維模型的分析解和數(shù)值解；（5）冬季房間熱負(fù)荷計算的研究；（6）不可壓流體外掠平板對流傳熱的研究，包括分析解、實驗解。

三、具體的教學(xué)實踐

1.教學(xué)安排

首先用20-24學(xué)時的時間進(jìn)行基礎(chǔ)傳熱學(xué)的教學(xué)，這一部分內(nèi)容仍以教師教授式為主，這樣可以讓學(xué)生在較短的時間內(nèi)對傳熱學(xué)的最基本的概念、理論和方法形成認(rèn)知，這些內(nèi)容也為學(xué)生開展研究性學(xué)習(xí)提供了必要的理論基礎(chǔ)。

接下來32-36學(xué)時的時間，主要是以研究課題或項目為主線開展教學(xué)，教師給出每個課題的研究內(nèi)容和時間計劃，并對必要的方法給予講解，學(xué)生以2-3人小組的形式自主開展學(xué)習(xí)研究。教師及時了解學(xué)生的進(jìn)展和困難，適時進(jìn)行反饋和指導(dǎo)，學(xué)生最終提交研究論文或項目報告，教師選擇性地進(jìn)行交流展示。表1給出了其中4個課題的具體教學(xué)安排。

2.課程的考核模式

由于課程的教學(xué)與以往發(fā)生了巨大的改變，因此課程的考核方式也必須進(jìn)行調(diào)整，以起到激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，確保教學(xué)改革的成功。學(xué)生的成績由期中考試、課題或項目的研究評價和期末考試三部分組成。在第一階段學(xué)習(xí)完成后進(jìn)行期中考試，其成績占總成績20%；課題或項目的研究評價包括學(xué)生學(xué)習(xí)的態(tài)度、課題的整體質(zhì)量、個人在小組中的貢獻(xiàn)等，這一部分占總成績的20%；期末考試采用開卷的形式，其成績占總成績的60%。

四、取得的成效

經(jīng)過2年多的教學(xué)改革實踐，基本達(dá)到了預(yù)期效果，取得的成效主要體現(xiàn)在：

1.極大調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在原來的教學(xué)中，總會有部分學(xué)生逃課，即使學(xué)生到課堂也不一定認(rèn)真聽講，現(xiàn)在每個教師課堂的到課率都能達(dá)到96%以上，同學(xué)對課程的大作業(yè)（課題或項目）也表現(xiàn)了很大的熱情。下面是部分同學(xué)的體會：“尤其是大作業(yè)，讓我感覺很新鮮，很愿意去完成它。能夠?qū)崒嵲谠诘厝デ蠼庖粋€實際問題讓我感覺很有成就感，這就叫學(xué)以致用吧?！薄案杏X是一種新的學(xué)習(xí)模式，從自己做的過程中思考，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，我覺得，這個過程是一種更大的收獲。這種教學(xué)很容易引起我們學(xué)習(xí)的興趣?！薄拔蚁胫酝瓿蛇@種研究性學(xué)習(xí)的作業(yè)的感覺這么好，大概是因為我們從中感受到，用所學(xué)知識解決身邊問題的驚喜，以及克服困難后的這種成就感。”

第3篇：傳熱學(xué)論文范文

關(guān)鍵詞：實踐教學(xué)；創(chuàng)新；能源動力工程；改革

作者簡介：代元軍（1978-），男，河南正陽人，新疆工程學(xué)院電力工程系，副教授；孫玉新（1982-），女，吉林蛟河人，新疆工程學(xué)院電力工程系，講師。（新疆 烏魯木齊 830091）

中圖分類號：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）29-0102-02

能源是世界發(fā)展的重要資源和動力，能源的科學(xué)開發(fā)和優(yōu)化配置，是當(dāng)今各國現(xiàn)代工業(yè)以及國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展乃至富民強(qiáng)國的必由之路。新疆有著極為豐富的能源資源。據(jù)統(tǒng)計，新疆的石油、天然氣和煤炭預(yù)測資源量，分別占全國陸地預(yù)測資源量的30%、34%和40%，光、熱、風(fēng)等資源也在全國占有較大份額，這為新疆建設(shè)國家能源戰(zhàn)略基地奠定了堅實的基礎(chǔ)。

在新疆如此豐富的特色資源下，新疆本科院校能源與動力本科專業(yè)如何在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中結(jié)合新疆特色和學(xué)校特色，改革和創(chuàng)新層次分明、知識和能力逐級遞增的實踐教學(xué)體系，是擺在能源與動力工程教育工作者面前的難題。

一、分層次建立能源與動力工程專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)實驗中心

分層次建立能源與動力工程專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)實驗中心，將“工程流體力學(xué)”、“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”三門能源與動力工程專業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)課程的相關(guān)實驗組合起來，并提出把“工程流體力學(xué)”、“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”課程所涉及的相關(guān)實驗設(shè)置成四個層次的教學(xué)實驗方案。

第一層次實驗：基礎(chǔ)性教學(xué)實驗。主要是指與課堂教學(xué)內(nèi)容緊密聯(lián)系的實驗（驗證性實驗），其中包括實驗方法、實驗技術(shù)的基本訓(xùn)練。例如在“工程流體力學(xué)”課程中設(shè)置了兩個專項實驗：雷諾實驗、伯努利能量方程實驗。在雷諾實驗中，主要讓學(xué)生觀察水流的流態(tài)，即層流和紊流現(xiàn)象，然后測定上、下臨界雷諾數(shù)，最終使學(xué)生了解流態(tài)與雷諾數(shù)的關(guān)系。在伯努利能量方程實驗中，主要是觀察流體流經(jīng)能量實驗管時的情況，并對實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行分析，從而加深對能量方程的理解，并最終掌握測量流體流速的原理。在“工程熱力學(xué)”課程中，設(shè)置CO2臨界狀態(tài)觀測及P-V-T關(guān)系測定實驗，通過該實驗了解CO2臨界狀態(tài)的觀測方法，增加對臨界狀態(tài)概念的感性認(rèn)識，以及對課堂所講的工質(zhì)熱力狀態(tài)、凝結(jié)、汽化、飽和狀態(tài)等基本概念的理解，掌握CO2的P-V-T關(guān)系的測定方法，學(xué)會用實驗測定實際氣體狀態(tài)變化規(guī)律的方法和技巧。

第二層次實驗：“工程流體力學(xué)”、“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”中所涉及主要物理參數(shù)的測試手段和方法的實驗。主要是指溫度、壓力、流量、比熱、流速、傳熱系數(shù)、傳熱溫差及數(shù)據(jù)采集等測試手段和方法的訓(xùn)練。例如在“工程熱力學(xué)”課程中，設(shè)置氣體定壓比熱測定實驗。該實驗讓學(xué)生了解氣體比熱測定裝置的基本原理和構(gòu)思，熟悉本實驗中測溫、測壓、測熱、測流量的方法，掌握由基本數(shù)據(jù)計算出比熱值和求得比熱公式的方法，分析本實驗產(chǎn)生誤差的原因及減小誤差的可能途徑。在“傳熱學(xué)”課程中，設(shè)置綜合傳熱性能實驗。該實驗通過測定不同表面狀態(tài)及氣流條件下管道的綜合傳熱系數(shù)，觀察和分析影響傳熱的各種因素，從而對傳熱過程有一個直觀的了解。

第三層次實驗：實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)的綜合性實驗。主要是指以實現(xiàn)某一功能為目的，構(gòu)建工程性、設(shè)計性實驗，培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)想、設(shè)計、解決問題的能力。例如換熱器結(jié)構(gòu)改造的傳熱性能對比測試實驗。該實驗的測試對象為學(xué)生設(shè)計的換熱器外表面不同形狀的肋片，通過實驗測試其傳熱系數(shù)，找到最佳的肋片形狀。

第四層次實驗：知識延展性實驗。主要是指通過互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、可視化技術(shù)介紹新知識、新技術(shù)、新發(fā)展，以期延伸和拓展學(xué)生知識視野和相關(guān)專業(yè)知識面。

通過以上四個層次的實驗訓(xùn)練，能夠培養(yǎng)能源與動力工程專業(yè)學(xué)生的流體及熱工實驗的實驗方法、實驗設(shè)計、實驗技術(shù)等實驗?zāi)芰Γ瑸檫M(jìn)一步開展專業(yè)課學(xué)習(xí)和專業(yè)性實驗打下堅實的基礎(chǔ)。

二、分級建立能源與動力工程專業(yè)實驗基地及教學(xué)實驗中心

1.初級為專業(yè)基本實驗

主要培養(yǎng)學(xué)生掌握能源動力工程領(lǐng)域常用的實驗方法，使用常用儀器、儀表，學(xué)會處理數(shù)據(jù)，具有規(guī)范、熟練、準(zhǔn)確的實驗操作技能，重在學(xué)知識、練技能，屬于專業(yè)學(xué)習(xí)中的初級水平。專業(yè)基本實驗主要包括“公差與金屬材料”組建2個實驗臺位，“自動控制原理”組建2個實驗臺位，“熱工過程檢測技術(shù)”組建2個實驗臺位。

2.中級為專業(yè)綜合實驗

以專業(yè)方向課程設(shè)置為主線分別以熱電工程模塊、制冷空調(diào)工程模塊、新能源工程模塊三部分構(gòu)建專業(yè)平臺實驗。

熱電工程模塊包括鍋爐實驗平臺、汽輪機(jī)實驗平臺、熱工過程自動化實驗平臺；制冷空調(diào)工程模塊包括制冷原理及設(shè)備實驗平臺、空氣調(diào)節(jié)實驗平臺、供熱工程實驗平臺、食品冷凍冷藏原理與設(shè)備實驗平臺；新能源工程模塊包括風(fēng)能利用與控制技術(shù)實驗平臺、太陽能利用與控制技術(shù)實驗平臺。

3.高級為設(shè)計、創(chuàng)新實驗

在三大專業(yè)方向模塊綜合實驗的基礎(chǔ)上，依據(jù)自主專業(yè)創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)和畢業(yè)設(shè)計課題，組織大三、大四學(xué)生參加專業(yè)大賽或者參與教師科研項目。教師擬定實驗大綱、提出問題讓學(xué)生自行思考、分析、設(shè)計、優(yōu)選，重在鍛煉科學(xué)思維，發(fā)展創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、大膽創(chuàng)新的學(xué)習(xí)習(xí)慣。這種設(shè)計創(chuàng)新實驗是基于專業(yè)教學(xué)和科學(xué)研究之間的實驗，主要結(jié)合專業(yè)大賽和畢業(yè)設(shè)計來進(jìn)行。

