热能动力专业毕业论文(热门4篇)

个人学习 2024-01-13 12 0

热能动力专业毕业论文第1篇

过程装备与控制工程工程热力学教学改革过程装备与控制工程（文中均简称“过控专业”）学科是机械类学科的一个重要分支，其自身属于机械领域，但同时其又服务于过程工业。因此其主要以过程工业为专业背景。过程工业是以流程性物料（如气体、液体、粉体等）为主要对象，以改变物料的状态和性质为主要目的。其包括冶金、化工、化学、炼油、制药、食品、环保、能源、动力等诸多行业与部门。过程工业所涉及的一些物理、化学过程，主要有传质过程、传热过程、流动过程、反应过程、机械过程、热力学过程等。正是这些物理、化学过程，构成了过程工业的生产过程。过程工业所涉及的对象是流程性物料，从原料到产品需经过复杂的工艺过程，因而整个过程需要由为数众多的单元构成，而每一个单元又需要由能实现这一功能的设备来完成，而将这些单元设备连在一起便构成了过程装备。

工业过程中的物理、化学过程无不涉及能量的转换和传递问题，而热力过程又是实现能量转换和传递的必要途径。以热力过程为研究对象的工程热力学课程在专业学习中起到重要的作用。结合这几年热力学教学改革实践以及我校实际，本文将分析过控专业所开设的工程热力学课程教学中存在的问题，并就其改革的方向和方法进行探索和思考。

一、工程热力学在过程装备与控制工程专业中的地位

过控专业的总体框架为以“过程设备”为主体，以“过程工程”和“过程控制”为两翼的“一体两翼”。其中，过程设备主要是以焊接为主要制造手段的（诸如换热器和锅炉等）过程设备和以机械加工为主要的制造手段的（诸如压缩机、离心机、泵、内燃机和汽轮机等）过程设备。这些过程设备的共性在于，其目的是要通过一系列过程来获得产品，这些过程伴随着流体工质的运动和能量的转换。而工程热力学的研究内容就是通过工质的状态变化实现能量的转换、通过掌握能量的转换规律获得提高能量转化效率的途径。同时，过程装备与控制工程专业的知识结构有三个层次：专业理论基础知识、专业技术基础知识和专业知识。在专业理论基础知识中，热力学基础就是其中重要的内容之一。因此工程热力学是过程装备与控制工程专业的一门重要的专业理论基础课。查阅相关文献，不难发现目前在工程热力学教学方法的探讨和改进方面有许多有效的措施，但其中绝大部分都集中在能源动力类专业工程热力学教学上。虽然这些方式方法大多也可借鉴到过控专业工程热力学的教学改革中。但由于专业发展方向的不同，使得课程改革相应的侧重点也难免会有所差异。具体针对过控专业工程热力学教学改革还少有文献发表。为此本文仅针对内蒙古科技大学的实际情况，提出过控专业工程热力学教学改革的一些建议和思考。

二、工程热力学在过控专业存在的问题

1.我校过控专业设在机械工程学院。学院在制定培养方案和在学生培养过程当中均主要偏向于机械装备方面。因此，过控专业学生的能源应用意识和对能源转换的理解上要滞后于能源动力类专业的学生。但正如本文前面所分析的，过控专业实际上又是与能源应用和转换密不可分的。

2.工程热力学课程内容知识点非常多，而且各个知识点之间又相互紧密联系。同时课程中的概念十分抽象，具有较强的理论性。这在一定程度上增加了学生学习的难度和积极性。而这在过控专业更为突出，在教学中学生普遍反映热力学课程太难，书中公式太多，内容抽象，从一开始就产生了厌学情绪。

