工程热物理论文范文

工程热物理论文范文第1篇

关键词：动力工程及工程热物理；全国优秀博士论文；全国百优；研究生培养

中图分类号：G643 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）26-0044-02

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。

动力工程及工程热物理的理论与技术应用于交通、工业、农业、国防等领域，与此相适应，如何培养21世纪社会需要的能源动力类及相关专业人才，是每个大学相关专业以及每位从事该专业教育的工作者亟需解决的重要问题，尤其是代表本专业高水平人才培养的博士研究生的培养更是重中之重。

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37.9%，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3.8%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。

图4是动力工程及工程热物理学科全国优秀博士学位论文获得者在攻博期间发表的论文（注：这里只统计优博获得者作为第一作者的论文）的影响因子的分布图。

从图中可以看到，本学科高影响因子的论文数量偏少，在统计分析的105篇论文中，影响因子超过3.5的有8篇，占总数的7.62%；影响因子在3.0～3.5之间的论文有7篇，占总篇数的6.67%；影响因子在2.5～3.0之间的论文5篇，占总篇数的4.76%；影响因子在2.0～2.5之间的论文有30篇，占总篇数的28.57%；影响因子在1.5～2.0之间的论文有7篇，占总篇数的6.67%；影响因子在1.0～1.5之间的论文3篇，占总篇数的2.86%；而影响因子低于1.0的论文数量为45，占总篇数的42.86%，占比还是比较大的。

本学科的高影响因子论文偏少与本学科领域的研究特点有关，由于本学科是传统的工科学科，研究的新兴热点相对理学学科不会太多。因此与大多数工学学科一样，整体学术刊物的影响因子不会太高。因此，大多数全国优秀博士论文的研究发表在影响因子低于1.0的学术刊物上。同时，由于全国优秀博士学位论文评审强调创新性，这可以通过在高水平高影响引因子的学术刊物上有若干代表性的工作发表来体现，这样的代表性论文不会太多。因此，本学科优秀博士论文在影响因子3以上的学术刊物上发表的论文并不多。

四、二级学科及作者性别分析

1999年至2013年，获全国优秀博士学位论文的动力工程及工程热物理学科的28位作者中，有14人在博士期间攻读工程热物理，占到优博论文作者的一半；攻读热能工程的有6人，占比为21%；4人攻读制冷及低温工程，占比是14%；2人攻读流体机械及工程，占比7%；能源环境工程和动力机械及工程的各一人，分别占比4%。各专业所占比例如图5所示。

同时在这28人中，男性人数25，占总人数的89%。女性人数3人，仅占总人数的11%，男女比例差距较大。

由此可以发现，若假设所有优秀博士论文作者具有相当的智力水平和勤奋程度，其导师的指导水平也相当，则可说明工程热物理二级学科最有可能产生创新性的研究。或者说，该二级学科由于涉及学科的基础理论问题较多，研究偏基础，产生创新性突破的可能性相对其他二级学科较大。此外，男性优秀博士作者数远较女性作者大，则说明了本学科男性在开展创新性研究工作中的普遍表现高于女性。

五、指导教师分析

本学科28篇动力工程及工程热物理学科的全国优秀博士学位论文是在22位博士生导师的指导下完成的。这22位指导教师中，有17人指导出1 篇全国优秀博士学位论文，4人指导出2篇全国优秀博士学位论文，1人指导出3篇全国优秀博士学位论文。

表2是历年指导教师的平均年龄。这22位导师指导的博士学位论文第一次被评为全国优秀博士学位论文时的平均年龄是57.5岁。50～59岁和60～69岁这两个年龄段的人数最多，分别是5人和10人，其次是40～49岁的有3人，70～79岁的有2人，40岁以下的有1人。

由此可见，从全国优秀博士指导教师所指导优秀博士数可以看出其在本学科领域内的学术水平和指导研究生的能力；同时，大多数年份的指导教师平均年龄在60～66岁，可以看出一般这个年龄段的研究学者其学术水平和造诣容易达到最高点。

六、总结

本文通过对本学科入选全国优秀博士学位论文相关情况进行分析，获得了本学科高层次研究生培养方面的整体情况。如本学科高水平研究生培养情况及分布，“985”工程及国家重点学科建设对提高研究生培养方面的贡献，本学科在工学及其他学科中的相对水平，本学科的高水平论文影响因子分布，二级学科的特点以及研究生导师的年龄分布等相关情况。使读者能够通过本文了解本学科高水平博士研究生培养的基本现状，为相关人员制订合理学科发展规划，提高研究生培养质量方面提供有益启示。

参考文献：

[1] 历年全国优秀博士学位论文评选结果[EB/OL].http：//www.china

工程热物理论文范文第2篇

关键词：大工程观；热物理基础；教学内容；工程专业；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2012）36-0300-04

自20世纪70年代以来，世界性的新技术革命对工程活动产生了巨大影响，工程活动对知识技术、能力综合的需要达到前所未有的程度。从动力生产、能源节约、环境保护以及工业生产过程本身特点来看，工程专业学生应该具备合理用能、节能和环保的意识并懂得其基本的技术，而热物理基础课程的内容是合理用能及节能理论中的最基础与核心的部分。因此，作为介绍热能的有效、合理的利用和转换、传递技术的热物理基础课程，不仅应是大工程观下能源动力类专业高等工程教育中的重要理论基础课[1～2]，而且也应是21世纪所有大工程观下工程专业学生的公共理论基础课。

高等工程教育 [3～4] 的热物理基础课程教学是培养具有热物理工程技术的“大工程观”要求的高等工程人才的唯一途径。因此，热物理基础课程和教学的改革占据着“大工程”培养观的重要地位，在大工程观下高等工程技术人才的培养方案中，热物理基础课程体系是整个工程专业课程体系的基础，应首先进行改革，为整个培养具有大工程理念的高级工程技术人才打好基础。