三、建立能源與動力工程專業(yè)校內(nèi)仿真實習(xí)基地，改革傳統(tǒng)生產(chǎn)實習(xí)模式

生產(chǎn)實習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)是為了加強(qiáng)學(xué)生對所學(xué)專業(yè)理論課程的理解、增強(qiáng)對所學(xué)專業(yè)的感性認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力。在這一重要實踐環(huán)節(jié)的實施過程中存在諸多問題，實習(xí)質(zhì)量難以達(dá)到預(yù)期。以能源與動力工程專業(yè)方向之一的熱電工程為例，能源與動力工程專業(yè)學(xué)生在電廠實習(xí)花費(fèi)較大；電廠企業(yè)出于安全和經(jīng)濟(jì)效益的考慮，和學(xué)校很難建立起長期穩(wěn)定的校外實習(xí)基地。由于電廠崗位工作的資質(zhì)要求，實習(xí)學(xué)生不能上崗操作，生產(chǎn)實習(xí)只能是走馬觀花，流于形式，實習(xí)效果得不到保證。

為了解決以上問題，在自治區(qū)煤炭煤電煤化工實訓(xùn)基地建設(shè)工程的不斷推進(jìn)下，新疆工程學(xué)院能源與動力工程專業(yè)將傳統(tǒng)的單純的在電廠企業(yè)生產(chǎn)實習(xí)模式改為校內(nèi)仿真實習(xí)與校外實習(xí)相結(jié)合，并逐步過渡到以校內(nèi)仿真實習(xí)基地為主的生產(chǎn)實習(xí)模式。能源與動力工程專業(yè)的學(xué)生在新疆工程學(xué)院的300/600MW火電廠仿真實驗室開展與實際電廠 1∶1仿真的運(yùn)行操作和故障處理的訓(xùn)練。

在仿真實習(xí)中，學(xué)生主要熟悉、掌握鍋爐機(jī)組及其主要附屬設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理和運(yùn)行特性；熟悉鍋爐機(jī)組各系統(tǒng)，如煤粉制備系統(tǒng)、風(fēng)煙系統(tǒng)、疏水排污系統(tǒng)等的運(yùn)行方式，運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)及自動控制系統(tǒng)概況；熟悉鍋爐機(jī)組正常運(yùn)行中監(jiān)視、調(diào)節(jié)的主要內(nèi)容（參數(shù)）及其調(diào)節(jié)方法，如負(fù)荷、給水、燃燒、汽溫等的調(diào)節(jié)和監(jiān)視；熟悉鍋爐機(jī)組起動前的準(zhǔn)備內(nèi)容，起動程序及起動過程中的有關(guān)注意事項；對鍋爐機(jī)組的幾種停運(yùn)方式、停爐程序、停爐后的冷卻和養(yǎng)護(hù)等熟練操作；掌握鍋爐機(jī)組的事故預(yù)防和處理方法，學(xué)會分析有關(guān)事故，如給水、汽溫、管子爆破、煤粉爆炸、熄火等，以及事故發(fā)生原因、預(yù)防處理的方法；熟悉考核鍋爐運(yùn)行的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。生產(chǎn)實習(xí)模式的改革改進(jìn)了學(xué)生的思維模式，強(qiáng)化了學(xué)生的工程意識，提高了學(xué)生參與實習(xí)的主動性、積極性，強(qiáng)化了學(xué)生的動手能力和綜合能力，培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。

四、改進(jìn)能源與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

畢業(yè)設(shè)計是能源與動力工程專業(yè)學(xué)生在畢業(yè)前關(guān)鍵性的綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是在教師的指導(dǎo)下學(xué)生獨立完成的工程設(shè)計或者論文。通過該綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的鍛煉，復(fù)習(xí)和鞏固本專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，培養(yǎng)學(xué)生對已學(xué)知識和未學(xué)知識的綜合學(xué)習(xí)與運(yùn)用能力。改進(jìn)能源與動力工程專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計，對培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力和適應(yīng)社會要求的能力具有重要意義。

畢業(yè)設(shè)計所涉及的內(nèi)容，專業(yè)課程的任課教師應(yīng)該在授課過程中加強(qiáng)講授和訓(xùn)練，讓學(xué)生盡早掌握畢業(yè)設(shè)計的理論知識。要根據(jù)專業(yè)方向和現(xiàn)有的新技術(shù)和新方法提出貼近生產(chǎn)一線的畢業(yè)設(shè)計題目，并且要保證題目的多樣化，使得學(xué)生能盡量根據(jù)畢業(yè)后的工作方向確定題目，以便畢業(yè)后能夠盡快適應(yīng)工作崗位的專業(yè)要求。在畢業(yè)設(shè)計過程中，應(yīng)該加強(qiáng)檢查指導(dǎo)工作，保證學(xué)生能夠按時按質(zhì)的完成畢業(yè)設(shè)計。嚴(yán)格對畢業(yè)設(shè)計進(jìn)行考核，通過考核評定出不同的等級，表彰設(shè)計過程中的優(yōu)秀學(xué)生，以此來督促和提高學(xué)生做好畢業(yè)設(shè)計工作。

五、結(jié)束語

在新疆經(jīng)濟(jì)大發(fā)展的推動下，新疆工程學(xué)院熱能與動力工程教研室通過積極調(diào)研和深入思考，對能源與動力工程專業(yè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了改革，并在實施過程中加以修訂和調(diào)整，最終取得了較好的效果。

參考文獻(xiàn)：

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第4篇：傳熱學(xué)論文范文

論文關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能技術(shù)；教學(xué)改革；土建

“建筑節(jié)能技術(shù)”此前只是建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的一門專業(yè)任選課，但是隨著國家對建筑節(jié)能的重視，河南理工大學(xué)（以下簡稱“我校”）土木工程、建筑學(xué)、工程管理等專業(yè)增開了“建筑節(jié)能技術(shù)”這門課。目前，我國每年全社會終端能耗折合成電力總計為20000億度/年。其中，正在飛速發(fā)展的建筑業(yè)作為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，其總能耗占全社會終端能耗的27.6%。隨著人民生活水平的逐步提高，住宅一般都配備了采暖和空調(diào)設(shè)施，建筑能耗大幅度增加，建筑能耗占總能耗的比重也越來越大。在發(fā)達(dá)城市，夏季空調(diào)、冬季采暖所消耗的能量已占建筑物總能耗的40％～50％。因此，在與建筑相關(guān)的專業(yè)中開設(shè)“建筑節(jié)能技術(shù)”課，對建筑節(jié)能技術(shù)的推廣和我國建筑節(jié)能的發(fā)展是非常有利的。

但是，作為該課程授課教師，在授課時就遇到了新的問題：能不能照搬給建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)授課時的所有內(nèi)容和教學(xué)方法？答案肯定是不能的，因為授課對象發(fā)生了變化，學(xué)生的知識背景和將來的就業(yè)方向不一樣。如何給土建類學(xué)生上好“建筑節(jié)能技術(shù)”這門課，怎樣安排教學(xué)內(nèi)容，采取什么樣的教學(xué)方法，是教師應(yīng)該深入思考的問題。

一、教學(xué)內(nèi)容改革

“建筑節(jié)能技術(shù)”課程主要講授的內(nèi)容是建筑及其設(shè)備的節(jié)能原理與技術(shù)，可以分解為建筑本體或圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能、空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能和供暖系統(tǒng)的節(jié)能，每一部分又包括很多具體的節(jié)能技術(shù)。對于土建類專業(yè)來說，應(yīng)針對學(xué)生的具體特點，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。

第一，由于土建類學(xué)生沒有學(xué)過建筑環(huán)境與設(shè)備工程的專業(yè)基礎(chǔ)課，直接講“建筑節(jié)能技術(shù)”他們可能很難理解，所以筆者在講具體的建筑節(jié)能技術(shù)之前，先給他們補(bǔ)充一些相關(guān)的基礎(chǔ)知識，比如“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”的知識，這樣在后面講授墻體保溫隔熱、窗玻璃遮陽、低輻射玻璃等節(jié)能技術(shù)時學(xué)生就容易理解。需要注意的是，“工程熱力學(xué)”和“傳熱學(xué)”等基礎(chǔ)課的內(nèi)容比較多，這部分內(nèi)容的講授又不能占用太多課時，所以教師在講課之前要精挑細(xì)選，選擇最合適的內(nèi)容并進(jìn)行精心編排。

第二，根據(jù)土建專業(yè)的特點，在教學(xué)中應(yīng)重點講授建筑本體節(jié)能這一部分內(nèi)容，這部分包括建筑節(jié)能與氣候的關(guān)系、圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱技術(shù)、合理利用太陽光、改善通風(fēng)等。這些內(nèi)容與土建專業(yè)是相關(guān)的，所以要安排較多的課時，對于空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能和供能系統(tǒng)節(jié)能部分可以安排得相對少一些。比如，對于建筑學(xué)專業(yè)的學(xué)生來說，他們畢業(yè)后做的主要工作是建筑外形設(shè)計，我們重點講授建筑本體節(jié)能，就能讓他們明白建筑外形不是越美觀越有藝術(shù)感越好，還要考慮不同建筑形狀對能耗的影響，要考慮體形系數(shù)、窗墻比等參數(shù)，要讓他們知道我國一系列建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中對建筑的體形系數(shù)、窗墻比都是有要求的，如果設(shè)計出來的建筑不滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求是不能通過審批的，這對他們將來工作和推動我國建筑節(jié)能的發(fā)展都很有幫助。

第三，在整個教學(xué)過程中要向?qū)W生貫徹兩種觀點：節(jié)能不只是減少需求，不用能或少用能，不是要求所有建筑夏天都不開空調(diào)、冬天都不供暖，其真正的含義是要提高能源利用效率。建筑節(jié)能技術(shù)有很多種，但是，每一種具體的建筑節(jié)能技術(shù)都有其適用性，而不是萬能的。對于國外先進(jìn)的建筑節(jié)能技術(shù)我們不能完全照搬，如果不加分析地把國外那套拿過來用，可能不但不節(jié)能反而更加耗能。所以對于具體的建筑工程來說，要根據(jù)其地理位置、建筑類型、可用能源等選用適合的建筑節(jié)能技術(shù)。

二、教學(xué)方法改革

1.采用專題講授的形式

對于土建類學(xué)生來說，建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)所用的建筑節(jié)能教材都不太適用，況且該課程課時較少，一般在28學(xué)時左右，適合采用專題講授的形式。專題講授是指每次課講授一個主題，它不局限于某一本教材，可以針對這一主題通過網(wǎng)絡(luò)搜集很多資料，特別是跟這一主題相關(guān)的最新研究成果和不同的學(xué)術(shù)觀點，因此，這種教學(xué)方式可以讓學(xué)生獲得更豐富的知識并且及時了解到最新最前沿的東西。 轉(zhuǎn)貼于