3.不同专业方向对工程热力学知识需求的侧重点不同，而针对不同专业安排教学内容、教学课时以及教材的选取还有待进一步完善。

三、工程热力学在过控专业教学中的探索与思考

1.结合过控专业特色和专业方向，整合工程热力学教学内容

我校除了过控专业，还有建筑环境与能源应用工程专业、热能与能源应用工程专业均开设有工程热力学课程。对于后两个专业而言，其工程热力学课程学时数较多，并且它们的能源应用的方向性和技术性与工程热力学要更加紧密。而过控专业相对来说热力学学时数偏少，其专业方向性与工程热力学就不是那么紧密。因此，在过控专业中所讲授的热力学课程内容就不能像能源动力类专业中那样面面俱到。那么只能根据过控专业的专业特点和专业方向对热力学内容进行取舍。优化后的工程热力学主要教学内容为：热力学第一定律及由其而展开的开口、闭口系统能量方程式；热力学第二定律及由其而展开的卡诺循环与逆卡诺循环到孤立系统熵增原理；压气机的热力过程；制冷循环、动力循环；以及系统工质（如水蒸气）的热力性质；其中一些基本概念（如热力系统、功、热、焓、熵、理想气体、状态方程等）贯穿在以上内容的讲解当中。

2.选定适用于过控专业的教材

目前出版的绝大部分工程热力学教材都是根据能源动力类专业的特点和发展方向来编写的。而能源动力类相应的热力学教材，不论是在教学内容上，还是在知识结构的编排，以及工程实例的选取上，都不能满足过控专业的实际要求。以内蒙古科技大学为例，学校开设有多个能源动力类专业，相关热力学教学师资力量较强。因此，基本是都是由能源动力类的专业老师来担任过控专业的教学任务。同时，由于过控专业与能源动力类专业分属不同的学院，在教学、培养方案、教材以及教学人员等方面无法实现有效的统筹规划。此外，一些热力学任课老师为了自己上课方便，在担任过控专业工程热力学教学时，往往就直接采用能源动力类热力学教材和讲义。这些在一定程度影响到因材施教，同时也加大了过控专业学生的学习难度，从而影响学生学习积极性。因此，选定与过控专业相匹配的热力学教材，并编写相应的讲义对提高过控专业工程热力学教学水平具有重要作用。

3.提高知识点讲解的通俗易懂性

工程热力学是一门理论性较强、知识点繁琐、公式多、内容抽象的专业基础课。因此，如何对各个知识点的讲解做到通俗易懂是非常考验任课老师大智慧的。例如，任何一本教材都有它的局限性。例如同样一个知识点，就出现在适用于过控专业教材的陈述和解释上没有能源动力类教材解释的清晰易懂的情况。因此，在讲义的编写过程中，在课堂的讲授中，不能局限与所选用的教材。作为热力学任课教师要广读相关热力学书籍和教材，平时留意日常生活的点点滴滴，这样有利于例举出与日常生活紧密相关的实例进行讲解，从促进学生对知识点的理解。根据学生实际水平因材施教。热力学的一个特点就是公式形式多、公式推导多。基础差的学生听起来会十分枯燥而且不好理解。那么我们可以明确就告诉学生不用去深究其如何推导得到的，只要熟悉几个重要公式如何使用就可以了，但这就需要在教学中通过举例或实践来加强这些公式的应用。在实践中引出并讲解公式的应用，比直接生硬的推导出一堆公式要更容易让学生理解和接受。

4.加强以过控专业过程工程为背景的情景教学

过控专业突出工业过程的控制，而热力过程又是工业中最为常见的过程之一。热力学课程的主要任务是通过对课程

的学习，提高学生热力学基础理论水平，培养学生分析和处理问题的抽象能力和逻辑思维能力，为学生从事工业过程尤其是热力过程的设计与控制工作奠定必备的理论基础。但同时，通过课程的学习来培养学生对实际热力过程的分析，做到实际工程于理论相结合显得更为重要。因为这一方面可以培养学生的工程意识，另一方面可以加深学生对课程知识的认识，提高学习兴趣。因此在工程热力学的教学上，要注重工程实践的融入。构建实际的工程情景。将热力学知识点融入到情景中去讲授。例如，将空调实际制冷、供热过程引入逆卡诺循环的讲解中。让学生理解逆卡诺循环为什么能够实现制冷和供热功能。理解制冷系数和供热系数的实际意义和价值；将机械领域常见的压缩机、内燃机等实际压缩、膨胀等热力过程引入到闭口系统、开口系统能量方程知识点上。以加强学生对能量方程的工程应用价值的理解，培养学生工程意识。

5.增加热力学基础实验学时，提高实践能力

相对于能源动力类专业，我校过控专业学时数较少。再加上专业方向偏重于机械类。因此早期该课程教学大纲制定上就没有安排基础实验学时。但是从多年教师授课和学生学习情况来看，增加一定学时的热力学基础实验是非常有必要的。在课程安排上，可以精简一部分理论知识的讲授来满足实验学时。实验内容不在多，而在于精，具有一定代表性。其中要有必要的热力过程演示实验，以提高学生对热力过程的深入认识；此外还需补充一到两个综合性实验。如制冷循环、动力循环实验等。这些都可以和内蒙古科技大学能源动力类专业相关实验相结合来开展。但需要注意的是，在讲解及实验的设计中要突出“过程”这个专业特点。

四、结束语

工程热力学课程在过程装备与控制工程专业中具有重要的地位，需要引起足够的重视。针对专业特点和学生接受能力适时调整优化教学内容，因材施教，探索有效的教学方法，提高教学质量。教学中有意识的构建实践情景，注重知识的工程应用，在工程应用中学知识，以培养学生的工程过程分析和应用能力，提高学生工程应用素质。

参考文献：

[1]陶秀祥，孙凤杰，何京敏.过程装备与控制工程专业的知识体系与人才培养模式[J].煤炭高等教育，2005，23（3）：91-93.

[2]王元文，龙登云.过程装备与控制工程专业知识结构和课程体系[J].广东化工，2007，34（2）：85-87.

[3]吴t，金光，高靖芳，王丽芳，何丽娟.工程热力学教学方法改革[J].中国冶金教育，2014，（4）：24-25.

热能动力专业毕业论文第2篇

动力工程及工程热物理学科是与能源转换和利用紧密相关的一级学科，下设工程热物理、热能工程、动力机械及工程、流体机械及工程、制冷与低温工程、化工过程机械6个二级学科。是国民生产生活和科学、文化活动的动力之源，也是社会日常生活的必要保证。能源动力科学与材料科学、信息科学一起，构成了现代社会发展的三大基本要素。

全国优秀博士学位论文是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》，提高研究生培养质量，鼓励创新，促进高层次创新人才脱颖而出的重要措施。因此，衡量博士研究生培养质量的指标之一就是全国优秀博士学位论文。下面以1999年至2013年动力工程及工程热物理全国优秀博士学位论文为基本素材，[1]分析讨论本学科的研究生培养的发展现状及趋势。

一、授予单位比重分析

从1999年到2013年，共有28篇动力工程及工程热物理学科的博士论文入选全国优秀博士学位论文，他们来自西安交通大学、浙江大学、清华大学、哈尔滨工业大学、东南大学、上海交通大学、江苏大学和海军工程大学等8所高校，各高校所占百分比如图1所示。

从图1中可以看到，占比由高到低依次是：西安交通大学29%，浙江大学25%，清华大学、哈尔滨工业大学和东南大学各占11%，上海交通大学7%，江苏大学和海军工程大学各占3%。除江苏大学和海军工程大学之外的其余6所高校都被列为国家“985”和“211工程”高校，占75%。据此可以看出“985”和“211工程”高校具有很强的竞争力。

西安交通大学、浙江大学、清华大学、上海交通大学和哈尔滨工业大学的动力工程及工程热物理都是一级学科国家重点学科，东南大学的热能工程和江苏大学的流体机械及工程是二级学科国家重点学科。依托“985”工程建设及国家重点学科优势，上述学校及学科几乎囊括了所有入选动力工程及工程热物理学科的全国优秀博士学位论文。由此可见，“985”工程建设及国家重点学科建设对提高博士生培养质量，促进高层次创新人才脱颖而出方面的重大意义和作用。