2.采用啟發(fā)式教學(xué)方法

教學(xué)應(yīng)該是師生互動的過程，教學(xué)要取得良好的效果，必須能夠激發(fā)學(xué)生的主觀能動性，啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)而分析問題、解決問題。啟發(fā)式教學(xué)可以更好地發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，從而調(diào)動教學(xué)中的各種因素發(fā)揮積極作用。例如，在講外墻保溫技術(shù)時，講過外墻保溫的基本原理和做法之后，可以向?qū)W生提問：保溫層是不是越厚越好？不同氣候區(qū)外墻保溫層的厚度是否都一樣？外墻保溫技術(shù)是否適用于我國所有地區(qū)？通過提問引起學(xué)生興趣，讓他們互相討論，然后教師再給出答案，這樣可以加深他們的理解，取得良好的效果。

3.與案例相結(jié)合

“建筑節(jié)能技術(shù)”是一門應(yīng)用性、實踐性很強(qiáng)的課程，因此，在教學(xué)中如果能挑選一些典型工程案例講授，將有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改善課堂教學(xué)效果。例如，在講熱泵技術(shù)時可以介紹上海世博園區(qū)江水源熱泵和地源熱泵聯(lián)合系統(tǒng)，在講空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能時，可以介紹焦作本地的案例——解放軍91醫(yī)院的恒溫恒濕恒氧系統(tǒng)，選擇這些案例會使學(xué)生感覺更加親近，更感興趣。在講授案例時不能只是教師講，還要提出問題讓學(xué)生思考討論，這樣才能讓學(xué)生真正掌握。

在課堂講授案例的同時，教師可以根據(jù)教學(xué)進(jìn)度和內(nèi)容，有針對性地讓學(xué)生走出教室，融入社會的大課堂，到外面進(jìn)行參觀并據(jù)此寫出調(diào)研報告，對節(jié)能工藝的優(yōu)缺點和存在的問題進(jìn)行分析并提出自己的看法，鍛煉學(xué)生獨立思考和分析問題的能力。

4.充分利用多媒體技術(shù)

多媒體技術(shù)是指采用計算機(jī)交互式綜合處理文本、圖形、圖像、動畫和聲音等多種媒體信息的一種新技術(shù)。在教學(xué)過程中積極利用多媒體教學(xué)手段，可以將圖形、文字、聲音、動畫等融為一體，使抽象的概念具體化，復(fù)雜問題簡單化，繁瑣內(nèi)容精練化，實際問題形象化，便于學(xué)生接受和理解，大大提高了課堂教學(xué)的生動性。例如，在講墻體外保溫技術(shù)時，可以通過插入圖片，讓學(xué)生清楚地看到外墻保溫的做法；在講熱泵技術(shù)原理時，可以通過動畫形象展示熱泵機(jī)組各組成部分以及流體的流動傳熱過程；在講工程案例時，可以通過大量現(xiàn)場圖片展示建筑外觀、空調(diào)機(jī)房、室內(nèi)末端等，使學(xué)生更快地了解該案例。

5.學(xué)生講授法

學(xué)生講授法是指教師在課堂教學(xué)中有計劃地安排學(xué)生講授部分教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)而更好地完成教學(xué)任務(wù)。學(xué)生講授法包括以下幾個方面：選定課題，擬定提綱，課前準(zhǔn)備，學(xué)生講授，補(bǔ)充、評價總結(jié)。要想取得好的效果，每一個環(huán)節(jié)都要認(rèn)真對待。學(xué)生講授法的優(yōu)點是能夠讓學(xué)生真正成為課堂的主人，提高課堂的教學(xué)效果，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性，提高學(xué)生的理解能力和表達(dá)能力，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，鍛煉學(xué)生的心理素質(zhì)。在“建筑節(jié)能技術(shù)”課的教學(xué)過程中可以安排1～2次課讓學(xué)生來講，比如讓學(xué)生自己來搜集國內(nèi)外著名的節(jié)能建筑實例，選取一個來分析其所用的節(jié)能技術(shù)及其優(yōu)缺點。在整個過程中，學(xué)生要自己查閱文獻(xiàn)搜集資料，還要認(rèn)真寫講稿，要在全班同學(xué)面前講授，這樣其查閱文獻(xiàn)能力、語言表達(dá)能力、分析問題能力都會得到提高，并且對知識的理解和掌握會更加深刻。

第5篇：傳熱學(xué)論文范文

【關(guān)鍵詞】管殼式換熱器；工業(yè)設(shè)備；性能

1 引言

目前全世界比較關(guān)注的問題是能源問題，解決能源枯竭問題最好的辦法是最大程度地降低能源的消耗。我國存儲了很多的能源，但是由于我國的人口基數(shù)大，因此人均占有的資源比較少。我國人均能源少，而且能源的使用效率低下，工業(yè)生產(chǎn)商使用的設(shè)備陳舊，致使出現(xiàn)了嚴(yán)重的污染問題。我國能源的使用效率差不多只有百分之三十二，而那些發(fā)達(dá)國家差不多達(dá)到了百分之四十二；我國單個產(chǎn)品需要消耗的能源要比發(fā)達(dá)的國家高至少百分之三十五，多的時候差不多要達(dá)到百分之八十，所以我國的能源使用效率需要提高，這樣才能夠真正解決人均資源低下的問題。

在工業(yè)生產(chǎn)上，換熱器應(yīng)用的領(lǐng)域十分寬廣，比如說化工、能源、機(jī)械等。換熱器有很多種類型，區(qū)分的類型也大不相同。換熱器可以按照使用的目的來分，可以分為加熱、冷卻、蒸發(fā)等；按照制造的材質(zhì)可以分為金屬、陶瓷等換熱器；按照溫度變化情況來區(qū)分，可以分為溫度和不穩(wěn)定換熱器；根據(jù)換熱器的工作原理可以間壁、蓄熱和混合換熱器。

管殼式換熱器是間壁式中的一種，這種換熱器制造工藝簡單，材料便宜，而且換熱的效率很高。管殼式換熱器廣泛應(yīng)該于工業(yè)生產(chǎn)上，使用的換熱器有百分之六十五是管殼式換熱器。正是因為管殼式換熱器的市場占有率，所以主要研究管殼式換熱器的傳熱問題，這能夠有效地提高換熱器的傳熱效率，大幅度降低能源消耗，節(jié)約能源。

2 管殼式換熱器的研究狀況

近幾十年，國內(nèi)外對于管殼式換熱器進(jìn)行了大量的研究，主要從阻力、傳熱等方面進(jìn)行了研究。一般加強(qiáng)傳熱效果可以通過兩種，一種是主動強(qiáng)化，還有一種是被動強(qiáng)化。主動強(qiáng)化需要強(qiáng)化源，而被動強(qiáng)化則不需要源頭。一般主動強(qiáng)化的方法有機(jī)械法、電磁法、表面振動法等。目前主動強(qiáng)化還沒有被廣泛使用，主要是需要大量資金投入，而且有復(fù)雜的使用機(jī)理，運(yùn)作的時候會產(chǎn)生大量的噪音。因此，目前工業(yè)上使用的強(qiáng)化傳熱技術(shù)都是被動的。

強(qiáng)化管程主要是為了提高換熱管一邊的換熱效率，一般強(qiáng)化管程的方法有：在管內(nèi)加入填充物、管子使用新型的制造材料。比如說這些年在市場上面出現(xiàn)了多種類型的換熱管，比如說單面管、螺紋管、薄壁紋管、多孔管等管道。管內(nèi)的填充物主要有螺旋線圈、紐帶等。不管是哪一種方式，它們的根本機(jī)理都是通過破壞層流的邊界層，加快流體的湍流度，這樣管子內(nèi)部的傳熱系數(shù)增大，這樣最終提高管道的傳熱效率。

目前，殼程強(qiáng)化傳熱的途徑主要有兩種，一是改變管子外形或在管外加翅片，即通過管子形狀或表面性狀的改造來強(qiáng)化傳熱，以提高換熱器的效率，如螺紋管、表面多孔管等；另一種方法是將擋板的形式進(jìn)行改變，這樣就能夠減少殼程的流動，傳熱的面積使用效率大幅度增加。

3 管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)

管殼式換熱器一般采用的是板式支撐結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的擋板很多，比如說弓形板、網(wǎng)狀板等。這些支撐結(jié)構(gòu)都十分新式，而且還具備了共同的特點，這些結(jié)構(gòu)能夠把橫向流動最大化地減少變?yōu)榭v向流動，這樣就能夠消除傳熱的盲區(qū)，最大程度地降低阻力，最終提高殼程的傳熱效果。

3.1 雙弓和多弓形折流板

一般的折流板管殼式換熱器都是使用單弓形的擋板，流體在傳遞的過程中會出現(xiàn)死區(qū)。雙弓形擋板換熱器能夠把流體平行劃分為兩股。因為壓力降低和速度的二次方、橫流管數(shù)等有關(guān)系，所以說最好選用間距和缺口一樣的雙弓換熱器。這種類型的換熱器的壓力降低要明顯比單弓的小。弓形不一樣，傳熱系數(shù)也會發(fā)生改變，傳熱系數(shù)和速度存在關(guān)系，但是降低的程度要明顯比壓力降低的小。因此總的換熱性能，雙弓板要比單弓板好。三弓折流板和雙弓的差不多，是把流體分成三股。

3.2 螺旋折流板

設(shè)計螺旋折流板主要是為了改變殼程流體的運(yùn)動，使得流體運(yùn)動呈現(xiàn)連續(xù)狀態(tài)。這種流板的優(yōu)勢是大大提升傳熱系數(shù)，同樣流體下壓力降低下，殼程的結(jié)垢也大大減少，阻礙流體發(fā)生誘導(dǎo)振動。

最佳的折流板應(yīng)該是連續(xù)的螺旋曲面，但是這種曲面在加工的時候比較困難，加上難以把換熱管和折流板搭配起來。因此在加工的時候，一般用扇形面板來代替，形成一個近似的螺旋面，這樣流體就能夠進(jìn)行螺旋運(yùn)動。在加工的時候，一般一個螺距使用兩塊折流板。這種折流板能夠強(qiáng)化傳熱主要是因為螺旋運(yùn)動和柱塞流動相似，這大大提高了傳熱。還有就是螺旋流體破壞了邊界層，這樣就強(qiáng)化了傳熱。

4 增強(qiáng)傳熱的基本途徑

要提升管殼換熱器的換熱效果，就需要增加傳熱。增加傳熱的方法有很多，最為基本的方法擴(kuò)大傳熱面積和提升傳熱系數(shù)。

擴(kuò)大傳熱面積增強(qiáng)也就是合理地擴(kuò)大傳熱的面積，并不單單是增加設(shè)備。增大傳熱面積其實需要對傳熱結(jié)構(gòu)加以深入研究，這樣才能夠達(dá)到增加傳熱面積，最終提高換熱效果。

提高傳熱材料的傳熱系數(shù)也能夠增加換熱器的傳熱效果。傳熱過程中的熱阻是單個器件熱阻的總和，所以要改變總的傳熱系數(shù)就需要對每一個過程當(dāng)中的熱阻加以控制。在換熱設(shè)備里面，一般都是在金屬壁的兩邊加入冷熱流體進(jìn)行熱量交換，金屬薄壁的熱阻一般可以忽略不計。

5 結(jié)論

我國的人均占有能源少，能源浪費(fèi)嚴(yán)重。工業(yè)生產(chǎn)過程中，換熱器的傳熱效果差，導(dǎo)致了嚴(yán)重能量損耗。強(qiáng)化傳熱能夠明顯改善換熱器的傳熱效果，主要強(qiáng)化內(nèi)部的元件，改變換熱器的結(jié)構(gòu)，這樣能夠提升換熱器的換熱效果。

參考文獻(xiàn)：

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[6]歐陽惕，黃德斌.管殼式換熱器殼程強(qiáng)化傳熱技術(shù)研究[J].山西能源與節(jié)能，2005（1）.