此外，北京是国家政治经济文化中心，上海、江苏和浙江是经济发达地区，汇聚了大量的相关人才。优秀生源充足，这一优势也是对提高研究生培养质量方面起到促进作用。

二、学科比重分析

表1 工学及动力工程及工程热物理占比

全国优秀博士论文在学科门类分布上主要集中在工学、理学、医学三个门类，其中工学包含动力工程及工程热物理在内的21个学科类，共79个专业。历年工学入选全国优秀博士论文的具体数据如表1所示，平均每年入选论文占入选总数的，同时，全国优秀博士学位论文获奖总数在所有大学科中排名第一。

图2是本一级学科优秀博士论文在所有学科优秀博士论文中所占比重的柱状图。从图2中可以看到，1999～2001年动力工程及工程热物理占比出现较大下降，2001～2003年占比又逐年上升，2004年到2006年占比回落到1%左右，2007年到2009年期间波动比较大，2009～2012年则稳定在2%附近，2013年占比达到3%。

参考本学科优秀博士论文在工学学科中所占比重及工学在全部学科中占比的柱状图（图3）。可以看出，工学占比虽然略有波动，但大体而言比较平稳，维持在38%左右，本学科在工学中的占比在左右波动。

通过分析可以发现西安交通大学和浙江大学对本学科全国优秀博士学位论文的占比影响较大，本学科在工学中占比较高的1999年、2003年、2007年及2013年上述两高校均有入选论文，而本学科在工学中占比较低的2001年、2002年和2008年则上述两高校均没有入选论文。

由此可以看出，相对而言，两校是本学科研究生培养质量和水平的领头羊，在学科内具有重要的地位和影响力。

三、论文影响因子分析

影响因子是测度期刊有用性和显示度的指标之一，同时也是测度期刊的学术水平，乃至论文质量的重要指标之一，所以对于论文影响因子的分析就显得非常必要。

热能动力专业毕业论文第3篇

[关键词] 热工课程教学问题

热工类课程包括《工程流体力学》、《工程热力学》与《传热学》等。该类课程是培养21世纪工科类学生,尤其是机械类专业学生的公共技术基础课。西安交通大学、浙江大学和长沙理工大学等许多院校在机械大类专业中都大课时量的设置了该类课程。我校从1999年设立“过程装备与控制工程”专业后,《工程热力学》、《传热学》与《工程流体力学》3门课程陆续开设。经过十来年的发展,目前该热工类课程已成为我校机械大类各专业的一门公共课。针对机械大类专业人才培养要求及热工类课程本身特点,结合近两年来我校热工类课程教学改革实践,本文拟对机械大类专业中热工类课程的理论教学、教学方法及实验教学等方面进行探索与思考。

一、存在的问题

目前,我校在机械大类专业中开设了5个专业方向,即过程装备与控制工程、机械设计制造及自动化、工业工程、物流工程和材料成型及模具。由于热工类课程内容知识点多、联系紧密、概念抽象、理论性较强等原因,我校开设该课程的过程中存在以下一些问题:(1)不同专业方向对热工知识需求的侧重点不同,该如何针对性地安排教学内容和课时量的多少是个不容易把握好的问题。(2)课程的实验项目单一,验证性实验居多,对有助于提高学生综合分析与解决问题能力以及实践创新能力的大型综合性实验(践)甚少;而且热流实验设备价格昂贵、台套数少,当学生人数多时,供需矛盾相当突出。(3)教学方法和教学手段单一,热工类课程开设之初采用的是教师在讲台上讲、学生在讲台下听的填鸭式教学。

二、探索与思考

1.适应我校机械大类各专业方向需求,建立分层次理论教学课程体系

由于课时数的限制,在机械大类专业中开设热工类课程不可能像在能源动力类专业中那样学习的内容知识点都面面俱到,只能结合机械大类下各专业方向的知识需求及其特点有所取舍。其基本思路是:以质量、能量和动量守恒为线索将传统的3门课程内容融会贯通,以形成有机的整体,构成较系统的一门课,以基本概念基本定律为主要知识点围绕这些内容展开,改变一般《热工基础》课中把《传热学》和《工程热力学》当作两个独立部分,而且与《工程流体力学》内容不相关联的做法。事实上,这3门课都是以“三个”守恒定律为基础的。另外,《工程热力学》中理想气体性质及其热力过程等有关理论是《工程流体力学》讲述气体动力学的基础,《工程流体力学》对粘性流体流动的分析正是《传热学》介绍对流换热的前提,等等。根据这一特点,我们构建起以“三个”守恒定律及其方程为基础、以《工程流体力学》为桥梁,使3学科知识有机结合的分层次新课程内容体系,在保证各学科自身特点的同时,综合学科间的相关知识,删除雷同内容,加强学科间的内在联系,使3学科教学更为系统、高效。当然,还需考虑的是要围绕各专业方向后续课程所需内容及学生将来工作应必备的专业知识来组织教学内容,使学生具备分析解决工作中所遇到的热基础方面实际问题的能力。

基于以上思路,为适应我校机械大类各专业方向的需求,我们建立了热工类课程分层次理论教学课程体系。它主要包括以下11个模块的内容:(1)流体静力学;(2)流体动力学基础;(3)气体动力学基础;(4)有旋流动和有势流动;(5)热能转换的基本概念和基本定律;(6)工质的热力性质和热力过程,(7)热传导;(8)对流换热;(9)辐射换热;(10)传热过程与应用;(11)热力循环与应用。对于“过程装备与控制工程”等专业,我们采用高级层次课程内容体系,即全部11个模块的内容都学习,开设约120个学时;对于“机械制造及自动化”等专业,我们采用中级层次课程内容体系,即选取其中8～9个模块的内容学习,开设约90个学时;对于“工业工程”等专业,我们采用初级层次课程内容体系,即选取其中6～7个模块的内容学习,开设约60个学时。

2.结合理论教学,建立科学的实践教学体系

(1)建立热工类课程基础实验平台

通过补充必要的演示实验,加强学生对内部机理、运动过程、系统整体的深入了解;改造和精炼验证型实验,加强其综合性,提高其精确性,使其实验结果的可靠性和实验效率得到改善;补充开设大型综合性(或设计性)实验,如复杂条件下工程传热系数测定、提高循环效率、强化传热等。形成分层次(基础实验、技术基础实验、专业实验)、多类型(演示型、验证型、设计型、研究型等)和多专业共享的热工类课程群实验教学平台。

(2)建立远程与虚拟实验中心

为解决学生人数多、实验设备价格昂贵、台套数少的问题,引入虚拟技术,改革传统实验中一些片面的、粗糙的、繁琐的、低效的实验方法,建成远程与虚拟实验中心,该中心是机械大类专业共享的实验技术通用平台。开发了一套虚拟实验系统,将真实实验过程和环境模拟到计算机内完成。通过学生在真实实验之前,首先在虚拟系统上进行虚拟实验,完成虚拟实验后,对实验过程和环境已非常熟悉,从而在真实实验中能熟练地高质量地在规定时间内完成实验,收到很好的效果。它集真实设备、虚拟技术、仿真技术、视频技术、多媒体技术为一体,可实现教学实验的可塑性、多样性、综合性和开放性。可解决学生人数多、实验台套数少的供需矛盾问题,使每个学生都能利用先进的实验技术和设备亲自动手开展实验,从教学方法上进一步提高了教学质量。

3.探索“教――研”型的教学模式

(1)改进教学方法和教学手段

为加强学生能力和素质的培养,必须对传统的教学方法与手段进行改革。课堂上,从过去传统的讲授为主变为讲、演、答等多样化形式,讲授部分以主要知识点为内容采取精讲多练的方法,重视理论联系实际,围绕专业及工程实际问题安排各教学环节;选用实景、动画等方式,制作图文结合,形象生动,充实工程实例、通俗易懂的多媒体课件,将学生缺乏的专业背景知识形象地演示出来,激发学生的学习兴趣和创新思维;采用启发式教学方法,互问互答,与学生交流讨论,营造即活泼又严谨的学习氛围,提高教学效率。