第6篇：傳熱學(xué)論文范文

    論文摘要：為適應(yīng)創(chuàng)新型國家發(fā)展戰(zhàn)略，教育創(chuàng)新應(yīng)貫穿大學(xué)課堂理論教學(xué)和課程實踐訓(xùn)練教學(xué)。針對“鍋爐原理”課程實踐訓(xùn)練教學(xué)，重點探討了華北水利水電學(xué)院“鍋爐原理”課程實踐訓(xùn)練的目標(biāo)定位、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計和實施方法，以期對電廠熱能與動力工程專業(yè)實踐能力訓(xùn)練方面起到一定的推動作用。 

    鍋爐是用以生產(chǎn)熱水或蒸汽的設(shè)備，在國民經(jīng)濟(jì)中具有異乎尋常的重要作用，電站鍋爐是火力發(fā)電系統(tǒng)三大主機(jī)之一，對火電的高效、潔凈和安全生產(chǎn)及其重要，因此，“鍋爐原理”是熱能與動力工程專業(yè)最核心專業(yè)課程之一?！板仩t原理”課程主要講授鍋爐的基本工作原理，包括鍋爐的爐內(nèi)燃燒原理及燃燒設(shè)備、鍋爐的傳熱過程、鍋內(nèi)水動力、受熱面外部工作過程和先進(jìn)鍋爐技術(shù)的發(fā)展等內(nèi)容，要求學(xué)生掌握鍋爐工作過程的基本理論及鍋爐設(shè)備的相關(guān)知識，并培養(yǎng)學(xué)生分析工程問題、鍋爐設(shè)計計算和鍋爐試驗的實踐能力。 

為適應(yīng)創(chuàng)新型國家發(fā)展戰(zhàn)略，高等教育要實現(xiàn)從知識型向創(chuàng)新型培養(yǎng)目標(biāo)轉(zhuǎn)變，具體到“鍋爐原理”的課程教學(xué)中，創(chuàng)新應(yīng)貫穿課堂理論教學(xué)和課程實踐訓(xùn)練教學(xué)。對“鍋爐原理”課程的理論教學(xué)內(nèi)容設(shè)計、教學(xué)手段、教學(xué)方法等方面已有較多的探討和實踐研究，[1-4]本文從“鍋爐原理”課程實踐能力的培養(yǎng)出發(fā)，重點討論華北水利水電學(xué)院（以下簡稱“我?！保板仩t原理”課程實踐訓(xùn)練的目標(biāo)定位、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計和實施方法。 

一、“鍋爐原理”課程實踐訓(xùn)練教學(xué)的定位 

“鍋爐原理”課程實踐訓(xùn)練教學(xué)的定位必須符合我校熱能與動力工程專業(yè)定位，應(yīng)全面貫徹黨的教育方針，遵循大學(xué)教育教學(xué)規(guī)律，秉承我校辦學(xué)理念，實施“基礎(chǔ)、實踐、創(chuàng)新”三位一體的培養(yǎng)模式，在教育教學(xué)中，堅持夯實基礎(chǔ)、強(qiáng)化實踐、注重創(chuàng)新的思想，培養(yǎng)吃得苦、下得去和用得上的專業(yè)技術(shù)人才。應(yīng)以“寬基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”為培養(yǎng)人才的宗旨，注重學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新意識與能力的培養(yǎng)，加強(qiáng)實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，優(yōu)化教學(xué)方法與教學(xué)手段。專業(yè)實踐能力培養(yǎng)始終圍繞“強(qiáng)化實踐教學(xué)、提高學(xué)生素質(zhì)、培養(yǎng)創(chuàng)新意識、重在實際應(yīng)用”的教學(xué)指導(dǎo)思想，從人才培養(yǎng)目標(biāo)、實驗教學(xué)體系、實驗教學(xué)內(nèi)容和方法、實驗教學(xué)隊伍、實驗環(huán)境條件和實驗室管理體制等方面進(jìn)行了全方位的改革與建設(shè)，探索實現(xiàn)基礎(chǔ)性驗證實驗、測定試驗、創(chuàng)新性科研訓(xùn)練實驗和拓寬知識面的演示實驗的“四級實驗”教學(xué)體系，實現(xiàn)教育創(chuàng)新?！板仩t原理”課程實踐訓(xùn)練教學(xué)應(yīng)實施從理論到實際、從傳統(tǒng)到創(chuàng)新、從課堂到工程項目的工程化實踐教學(xué)思想，圍繞動腦想方案、動手做試驗、動嘴講成果、動筆寫報告等“四動”能力，達(dá)到加深理論知識的掌握和應(yīng)用，在實踐訓(xùn)練中切實培養(yǎng)學(xué)生處理工程問題，進(jìn)行鍋爐設(shè)計計算和鍋爐試驗的實踐能力。 

二、“鍋爐原理”課程實踐訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計 

“鍋爐原理”課程實踐訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容尚無可參考材料，根據(jù)我校熱能與動力工程專業(yè)人才培養(yǎng)和“鍋爐原理”課程大綱的要求，基于我校的專業(yè)師資、實驗室和實習(xí)資源以及用人單位和歷屆畢業(yè)生的建議，科學(xué)制定“鍋爐原理”課程實踐訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容。 

1.“鍋爐原理”課程實踐訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容設(shè)計原則 

對我校“鍋爐原理”課程實踐訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計時，實行“工程化”設(shè)計思路，并遵循四個原則，即實踐訓(xùn)練內(nèi)容以“鍋爐原理”為中心、內(nèi)容進(jìn)程科學(xué)有序化、內(nèi)容設(shè)計層次化和實施方式多元化。 

（1）以“鍋爐原理”為中心，多課程之間緊密聯(lián)系化。鑒于“鍋爐原理”是熱能與動力工程專業(yè)的最重要專業(yè)課，處于前期的專業(yè)基礎(chǔ)課程以及后續(xù)課程之間的中心地位，因此在設(shè)計“鍋爐原理”課程實踐訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容之前，先對我?！傲黧w力學(xué)”、“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”和“燃燒學(xué)”等基礎(chǔ)課以及后續(xù)專業(yè)選修課程比如“大型鍋爐運(yùn)行”、“單元機(jī)組集控運(yùn)行”和“循環(huán)流化床燃燒技術(shù)”等課程的教學(xué)大綱、實驗大綱、知識點講授情況以及實踐實驗訓(xùn)練情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查、分析和總結(jié)，做到了然于胸，確?！板仩t原理”課程實踐訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容設(shè)計與前期專業(yè)基礎(chǔ)課程及后續(xù)專業(yè)選修課程的緊密聯(lián)系，力求通過該課程實踐訓(xùn)練，既可以鞏固和加深學(xué)生對前期專業(yè)基礎(chǔ)課的理解，加強(qiáng)對所學(xué)基礎(chǔ)知識的實踐應(yīng)用，將所學(xué)的熱工學(xué)知識、燃燒學(xué)知識在電站鍋爐中加以應(yīng)用，達(dá)到學(xué)生對鍋爐原理中爐內(nèi)燃燒、鍋內(nèi)傳熱及水動力和煙風(fēng)阻力知識融會貫通、舉一反三，為靈活應(yīng)用打下堅實基礎(chǔ)，又能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)選修課程的欲望和熱情，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)課程的好奇心、主動性和積極性。 

（2）實踐訓(xùn)練課程內(nèi)容進(jìn)程科學(xué)有序化?！板仩t原理”課程本身知識點之間的順序決定了課程實踐訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計次序，要由淺入深、層層推進(jìn)、由易到難，脈絡(luò)清晰。因此，訓(xùn)練內(nèi)容應(yīng)嚴(yán)格按照鍋爐原理本身的發(fā)展進(jìn)行設(shè)計。內(nèi)容主要包括客觀認(rèn)識實踐、原理性演示驗證實踐和工程實踐訓(xùn)練三大內(nèi)容。 

客觀認(rèn)識實踐主要是對鍋爐實物、鍋爐機(jī)組整體模型、鍋爐重要設(shè)備的直觀認(rèn)識，如在開設(shè)“鍋爐原理”課程前進(jìn)行電廠認(rèn)識實習(xí)，對鍋爐的實物直觀認(rèn)識，在“鍋爐原理”課程第一節(jié)緒論課和鍋爐組成課講解后進(jìn)行模型實驗，通過模型參加實驗、拆裝模型和動畫模型模擬鞏固加深鍋爐機(jī)組系統(tǒng)及組成知識。 

原理性演示驗證實踐。筆者通過幾年的“鍋爐原理”教學(xué)發(fā)現(xiàn)，鍋爐的水循環(huán)內(nèi)容是該課程的難點之一，學(xué)生往往難以理解和掌握，通過課程原理性演示和實踐可以幫助學(xué)生理解和掌握水循環(huán)等難點。該部分主要是對自然循環(huán)原理、直流鍋爐原理等的演示驗證實踐內(nèi)容。 

工程實踐試驗主要是對鍋爐的三大計算能力的訓(xùn)練實踐，包括鍋爐輔助計算、熱力計算、水動力計算、煙風(fēng)阻力計算和強(qiáng)度計算的實踐訓(xùn)練、鍋爐熱平衡的實驗和鍋爐機(jī)組運(yùn)行仿真實驗訓(xùn)練。 

（3）實踐訓(xùn)練課程內(nèi)容設(shè)計層次化。內(nèi)容設(shè)計要貫穿層次化的思路，內(nèi)容的難易程度要進(jìn)行層次化設(shè)計，對訓(xùn)練中的每一個內(nèi)容根據(jù)其在課程中的總體地位和重要程度按照“了解、理解、掌握”等不同層次進(jìn)行分級定位；同時，根據(jù)學(xué)生個體水平的差異，對同一內(nèi)容也要進(jìn)行層次化設(shè)計，在滿足分級定位要求和大部分學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，對那些學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)行進(jìn)一步的拓寬設(shè)計。比如鍋爐的計算，對于普通的學(xué)生則只要會進(jìn)行鍋爐的輔助計算、各受熱面熱力計算和簡單的水循環(huán)計算即可，而對于部分學(xué)有余力的學(xué)生，則可更進(jìn)一步進(jìn)行較復(fù)雜的水動力計算、強(qiáng)度計算和煙風(fēng)阻力計算，并完成一些計算程序的編制。 

（4）實施方式多元化。課程實踐訓(xùn)練教學(xué)是實踐性課程，因教學(xué)學(xué)時、實驗室資源等多方面的因素，決定教學(xué)實施的方式必須多元化，即課堂、實驗室和企業(yè)生產(chǎn)三位一體，課堂演示、實驗室參觀驗證實踐和電廠實踐構(gòu)成全方位多層次的實踐訓(xùn)練。傳統(tǒng)與現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)結(jié)合，實踐訓(xùn)練中采用比如計算機(jī)程序模擬、動畫設(shè)計模擬實踐、鍋爐事故仿真模擬等先進(jìn)技術(shù)手段實施實踐訓(xùn)練。 

2.“鍋爐原理”課程實踐訓(xùn)練教學(xué)具體內(nèi)容設(shè)計 

我?！板仩t原理”課程計劃學(xué)時64學(xué)時，其中實驗6學(xué)時。其前期基礎(chǔ)課程包括“流體力學(xué)”、“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)和燃燒學(xué)”，還開設(shè)了后續(xù)課程“鍋爐運(yùn)行”和“單元機(jī)組集控運(yùn)行”?！板仩t原理”課程內(nèi)容多、難點多、實踐性強(qiáng)，“鍋爐原理”課程通常設(shè)置有鍋爐原理課程設(shè)計，我?！板仩t原理”課程設(shè)計時間為1.5周。實際上，僅靠課程設(shè)計和6學(xué)時的實踐訓(xùn)練難以達(dá)到學(xué)生牢固掌握鍋爐原理理論知識、靈活運(yùn)用所學(xué)解決實際問題的目標(biāo)?！板仩t原理”課程實踐訓(xùn)練教學(xué)包括鍋爐原理6學(xué)時實驗課、1.5周課程設(shè)計、16學(xué)時單元機(jī)組集控運(yùn)行實驗，但主要利用學(xué)生的課余時間進(jìn)行。教學(xué)過程貫穿第5至第8學(xué)期，延續(xù)2年時間，實踐訓(xùn)練教學(xué)包括13個內(nèi)容，90小時。具體內(nèi)容和建議學(xué)時如下。 

電站鍋爐機(jī)組實物模型和虛擬模型實踐，2學(xué)時。標(biāo)準(zhǔn)煤樣工業(yè)分析驗證性實驗，4學(xué)時。混合煤工業(yè)分析測試實驗，4學(xué)時。煤的發(fā)熱量測定實驗，2學(xué)時。自然循環(huán)鍋爐工作原理實驗，1學(xué)時。多管水循環(huán)驗證實驗，1學(xué)時。直流鍋爐工作原理實驗，1學(xué)時。鍋爐綜合測試項目設(shè)計實驗，13學(xué)時。鍋爐原理課程設(shè)計訓(xùn)練，32學(xué)時。鍋爐水循環(huán)計算訓(xùn)練，10學(xué)時。鍋爐煙風(fēng)阻力計算訓(xùn)練，6學(xué)時。鍋爐啟停仿真訓(xùn)練，8學(xué)時。鍋爐運(yùn)行仿真訓(xùn)練，8學(xué)時。 

三、“鍋爐原理”課程實踐訓(xùn)練教學(xué)實踐 

我?！板仩t原理”課程實踐訓(xùn)練教學(xué)課題在2008提出，在2006、2007和2008年級開始實施，實踐證明，通過“鍋爐原理”課程實踐訓(xùn)練教學(xué)，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識的熱情，鞏固和加深了鍋爐原理知識的理解，提高了學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，培養(yǎng)了學(xué)生動腦想方案、動手做試驗、動嘴講成果、動筆寫報告等“四動”能力。我們對2006和2007年級的學(xué)生進(jìn)行鍋爐實踐能力的調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，無論是研究生復(fù)試（鍋爐及鍋爐相關(guān)知識的筆試和面試），還是就業(yè)面試（熱工學(xué)和鍋爐等口試）過程中，學(xué)生對鍋爐相關(guān)考題從容自如，安之若素。當(dāng)然，在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計方面還需進(jìn)一步改進(jìn)，實施的方式還需更科學(xué)合理。 

 

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第7篇：傳熱學(xué)論文范文

Abstract: Based on indirect evaporative cooling and heat transfer enhancement technology, several effective methods of enhancement of heat transfer of TIEC were researched intensively. These concrete measures includ that selecting better tube material, special treatment of heat exchanging tube, coating hydrophilic membrane on aluminum foil surface, designing reasonable influent distribution system and adding wetting agent in spray water.

關(guān)鍵詞： 管式間接蒸發(fā)冷卻器；強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)；親水鋁箔；多孔陶瓷

Key words: Tubular Indirect Evaporative Cooler（TIEC）；enhancement of heat and mass transfer；hydrophilic aluminum foil；porous ceramics

中圖分類號：TH69文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-4311（2011）11-0029-02

0引言

隨著全球能源和環(huán)境危機(jī)的凸顯，節(jié)能減排日益成為各國能源與環(huán)境戰(zhàn)略制定和能源相關(guān)行業(yè)研發(fā)應(yīng)用的重要考慮因素。換熱器強(qiáng)化傳熱作為有效的節(jié)能措施也逐漸成為一個熱點研究領(lǐng)域。因此如何在現(xiàn)有的設(shè)備上，增強(qiáng)傳熱，節(jié)能降耗，是擺在我們面前的一個重要課題。本文結(jié)合間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)和強(qiáng)化傳熱技術(shù)，分析了幾種增強(qiáng)管式間接蒸發(fā)冷卻器傳熱的行之有效的方法。

1管式間接蒸發(fā)冷卻器理論

1.1 管式間接蒸發(fā)冷卻器簡介間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)是20世紀(jì)30年展起來的一種空調(diào)制冷技術(shù)，它能從自然環(huán)境中獲取冷量，其制冷的COP值很高，現(xiàn)場實測和實驗結(jié)果表明，與一般常規(guī)制冷機(jī)械相比，在炎熱干燥地區(qū)可節(jié)能80%~90%，在炎熱潮濕地區(qū)可節(jié)能20%~25%，在中間地區(qū)可節(jié)能40%?？傮w上來說COP可提高2.5~5倍，從而可以大大減低空調(diào)制冷能耗[1]。

間接蒸發(fā)冷卻空氣處理流程及I-D圖如圖1所示。間接蒸發(fā)冷卻器的核心是空氣―空氣換熱器?？諝馔ㄟ^空氣―空氣換熱器被冷卻，之所以稱之為間接蒸發(fā)冷卻器，是因為兩部分空氣不直接接觸。通常稱被冷卻的干側(cè)空氣為一次空氣，而蒸發(fā)冷卻發(fā)生的濕側(cè)空氣稱為二次空氣。通過噴循環(huán)水，二次空氣側(cè)的元件表面形成一層水膜，水膜的蒸發(fā)通過吸收熱量來完成，使水膜溫度維持在接近二次空氣的濕球溫度，一次空氣通過換熱元件、水膜，把熱量傳送給二次空氣，從而達(dá)到降溫目的，在此過程中，二次空氣側(cè)的情況和直接蒸發(fā)冷卻相同，一次空氣溫度降低，其含濕量保持不變[2]。

管式間接蒸發(fā)冷卻器換熱管管外容易形成穩(wěn)定的水膜，所以能實現(xiàn)相對比較均勻的布水效果，在二次空氣橫向掠過換熱管管外時，有利于蒸發(fā)冷卻的進(jìn)行。而且管式間接蒸發(fā)冷卻器的流道較寬，不會出現(xiàn)隨系統(tǒng)運(yùn)行時間的增加而堵塞換熱器流道的現(xiàn)象，所以流道內(nèi)流體的流動阻力小，能夠使換熱器保持穩(wěn)定的換熱效率。并且管式間接蒸發(fā)冷卻器的單位體積成本較低，且加工工藝簡單[3-5]。管式間接蒸發(fā)冷卻器結(jié)構(gòu)如圖2所示。

目前，常用的管式間接蒸發(fā)冷卻器的管子斷面形狀有圓形和橢圓形（異型管）兩種。所采用的材料有聚氯乙烯等高分子材料和鋁箔等金屬材料。管外包覆有吸水性纖維材料，使管外側(cè)保持一定的水分，以增強(qiáng)蒸發(fā)冷卻的效果。這層吸水性纖外套對管式間接蒸發(fā)冷卻器的冷卻效果影響很大。噴淋在蒸發(fā)冷卻管束外表面的循環(huán)水，是通過上部布水系統(tǒng)來實現(xiàn)的。

1.2 存在問題分析管式間接蒸發(fā)冷卻器有許多難能可貴的優(yōu)點，但是，它也存在著先天的不足，即在處理同樣風(fēng)量的空氣時，效率沒有板翅式那么高，體積大。因此，急需開發(fā)出一種適合于我國國情的低能耗、結(jié)構(gòu)緊湊、高效率的管式間接蒸發(fā)冷卻器。

造成管式間接蒸發(fā)冷卻器換熱效率低的主要原因是因為管式間接蒸發(fā)冷卻器中的換熱管換熱性能低以及管內(nèi)一次空氣與管外二次空氣、水膜之間的換熱不充分[6]。管式間接蒸發(fā)冷卻器二次空氣側(cè)實現(xiàn)的是水與空氣直接接觸，空氣等焓冷卻過程。根據(jù)蒸發(fā)冷卻原理，水的蒸發(fā)是冷卻降溫的前提。如果二次空氣側(cè)水與空氣間的換熱不充分，那么水的溫度就不會降到很低，而水的溫降直接影響到一次空氣的溫降。也就是說，二次空氣側(cè)的傳熱效果直接影響到一次空氣的溫降，也將決定了換熱器的效率。所以，設(shè)法提高二次空氣側(cè)空氣與水的傳熱，就能提高管式間接蒸發(fā)冷卻器的效率。