(2)组织研究型课外教学活动

利用我校开展的“创新教育项目”和“优秀生导师制”活动,结合课程教学内容和专业实践,先后进行了“大型车辆制动散热装置设计”、“大换热量厂房保暖系统分析”、“蒸汽喷射式真空泵内流体流动特性”、“带式干燥机节能”、“大型球罐胀型”等多个研究型课外教学活动,取得了良好的效果。研究型课外教学活动根据学生对知识的掌握情况进行优选,要求由知识掌握牢固、能力较强的学生来完成。

参考文献:

热能动力专业毕业论文第4篇

关键词：热能系统分析；最优化；课程建设；教学改革

基金项目：本文系东北电力大学教学改革研究项目的研究成果。

教育部2003年发出了《关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》，力图通过精品课程建设，推进高校课程建设，提高整体教学水平。[1]具有较高综合素质基础的应用型、复合型人才的培养，体现了东北电力大学（以下简称“我校”）办学的基本特色，这是我校课程建设工作的出发点。我校根据社会人才需求，依托学校原有优势着力在相关学科的交叉结合部开拓新专业方向，培养社会急需的复合型人才。[2]

当前我国火电厂每年烟尘排放量约360万吨，占全国工业烟尘排放量的35%，火力发电厂又是二氧化硫等有害气体的主要排放源，排放的有害气体进入大气，形成酸雨等有害物质，造成大气污染，使大气环境日益恶化。热能与动力工程专业作为火电厂生产的主要专业，深知自己的使命“在满足供电供热的前提下，尽量减少煤炭消耗、降低环境污染”，选择了自己的发展方向“应用基础研究不断深化，描述愈来愈定量化、精确化，节能减排成为电力规划建设和电站运行的努力目标”。基于此并为满足“一实两创”人才培养的需要，我校从2002年开始，为热能与动力工程专业本科生开设了“热能系统分析与优化”课程。该课程的设置主要为了使学生掌握火力发电厂节能减排的理论基础，同时也为具有综合素质的复合型技术人才的培养提供理论支撑。本文针对“热能系统分析与优化”课程的建设和教学改革进行了初步探索。

一、“热能系统分析与优化”课程建设和教学方法改革的必要性

“热能系统分析与优化”课程综合了热能与动力工程专业多门专业课程（工程流体力学、工程热力学、传热学、汽轮机原理、锅炉原理、泵与风机、热力发电厂）的知识点，以及现代运筹学理论和微机编程技巧，以火力发电厂节能减排、减少消耗的若干决策问题为训练科目，培养本科生解决本专业决策问题的实际动手能力。

“热能系统分析与优化”课程的内容和人才培养目标符合国家节能减排、减少消耗的总方针，符合热力发电厂“以安全发电供热为条件，以降低消耗减少污染为目标”的设计、运行基本原则。所以，将“热能系统分析与优化”课程建设成为精品课程，对该课程的教学方法和手段进行改革，使其更适合学生对知识的掌握，有利于学生深入认识本专业各门课程相互关联的实质内涵，有利于学生早日完成从理论学习到实际应用的跨越，有利于学生上岗后早日成为节能减排工程师，是培养“一实两创”人才的需要，是国家节能减排事业的需要。

人才培养目标主要是通过课程教学实现的。课程建设水平的高低及课程体系的合理性、科学性是实现人才培养目标的基本保证。[3]为了更好地实现人才培养目标，达到课程设置的目的，对“热能系统分析与优化”课程进行精品化建设和进行必要的教学方法、手段改革是非常必要的。

二、“热能系统分析与优化”课程建设

课程是由一个或几个学科的若干内容按一定的体系与结构组成的教学基本单位。课程建设包括形成和决定课程质量的各种条件和内涵建没：教学文件建设、教材建设、实验室建设及师资队伍建设等。精品课程是具有一流师资队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程。[4，5]