2強(qiáng)化傳熱技術(shù)理論

強(qiáng)化傳熱是20世紀(jì)60年展起來的一種改善傳熱性能的技術(shù)，被譽(yù)為第二代傳熱技術(shù)。它可以減小傳熱面積，從而降低換熱器的體積和重量；提高現(xiàn)有換熱器的傳熱能力，使換熱器能在較低溫差下工作；能夠減小換熱器的阻力，可使流體邊界層減薄，使流體紊亂程度加強(qiáng)，從而提高換熱器的傳熱與流阻性能。強(qiáng)化傳熱技術(shù)的應(yīng)用不但節(jié)能環(huán)保，而且節(jié)約了投資和運(yùn)營成本。因而在能源問題日趨嚴(yán)重的今天，強(qiáng)化傳熱技術(shù)顯得十分重要。根據(jù)傳熱學(xué)的基本公式：Q=KFtm?？芍鰪?qiáng)傳熱有3條途徑：加大換熱器的換熱面積F；加大對數(shù)平均溫差值tm；提高換熱器的傳熱系數(shù)K。

2.1 增大傳熱面積F擴(kuò)展傳熱面積是增加傳熱效果現(xiàn)在使用最多的方法，是通過合理地提高設(shè)備單位體積的傳熱面積來達(dá)到增強(qiáng)傳熱效果的目的，如在換熱器上大量使用單位體積傳熱面積比較大的翅片管、波紋管、板翅傳熱面等材料，通過這些材料的使用，單臺設(shè)備的單位體積的傳熱面積會明顯提高，充分達(dá)到換熱設(shè)備高效、緊湊的目的。

2.2 增加對數(shù)平均溫差Δtm加大換熱器傳熱溫差Δtm是加強(qiáng)換熱器換熱效果常用的措施之一。依靠增加換熱器傳熱溫差Δtm只能有限度的提高換熱器換熱效果，使用過程中應(yīng)該考慮到實際工藝或設(shè)備條件上是否允許。

2.3 提高傳熱系數(shù)K傳熱系數(shù)K值與管內(nèi)外換熱系數(shù)αi（αo）、管內(nèi)外污垢系數(shù)ri（ro）、換熱管直徑、壁厚、材料有關(guān)，而主要因素取決于αi、αo、ro、ri，即提高管內(nèi)外換熱系數(shù)αi（αo）、降低管內(nèi)外污垢系數(shù)ri（ro）。提高αi和αo可以從流體的流動狀態(tài)入手：一是適當(dāng)增加流體的流速；二是設(shè)計適當(dāng)?shù)慕孛鏍顟B(tài)，實現(xiàn)湍流和程度較高的紊流，使流體不斷沖擊破壞邊界層。降低ri和ro可以從減少管內(nèi)外結(jié)垢入手。因為在換熱器的運(yùn)行中由于溫度及其他條件的變化，流體中的一些污垢會增大換熱器的總熱阻。降低熱阻需從以下幾個方面考慮：適當(dāng)提高流速、改變流動路徑形狀、選不易腐蝕的光滑材料。

3管式間接蒸發(fā)冷卻器增強(qiáng)傳熱方法

基于以上間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)及強(qiáng)化傳熱技術(shù)理論，介紹幾種可行的增強(qiáng)管式間接蒸發(fā)冷卻器傳熱的方法。

3.1 選用優(yōu)質(zhì)管材可以選用親水鋁箔或多孔陶瓷等優(yōu)質(zhì)材料作為管式間接蒸發(fā)冷卻器換熱管的管材。與普通鋁箔相比，水滴在親水鋁箔表面的接觸角很小，可以形成均勻水膜，從而增大了蒸發(fā)表面，促進(jìn)了蒸發(fā)傳熱。因此使用親水鋁箔的換熱器，不僅能大大提高熱交換效率，減少空調(diào)器體積，而且可以節(jié)省能源，延長空調(diào)器的使用壽命。多孔陶瓷最大的結(jié)構(gòu)特征就是多孔性，多孔陶瓷的孔結(jié)構(gòu)特征與陶瓷本身的優(yōu)異性能結(jié)合，使其具有均勻的透過性、發(fā)達(dá)的比表面積、低密度、低熱導(dǎo)率、低熱容以及優(yōu)良的耐高溫、耐磨損、耐氣候性、抗腐蝕性和良好的剛度、一定的機(jī)械強(qiáng)度等特性。由于具有這些優(yōu)良特性，多孔陶瓷可以作為蒸發(fā)冷卻的一種可用材料。

3.2 對換熱管外壁進(jìn)行特殊處理

3.2.1 燈芯效應(yīng)傳統(tǒng)金屬熱交換器主要有鋁、銅或它們的合金制成，形狀可以是板式和管式。這種表面有相對很小的毛細(xì)作用，很難保持住水分進(jìn)行蒸發(fā)冷卻作用。為了提高表面的毛細(xì)作用，可以考慮在板或管的一面用多孔材料代替光滑的表面。這時就要考慮一些多孔結(jié)構(gòu)的金屬，也就是具有燈芯結(jié)構(gòu)的金屬、金屬泡沫或金屬絨。燈芯效應(yīng)可能是以下結(jié)構(gòu)中的一種，例如燒結(jié)點、微孔、網(wǎng)眼、凹槽或須狀，把它們制成管/板式保存蒸發(fā)的水分。依靠燈芯的結(jié)構(gòu)、密度和外形，它的孔隙度在20%~90%范圍內(nèi)變化。

3.2.2 異型管管式換熱器強(qiáng)化傳熱通常可以對光管進(jìn)行加工得到各種結(jié)構(gòu)的異形管，如波紋管、螺紋管、螺旋槽紋管、橫槽紋管、翅片管、針翅管、多孔表面管等，通過這些異形管進(jìn)行強(qiáng)化傳熱，提高工作效率，達(dá)到節(jié)能減排效果。

3.2.3 管外包覆材料在管式間接蒸發(fā)冷卻器管外包覆吸水性材料的目的是在換熱器管外表面形成均勻的水膜，增加水與換熱器的接觸面積和接觸時間，以此達(dá)到強(qiáng)化管外的水、二次空氣與管內(nèi)的一次空氣之間的換熱，從而提高蒸發(fā)冷卻器的傳熱傳質(zhì)效果。通過比較可知，不銹鋼網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料、金屬纖維織物和丙綸纖維織物是很好的包覆材料，非常適于包覆在管式間接蒸發(fā)冷卻器的換熱管外來增強(qiáng)其傳熱傳質(zhì)。

3.3 親水性涂層處理當(dāng)前國際上提高金屬或塑料管換熱器熱質(zhì)交換效率的最佳途徑是采用超親水表面材料[7]。這是當(dāng)前國際上最新的提高換熱管效率的一種方法，是國際上最前沿最推崇的一種方法。實際工程中，管式間接蒸發(fā)冷卻器的換熱管的管材普遍為金屬鋁箔，鋁箔是非親水性表面，水在換熱管表面不能均勻分布，存在“干斑”，從而使蒸發(fā)效率降低，降溫效果很差?？梢?，換熱管的親水性能和管表面的水膜分布情況是強(qiáng)化傳熱的核心問題。也就是說，換熱管的親水性做好了，水膜能在管外均勻分布了，那么管式間接蒸發(fā)冷卻器的效率就提高了。圖3是親水性表面處理前后光管上的液體流動外形圖。可見，因為在水與管之間無濕潤表面性能，所以液體在未經(jīng)處理的管外壁形成分散的靜止液滴，但是液體在經(jīng)過親水性處理的管外壁形成薄的液膜，可以促進(jìn)蒸發(fā)傳熱[8]。

實驗表明，對換熱表面進(jìn)行親水涂層處理，能有效減少凝結(jié)水形成的液滴、液膜、液橋?qū)Q熱的影響。進(jìn)行親水處理過的翅片，風(fēng)壓損失可減少40%~50%，風(fēng)量增加5%~10%，換熱量增加5%~10%。

3.4 設(shè)計合理布水系統(tǒng)為了提高間接蒸發(fā)冷卻器的布水均勻性，進(jìn)而增強(qiáng)換熱管外水膜與二次空氣之間的傳熱傳質(zhì)，西安工程大學(xué)黃翔教授進(jìn)行了深入與細(xì)致的研究。西安工程大學(xué)碩士研究生嵇伏耀提出間歇性供水的概念。通過實驗證明間接蒸發(fā)冷卻器的淋水方式對出口溫度有一定的影響，間歇性供水比持續(xù)性供水的一次空氣出口溫度降低0.5~1.2℃。西安工程大學(xué)碩士研究生周斌提出了間接蒸發(fā)冷卻器二次布水的概念，并且用多層金屬網(wǎng)格實現(xiàn)。通過對布水器加裝二次布水網(wǎng)格等優(yōu)化措施，達(dá)到了改進(jìn)布水器均勻布水效果的目的。實驗測定表明，加裝二次布水網(wǎng)格后，?I10管徑的管式間接蒸發(fā)冷卻器的冷卻效率提高了5%左右，?I20管徑的管式間接蒸發(fā)冷卻器的冷卻效率提高了10%左右。一般而言，管徑越大，則換熱器效率越低，但在加裝二次布水網(wǎng)格后。

3.5 噴淋水中添加潤濕劑在噴淋水中添加潤濕劑，再循環(huán)噴淋到換熱管上，可以降低噴淋水表面張力，在管外形成均勻水膜。表面活性劑可以有效地降低水的表面張力，故常作為潤濕劑加到水中以改善其潤濕能力。顯然，應(yīng)該選擇降低水表面張力能力最強(qiáng)的、效率最高的表面活性劑，也就是γcmc和cmc最低的表面活性劑，作為潤濕劑[9]。

4結(jié)束語

本文結(jié)合間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)和強(qiáng)化傳熱技術(shù)，分析了幾種增強(qiáng)管式間接蒸發(fā)冷卻器傳熱的行之有效的方法。采用優(yōu)質(zhì)管材，對換熱管外壁進(jìn)行特殊結(jié)構(gòu)處理，在換熱管外涂敷親水性涂層，設(shè)計合理的布水系統(tǒng)和在噴淋水中添加潤濕劑，是幾種行之有效的增強(qiáng)管式間接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)中換熱管傳熱的措施。管式間接蒸發(fā)冷卻器的管外強(qiáng)化傳熱的研究，完善了蒸發(fā)冷卻技術(shù)的理論，為開發(fā)和研究低能耗、高效率的管式間接蒸發(fā)冷卻器奠定了基礎(chǔ)，進(jìn)一步推廣了蒸發(fā)冷卻技術(shù)的應(yīng)用。

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第8篇：傳熱學(xué)論文范文

關(guān)鍵詞：機(jī)械制冷超長線列焦平面冷量傳輸

0前言

大規(guī)模超長線列掃描成像和凝視成像是航天光學(xué)遙感器的重要發(fā)展方向，它能夠大大地提高視場面積和地面分辨率。紅外探測器通常工作在低溫下,因此需要用到低溫制冷設(shè)備，如輻射制冷器、儲能式制冷器、機(jī)械制冷機(jī)等。機(jī)械制冷機(jī)體積小、冷量大、安裝方式靈活，且可靠性日益提高，因此在紅外遙感系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。超長線列紅外器件與制冷機(jī)的耦合方式通常為間接耦合，即探測器與制冷機(jī)冷頭之間通過柔性“冷鏈”連接。這種方式可以明顯地降低冷指振動對探測器的影響，且制冷機(jī)與探測器的設(shè)計位置也比較靈活，可以實現(xiàn)多點制冷。但由于在超長線列的焦平面系統(tǒng)中，冷平臺的尺寸很大，單冷源多點制冷可能會造成探測單元間溫度不均。當(dāng)探測器單元間溫度有差異時，單元間將產(chǎn)生D*和D(,T)的差異，從而在圖像上產(chǎn)生由響應(yīng)單元溫差引起的空間非均勻性，導(dǎo)致紅外成像系統(tǒng)的性能下降。因此解決好溫度均勻性問題是至關(guān)重要的。同時，由于焦平面杜瓦（冷箱）的體積比小型的杜瓦大大增加，系統(tǒng)的漏熱量將大幅增加，因此必須有高效的傳熱部件，以降低冷源與負(fù)載之間的溫差，從而使制冷機(jī)發(fā)揮最大功效。

1耦合系統(tǒng)介紹

本文的研究對象，超長線列紅外焦平面與制冷機(jī)耦合系統(tǒng)采用間接耦合方式，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。該系統(tǒng)有兩個波段，每個波段探測器的工作溫度為100K，由一臺斯特林制冷機(jī)制冷，試驗時也可由液氮杜瓦代替。探測器冷平臺尺寸約為200×40，制冷機(jī)冷頭通過柔性冷鏈連接與之相連。為了實現(xiàn)探測器溫度均勻性的目標(biāo)，每個冷平臺上都安裝了5條由SITP研制的一種新型的柔性冷鏈。其由厚度為0.05mm或0.1mm的紫銅片構(gòu)成。經(jīng)測試得到，該冷鏈具有很高的熱導(dǎo)率，且具有較大柔度。

2冷量傳輸理論分析

本耦合系統(tǒng)的熱學(xué)目標(biāo)是在斯特林制冷機(jī)提供6W@95K的制冷量時，探測器冷平臺的溫度達(dá)到100K，冷箱的寄生漏熱達(dá)到使用要求。

由于需要進(jìn)行多點制冷，柔性冷鏈兩端的空間位置關(guān)系和冷鏈的折彎余量決定了冷鏈的長度不都相同，因此需計算確定不同冷鏈的厚度，進(jìn)而確定每條冷鏈所需銅片的數(shù)目n，如式(1)：

(1)

Q—每條冷鏈需傳輸?shù)臒崃浚?/p>

L—冷鏈的長度；

—熱導(dǎo)率；

a—冷鏈寬度;

b—組成冷鏈的銅片厚度；

由于耦合系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且存在很多不確定因素，要建立一個精確的熱力學(xué)模型來研究冷平臺的溫度均勻性是比較費(fèi)力的，因此需要對模型進(jìn)行簡化。如圖2所示，

圖2探測器冷平臺熱分析模型示意圖

冷平臺的得熱包括：

Qg―探測器本身產(chǎn)生的熱量

Qr－外殼的輻射漏熱

Qc－通過支撐的傳導(dǎo)漏熱

而Q0為通過冷鏈傳走的熱量，根據(jù)能量守恒可知：

Q0=Qg+Qr+Qc

Qr的數(shù)值可以根據(jù)式(2)近似計算得

(2)

式中：稱為相當(dāng)發(fā)射率；

＝5.67W/m2K4；

T1、T2分別為外殼和冷平臺的溫度；

F1、F2分別為外殼的內(nèi)表面積與冷平臺的估算面積；

Qc可由式(3)算得：

(3)

式中：為支撐的熱導(dǎo)率；

D、d分別為支撐的粗端外經(jīng)與細(xì)端外經(jīng)；

為薄壁支撐厚度；

分別為粗端與細(xì)端溫度，可通過試驗以往的實驗數(shù)據(jù)中得到；

L為支撐高度；

假設(shè)冷平臺的支撐部件及冷鏈從周圍通過輻射得到的熱量可以近似地轉(zhuǎn)移到冷平臺上，即包含于Qr中。此時冷鏈傳熱特性為線性，即(1)式是可行的。

同時假設(shè)Qr+Qc為等效冷平臺體積熱而作用于整個冷平臺上，而Qg由于是探測器所耗散的熱，故作用于冷平臺的表面。

冷平臺上冷鏈的布置點均勻分布于中間線上，當(dāng)用6W@95K斯特領(lǐng)制冷機(jī)制冷時，其溫度理論值應(yīng)該為設(shè)計溫度100K。

根據(jù)上述模型通過數(shù)值計算得到的結(jié)果如圖3所示。

圖3探測器冷平臺的溫度場

從計算結(jié)果中可以看出冷平臺的溫度均勻性較好。

3冷量傳輸試驗

3.1試驗臺

為了測試系統(tǒng)從冷指到冷平臺的傳熱特性以及冷平臺溫度均勻性，我們搭建了如圖4所示的試驗平臺。由液氮杜瓦代替斯特林制冷機(jī)進(jìn)行試驗。冷箱內(nèi)部的關(guān)鍵部位上共布置了27個Pt100電阻溫度傳感器，每個Pt電阻通過三點法標(biāo)定（液氮、冰水混合物、常溫）。為減小漏熱，Pt電阻與冷箱電纜接口處用Ф0.1的錳銅絲連接。為了模擬紅外探測器的耗散熱，在一個探測器冷平臺的上安裝了4片相互串連的30×30的薄膜加熱片，以提供總量為0.7—1w的加熱量。

圖4冷量傳輸試驗臺

1－液氮杜瓦；2－冷箱底板；

3－箱體罩；4－數(shù)據(jù)采集引線

3.2試驗步驟

實驗時，先對系統(tǒng)抽真空，同時對液氮杜瓦內(nèi)的活性炭加熱，以使其盡量放氣，直至真空升至5×10－6Pa。這個過程進(jìn)行了約2小時。

然后啟動溫度自動采集系統(tǒng)，將液氮灌入液氮杜瓦中，此時可以記錄冷箱內(nèi)部各點溫度變化的過程。試驗剛開始時，液氮蒸發(fā)量較大，液氮杜瓦管口有明顯的霧氣，隨著冷箱內(nèi)部部件溫度的降低，液氮蒸發(fā)量逐漸變小，約3小時后管口僅有少量霧氣。約4小時后，系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

隨后接通加熱電源，給冷平臺加熱1W，經(jīng)過約1.5小時后達(dá)到穩(wěn)定。

隨后將加熱量變?yōu)?.7W，約1小時后，達(dá)到穩(wěn)定。

3.3實驗結(jié)果和分析

中波冷平臺中心點、液氮杜瓦冷頭及冷平臺鈦合金支撐的上下端在無加熱時的降溫曲線如圖5所示?？梢园l(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)經(jīng)過約4小時達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

圖5降溫曲線圖

中波、短波冷平臺上各測溫點在無加熱、加熱0.7W、加熱1W時的溫度分別如圖6、圖7所示，圖中橫坐標(biāo)的數(shù)值表示溫度傳感器的編號。

圖6中波冷平臺各測溫點溫度

圖7短波冷平臺各測溫點溫度

各工況下冷平臺平均溫度、液氮杜瓦冷頭溫度如表1所示。

表1冷平臺與冷頭溫度匯總工況中波冷平臺平均溫度(K)短波冷平臺平均溫度(K)冷頭(K)中波冷平臺與冷頭∆T(K)短波冷平臺與冷頭∆T(K)

無加熱103.6106.698.55.18.1

加熱0.7W104.9109.499.959.5

加熱1W105.4110.6100.54.910.1

可以看出，中波冷平臺與液氮杜瓦冷頭的溫差隨著加熱量的增加而略有減少，這是因為中波冷平臺上無加熱，其溫升速度不及液氮杜瓦冷頭；而短波冷平臺與冷頭的溫差隨著加熱量的增大而增大，其趨勢如圖8所示：

圖8短波冷平臺溫差與加熱量關(guān)系曲線

經(jīng)過計算得，冷箱的總寄生漏熱約為2.7W，則在本實驗中，中波得熱Qm為2.7/2=1.35W，短波得熱Qs為1.35+q(W)，其中q為不同工況下的加熱值，分別取0、0.7、1。

設(shè)系統(tǒng)總熱導(dǎo)K=Q/∆T,則中波傳熱機(jī)構(gòu)平均總熱導(dǎo)Km＝0.27W/K，短波傳熱機(jī)構(gòu)平均總熱導(dǎo)Ks＝0.21W/K。

排除個別奇異點，實驗結(jié)果得到的溫度均勻性與理論計算的結(jié)果有一定的差別，且表現(xiàn)出左右不對稱，分析其原因可能是每條冷鏈與冷平臺的接觸面積及由于螺釘?shù)木o固力不同造成接觸熱阻的不同。而同一冷平臺上各溫度傳感器在不同工況下的溫度走勢相同，可以排除溫度傳感器故障因素，但不排除溫度傳感器的個體差異原因，造成這種傳感器個體差異的原因可能是其引線的長短不完全相同，焊接不均造成的接觸電阻不同等。

4結(jié)論

本文介紹了一種超長線列紅外焦平面與空間機(jī)械制冷機(jī)的耦合方式，并對樣機(jī)進(jìn)行了傳熱性能實驗。性能曲線顯示了該方式能有效地傳輸冷量。同時分析了影響溫度均勻性的因素。關(guān)于耦合系統(tǒng)的空間力學(xué)適應(yīng)性研究也將在不久的將來積極地進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]宣向春.HY-1衛(wèi)星海洋水色掃描儀紅外機(jī)械制冷系統(tǒng)研制:[博士學(xué)位論文].上海:中科院上海技術(shù)物理研究所，2000