1.切实加强教师队伍建设

教师在课程建设中起着关键的作用，学生获取知识的主要来源是教师。从长远来看，教学团队在未来的课程建设中将扮演极其重要的角色，随着远程网络技术、多媒体技术的发展以及教学联合体、学分互认的发展，学生选课时可选择各学校精品课程，通过网络学习最适合他的课程，因此各学校教学团队的激烈竞争将不可避免。

有了明确的教学目标和良好的教学条件，能否实现教学目标，教师起着决定性的作用，这是课程建设的关键。因此要建设一支结构合理、水平高、素质好，团结合作，并有学术带头人的师资队伍。这支队伍应该是由治学严谨、知识渊博、德高望重的老教师把关，由经验丰富、思想成熟、学有专长、教有成效的中年教师作中流砥柱，由年轻力壮具有教学科研良好素质的青年教师冲锋陷阵的合理匹配的有机整体。其职称和年龄结构，主讲教师的高、中职比和任课率，教学和科研工作量比，科研成果率等均能达到结构合理，既能满足教学的要求，又具有相当的科研能力和水平。

2.重视教学内容和课程体系改革

融合多门课程知识，提高综合应用能力，关联节能减排。在热力发电领域，无论是设备制造、工程设计还是电站运行，到处存在着“以安全发电供热为条件，以降低能耗为目标”的决策问题，直接关联着国家的节能减排目标。在多年的教学过程中，本课程组一直为将“热能系统分析与优化”课程建设成为培养节能减排工程师的培养平台而努力。结合火电厂在节能减排中的基本任务，精心编排了教学内容，融合了包括汽轮机原理、锅炉原理、泵与风机、集控运行、工程流体力学、工程热力学、传热学、高等数学、运筹学在内的多门课程的知识点，引导学生对热能系统或设备进行深入分析，指导学生针对火电工程实际决策问题建立数学优化模型，并编制微机程序求解，提高学生解决实际决策问题的能力。

3.重视教材建设

国内已经有一些关于火电厂热能系统综合分析与节能减排技术方面的教材，但是，都存在着某方面的不足：主要介绍其他行业的热能系统，火电厂的内容很少；主要针对小机组介绍，不能满足当前超临界600MW及1000MW机组的需要；原则多，应用少，只能作为一般的概念了解，不便于使用操作；由于峰谷差别日益加大，600MW机组也参加调峰调频，给定功率是多数机组的运行方式，例如有些教材中假设“余下的排挤抽汽（1-α1-2）将直达凝汽器”，在给定功率的运行方式下，必然引起发电功率的变化，调节汽门将关小，以改变蒸汽量，维持给定的功率。

本课程组编写的教材将克服上述同类教材的不足和缺点，达到教材建设目标。本教材的特色是“融合多门课程知识，提高学生综合应用能力”，创新点是“学生作业内容关联节能减排”。

本教材建成后，将成为：融合了汽轮机原理、锅炉原理、泵与风机、集控运行、热力发电厂、工程流体力学、工程热力学、传热学、高等数学、运筹学、微机编程等多门知识点的综合性教材用书；火电厂热能系统分析工具书和节能减排工作手册，其内容包括火电厂和热电厂的各种装机方案。

本教材将在人才培养中起到如下作用：各门课程知识点得到多次强化和应用训练；提高学生对复杂系统的综合分析能力和建立数学优化模型的能力；提高学生使用电脑编程求解的水平；提高学生参加热力发电节能减排工作的技能和意识。

4.理论教学与实践教学并重

采用的练习题都是每个火电工程实际存在的优化决策问题，以下举两个编程练习的例子：

编程练习一：以优化运行减少消耗为题材，与学生林志峰共同发表了论文《给定出力660MW机组最佳真空确定方法》（《汽轮机技术》2008年第5期）。该论文介绍了功率控制方式下单元机组最佳循环水量的寻找方法。传统的最佳循环水量寻找方法，也是目前教材中介绍的方法，是在汽轮机入口参数和调节门开度不变的前提下，寻找使供电功率达到最大的循环水量。这种方法不适合于功率控制方式下的单元机组。为此，本练习建立了全面的单元机组资源消耗数学模型，其C程序可以在1～2秒钟内求解得出给定发电功率下使资源消耗最低的最佳循环水量，能够为机组的在线优化运行提出合理建议。这里，资源消耗包括燃料费、水费和排污费。编程练习一的资源消耗数学模型符合汽轮机原理的有关定性结论，其微机程序给出的优化结果符合运行常识，学生得到了达到或接近实用水平的训练。