[2]紀(jì)國林，吳亦農(nóng)，許妙根.空間機(jī)械制冷機(jī)與紅外焦平面耦合技術(shù).真空與低溫,1998，4(2):69-73

第9篇：傳熱學(xué)論文范文

關(guān)鍵詞：節(jié)能；鍋爐煙氣利用，改進(jìn)措施

論文主體：

節(jié)能是我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的一項長遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針，也是當(dāng)前一項極為緊迫的任務(wù)。為推動全社會開展節(jié)能降耗，緩解能源緊張，建設(shè)節(jié)能型社會，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)全面建設(shè)小康社會的宏偉目標(biāo)，工業(yè)鍋爐余熱資源的利用是節(jié)約能源的重要措施，工業(yè)鍋爐排煙余熱占鍋爐熱量比重較大。

一、工業(yè)鍋爐排煙余熱的理論依據(jù)

由于工業(yè)鍋爐排出的煙氣溫度有很大差別，高的超過300℃，低的則在160℃左右。理論上它所具有的余熱為。

Q=VyCy﹝ty－t0﹞=BVn﹝hy－h(huán)0﹞=Hy-H0

﹝kJ/h﹞【1】

式中Vy______煙氣量， m3/h

Cy______煙氣平均定壓比熱容，Cy=1．34+0．000163 ty kJ/﹝m3·℃﹞

ty______煙氣溫度，℃；

t0______環(huán)境溫度，℃

B______工業(yè)鍋爐燃料消耗量，kg/h﹝或m3/h﹞

Vn______單位燃料產(chǎn)生的煙氣量，kJ/m3

hy______煙氣的單位焓kJ/m3

h0______在環(huán)境溫度下煙氣的單位焓，kJ/m3

Hy、H0______煙氣在排氣溫度及環(huán)境溫度下的總焓，k J/h。

如一臺蒸發(fā)量10T/h的工業(yè)鍋爐引風(fēng)量11078M3/h，排煙溫度180℃，環(huán)境溫度25℃理論上它所排出的的熱量為：

Q=VyCy﹝ty－t0﹞

Q=11078×﹝180－25﹞=1717090 ﹝kJ/h﹞=410198．28 kcal/h

相當(dāng)與5000大卡的煤為82．03kg

理論上它可回收利用的煙氣余熱量將小于煙氣的焓。余熱回收量為

Qyr=﹙H＇y－H〞y﹚λbr= H＇y·λyr

﹝kJ/h﹞

H＇y、H〞y ______煙氣進(jìn)、出余熱回收設(shè)備的總焓，kJ/h

Λbr______回收設(shè)備的保熱系數(shù)，

λyr______余熱回收設(shè)備熱效率。

上式可寫為

Qyr=Vy·Cy﹙t＇y-t″y﹚λbr ﹝kJ/h﹞

式中t＇y、t″y煙氣進(jìn)、出余熱回收設(shè)備時的溫度，℃。

當(dāng)余熱回收設(shè)備為空氣預(yù)熱器時，則可達(dá)到的空氣預(yù)熱溫度tk為

tk= tk0＋﹝VyCy﹙t＇y-t″y﹚﹞×λbr÷VkCk ﹝℃﹞

tk0_____空氣預(yù)熱器的溫度，℃

Ck____空氣平均定壓比熱容，Ck=1.298+0.000109 tk kJ/ ﹝m3·℃﹞.

當(dāng)回收余熱用來產(chǎn)生熱水時，產(chǎn)生的熱水量為

Gs= VyCy﹙t＇y-t″y﹚×λbr ÷Cs﹙t″s-t＇s﹚ ﹝kg/h﹞

Cs____ 水的比熱容，Cs=4.1868 kJ/ ﹝kg·℃﹞

t＇S、t″S____水的進(jìn)、出口溫度，℃。

λbr麻石保熱系數(shù)1.32【2】

二、實際消耗在水膜除塵的熱量

蒸發(fā)量為10T/h的工業(yè)鍋爐，煙氣經(jīng)水膜除塵器后，水所吸收的熱量為

進(jìn)水膜除塵器前煙溫180℃，水膜除塵器后煙溫53℃，水膜除塵器進(jìn)口水溫度22℃，水膜除塵器出口水溫度43℃，供給水膜除塵器水的流量18.5M3/h。

1千卡的熱量在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下能使1公斤的純水溫度升高1℃?！?】高原地區(qū)1公斤標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所放出的熱量，比平原地區(qū)1公斤標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所放出的熱量要低【4】。

在定壓情況下【5】實際水所吸收的熱量為

Q水吸/小時=﹙t1 –t2﹚G=﹙43–22﹚×18.5 =21×18.5×1000=388500 kcal/h以5000大卡的煤計算每小時消耗的煤、焦耳、功率為

388500÷5000=77.7公斤=1626261千焦耳=451.74千瓦特

三、熱量未回收的原因

而現(xiàn)在的一些工業(yè)企業(yè)對煙氣余熱都還沒進(jìn)行回收利用，主要考慮的是SO2低溫露點腐蝕，和換熱器安裝問題。

四、采取的預(yù)防措施

在蒸發(fā)量為10T/h的工業(yè)鍋爐，進(jìn)行煙氣余熱綜合利用實現(xiàn)節(jié)能時，應(yīng)注意以下幾個問題。

低溫露點腐蝕的部位主要在鍋爐的空氣預(yù)熱器后，進(jìn)一步降低排煙溫度和提高熱效率，要從設(shè)計，操作和選材安裝等方面采取措施，來防止和減少低溫露點腐蝕。

1．

避開煙氣露點腐蝕溫度

低溫露點防腐蝕的一般方法是通過精心的設(shè)計，在熱效率降低不大的情況下，提高換熱面如熱管的壁溫，使之在煙氣露點溫度以上。但是，在低溫部位如空氣預(yù)熱器空氣入口處，由于操作工況的變化，也會出現(xiàn)低于露點溫度的情況，造成酸蝕而使熱管失效。煙氣出口處熱管失效后，會使延期露點溫度逐步移向附近未失效的熱管管壁處，依次發(fā)展，直至大部分熱管失效。因此，設(shè)計上避開煙氣露點腐蝕只能作為一般對策。另外，在日常操作中提高鍋爐的排煙度，即鍋爐的排煙溫度高于煙氣露點溫度20~30℃，使排煙溫度在還未降低到露點溫度時，已經(jīng)從預(yù)熱器中通過了。但是，排煙溫度對鍋爐的熱效率影響較大，排煙溫度每升高10℃，熱效率下降0.5﹪左右【6］。

2．

采用耐蝕金屬材料

ND鋼［7］（09CrCuSb）具有較高的抵抗低溫腐蝕能力，不但能抗硫酸電腐蝕，而且在Cl-1或Cl-+SO-24中也具有較高的耐蝕性，其力學(xué)性能與碳鋼相當(dāng)。

3．

采用低硫煤或在煤中加入CaCO3、MgCO3

燃料中均含有少量的硫，硫燃燒后幾乎全部生成SO2，由于燃燒室中有少量的氧氣存在，所以有部分SO2進(jìn)一步氧化形成SO3在正常的過剩空氣系數(shù)的條件下，全部SO2中有約1﹪~3﹪轉(zhuǎn)化為SO3。在高溫?zé)煔庵械腟O3氣體不腐蝕金屬，但當(dāng)煙氣溫度降到400℃以下，SO3將與水蒸氣化合生成硫酸蒸氣其反應(yīng)如下。

SO3+H2OH2SO4

如在煤中加入CaCO3、MgCO3 ，SO2轉(zhuǎn)化為SO3的反應(yīng)不起催化作用，相反緩慢、抑制了反應(yīng)的進(jìn)行，【8】同時它們還會與凝結(jié)在它們表面上的硫酸發(fā)生反應(yīng)。燃料中含有相同的硫，所形成SO3的數(shù)量卻不同，產(chǎn)生的腐蝕結(jié)果也各有不同。

4、煙氣余熱回收利用實現(xiàn)節(jié)能主要是在煙氣進(jìn)入水膜除塵器前2m左右的距離內(nèi)增加煙道截面積的同時加入一組換熱器。增加煙道截面積主要是為避免在煙道中加入換熱器后影響鍋爐的排煙流量和排煙阻力，同時避免增加風(fēng)機(jī)功率。

由于鍋爐給水都是用軟水，因些在進(jìn)入換熱器內(nèi)的水需從離子交換器的產(chǎn)水口供給軟水經(jīng)換熱器加熱后再流入軟水箱。換熱器選用翅片ND鋼。也可選用不銹鋼換熱器在條件允許的情況下應(yīng)選用熱管換熱器。如果被加熱的介質(zhì)是空氣則應(yīng)選用熱管加熱鍋爐助燃空氣，提高鍋爐進(jìn)風(fēng)溫度，鍋爐進(jìn)風(fēng)溫度每升高10℃鍋爐熱效率提高0．5％［2］由于熱管的每根管子是獨立的傳熱元件，即便是其中一根發(fā)生故障，也不會影響整個換熱器的正常工作。煙氣回收流程見后圖

五、投資與回報

投資材料一覽表

名稱

規(guī)格型號

數(shù)量

單價(元)

合計

不銹鋼換熱器

換熱面積18M2

1

12000

12000

金屬板

δ5*1000*12000

468kg

4.5

2106

焊條

CE422*3．2

2包

30

60

安裝人工費(fèi)

8

60

480

管子閥門

鋁塑管和閥門

50米 閥2個

4

50

350

其它

200

利潤

30﹪

4558．8

合計

19754。8

回報

10T/h的工業(yè)鍋爐煙氣在水膜除塵器中，煙氣與水的接觸比較充分效率高達(dá)90﹪，而采用換熱器時它只能達(dá)到水膜除塵器效率的50﹪左右，煙氣在水膜除塵器中水所吸收的熱量是388500 kcal/h轉(zhuǎn)貼于 ，當(dāng)?shù)?000kcal的煤價490元/噸，鍋爐每天運(yùn)行20小時每年運(yùn)行180天。

388500×50﹪=194250 kcal/h

194250÷5000=38.85kg/h

38.85×20×180=13986 kg

13986÷1000=13.986t

13.986×490=6853.14元

19754。8÷6853.14×180=518.86天

由此可見鍋爐只需運(yùn)行519天就可收回全部投資，采用煙氣余熱回收系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能，具有重大的理論與現(xiàn)實意義。

參考文獻(xiàn)

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冶金工業(yè)出版社 湯學(xué)忠主編

［2］管式加熱爐安全與管理

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［3］熱工基礎(chǔ)

高等教育出版社 王補(bǔ)宣張麥貴主編

［4］煤的燃燒與汽化手冊

化學(xué)工業(yè)出版社 李芳芹等編

［5］傳熱學(xué)

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［6］云南省耗能設(shè)備崗位陪訓(xùn)教程

云南省經(jīng)濟(jì)委員會昆明理工大學(xué)編