编程练：考虑更多因素的单元机组冷端优化设计参数。《火力发电厂水工设计技术规定》指出，新建火力发电机组，要根据当地气象条件变化规律和循环水管道系统布置方案，对于冷端设计参数（凝汽器换热面积、循环水量、冷却塔淋水面积、凝汽器管材规格、凝汽器管长度、循环水管道规格、循环水泵扬程、循环水温度）在一定的变化范围内进行多方案的优化计算。但是，目前火力发电设计单位没有包含上述多变化因素的优化计算方法和微机程序，手工进行优化计算又难以达到要求。为此，本练习建立了全面的单元机组冷端优化设计数学模型，考虑到有离散变量，采用枚举法求解，编制调试了Auto Lisp实用程序，计算结果符合正常规律，优化计算时间为～2小时，为火力发电设计单位提出一个合理可行的优化设计工具。

三、“热能系统分析与优化”课程教学改革

教学方法和教学手段是实现教学目标，落实人才培养模式，提高教学质量的直接、具体实施环节，也是“热能系统分析与优化”课程教学改革的重头戏。

第一，开展研究性学习，提高工科学生素质。课程组在指导学生完成编程作业的教学过程中，鼓励学生探究解决实际问题的思维过程，鼓励学生进行研究性学习，提高学生独立深入思考的能力和习惯。

第二，建设课程教学网站。在“热能系统分析与优化”课程现有QQ群的窗口内扩建成课程教学网站，内容包括教学大纲、授课计划、教案、推荐教材、参考教材、参考文献、动态习题集、QQ在线答疑。教学网站内容与课程组教师授课内容一致，课程组教师也使用相同的授课计划和教案，于是，教学网站的投入使用，不但方便了学生，也扩大了课程组的教学容量。

第三，将培养学生思维能力和应用能力放在教学目标的第一位。对主要方法，要讲清思维本质、应用原则与其他方法的联系，要强调方法的科学性和灵活性等。教学中要特别注意引导学生抓住对所学知识的阅读、理解、分析和总结环节，勤于动脑和动手，提高计算的准确性，推理的逻辑性和表达的数学性。

第四，开发应用CAI课件，迈出教学手段现代化的步伐。

第五，通过教学改革，使学生受益。根据个体学生的不同类型，学生受益可以从以下两个方面分析：其一，综合性实用性的规划教材、随时可用的教学网站、老师实时在线的亲切感觉，为积极向上、勤奋好学的学生创建了良好的、温馨的自主学习环境；其二，对于死记硬背、不习惯于研究学习的学生，动态习题集是通过考试的捷径。

四、结论

通过对“热能系统分析与优化”课程设置的目的、师资队伍的建设、教学内容和教材的改革和建设以及教学方法和手段的改革等进行分析，得到如下结论：

“热能系统分析与优化”课程的设置主要为了使学生掌握火力发电厂节能减排的理论基础，同时也为具有综合素质的复合型技术人才的培养提供理论支撑，对该课程建设和教学改革是非常必要的。

“热能系统分析与优化”课程建设的内容包括师资队伍建设、教材建设、理论教学与实践训练并重，注重理论联系实际，培养学生的实践能力。

在教学方法改革方面采取了研究性教学、网络辅助教学等方法，并引进了多媒体、QQ群答疑等现代化教学手段，取得了良好的效果。

“热能系统分析与优化”课程的建设和改革为热能与动力工程专业的发展和其他类似课程的建设提供了思路。

参考文献：

[1]黄德群.高校精品课程建设研究特点、问题与趋势[J].中国电化教育，2010，（5）：64-68.

[2]范宝忠.加强课程建设，深化教学改革[J].辽宁高等教育研究，1998，（2）：89-90.