一、热物理基础课程体系现状分析

（一）热物理基础课程特征分析

在中国，热物理基础课程一般指《工程热力学》与《传热学》两门课程。同时，由《工程热力学》与《传热学》组成的《热工学》、《热工基础》或《热物理学》也属于热物理基础课程的范畴。高等数学与大学物理是热物理基础课程的前续课程。对于工程专业而言，高等数学与大学物理是基础中的基础，很多学不好热物理基础课程的学生，主要是因为高等数学基础知识或者大学物理基础不扎实所造成的[5-6]。《工程热力学》是一门较完善的课程，已形成较完整的理论体系，并具有完整的理论结构和实际应用内容。《工程热力学》课程中的基本概念和理论基础是热力学工程实际应用的基础，若基本概念和理论基础没掌握好，必然导致不能熟练推导出数学公式，从而会致使热力学工程实际应用学习的难度大大增大，甚至会使得学生产生厌学的情绪。与《工程热力学》不同，《传热学》的公式很多是来自于实验的归纳整理，需要记熟背熟。《传热学》主要是使用其原理或知识进行分析，而《工程热力学》主要是推导计算。两门课程的共同特点是必须大量做思考题和习题，才能真正掌握，熟练应用。

（二）热物理基础课程体系存在的问题

与大工程观背景下工业先进国家的热物理基础课程教学相比较，还有较大的差距，主要表现为[7]：（1）轻视实际、脱离实际；（2）人才培养的热物理知识结构体系不够完善，面向实际的热物理工程训练不足，与企业联系不够紧密；（3）办学方向面向热物理工程不够，教学模式和教学方法陈旧，文化陶冶过弱，专业教育过窄，功利导向过重，共性制约过强等。

二、大工程观下热物理基础课程体系构建

针对目前中国高等工程教育中热物理基础课程教学存在的问题，其改革思路是：以“大工程观”教育理念为指导，以理论教学与实践教学结合为基础，以热物理与其他课程交叉渗透为依托，以热物理工程的实践性与培养学生的创新性为核心，以具备合理用能、节能和环保能力的培养为主线对工程专业的热物理基础课程进行适应性改革，探索大工程观背景下工程专业热物理基础课程改革新途径（如下页图1所示）。

（一）大工程观下热物理基础理论课程体系构建

1.统筹规划，合理安排工程专业热物理基础课程体系结构和内容。（1）研究适应各大类工程专业学生培养需要的热物理基础课程结构和内容。根据各大类工程专业学生培养所需要热物理基础知识的不同，各大类工程专业可分成三大类：1）热物理基础课程是该类型专业的重要技术基础课；2）热物理知识是某一大类中部份专业的技术基础，而对另一些专业则关系则要远一些（工业设计）或者热物理知识是某类专业（如材料成型与控制工程）中的某一方向（如铸造、焊接）的主要技术基础课但与另一些方向（如真空技术及设备）关系较远；3）热物理知识与该大类专业的主干技术无直接的关系。因此，可针对此三大类工程专业开设不同结构和内容的热物理基础课课程，并可分为高学时（必修）的《工程热力学》和《传热学》、中学时（必修与选修）的《工程热力学》、《传热学》或者《热物理学》和少学时（必修与选修）的《热物理学》等三种。对于同一大类中的不同类型专业在教学内容上还可有所不同侧重或以专题形式作适当补充。对于中学时（必修与选修）的《工程热力学》、《传热学》或者《热物理学》；和少学时（必修与选修）的《热物理学》，应强调理解基本概念，掌握方法，而不深究公式的推导，通过典型问题的分析，达到举一反三的目的。（2）热物理基础课程的相互渗透和相互融合。由于热物理基础课程的内容是相互渗透、密切联系的，必然存在交叉、重复部分。经过综合分析，可对那些有益的或是讨论角度不同造成的重复内容进行谨慎处理（如有些内容压缩，而有些内容则须加强）。其处理原则是：既要考虑课时的有效利用，又要保持热物理基础课程之间的衔接和层次。（3）拓宽热物理基础课程的工程应用，增强与工程专业的联系。热物理基础课程在工程实际中有广泛的应用，在教学过程中，应突出地反映这一特点。从两个方面着手，首先把每个教学单元划分为基础篇和应用篇，基础篇着重掌握基本概念、定律，应用篇则力求培养分析能力，采用点面结合的方法。所谓点，就是讲清某单元基础知识在工程实际或专业课某方面的应用，其中包括一定数量的例题或习题；所谓面，则是针对教师的科研、技术开发课题或科技论专题讨论，综合所学的知识。学生对这种教学方式反映热烈，觉得学有所用。（4）更新热物理基础课程内容，适应现展要求。近代工程技术的发展给本科《传热学》教学带来了巨大的变化，《工程热力学》的教学内容也不同程度地存在类似的情况。例如，二十年前的本科生教材很少有关于火用 分析方面的内容，而现在这个状态参数已经被广泛接受并用来分析工程设备过程的能量利用情况。

相对于《传热学》，《工程热力学》的国内外教材的内容显得似乎过于稳定，近年来出版的教材中新技术的概念介绍极少。比如，当前中国的长期能源问题已经十分突出，为保护环境，执行可持续发展的方针，在“十二五”规划教材上，《工程热力学》应该对新的、先进的能源利用方式（联合循环发电、氢能利用、燃料电池、分布式发电和热电冷三联供、新能源发电等等）有适当的反映。超临界和超超临界循环是传统燃煤汽轮发电机组提高经济性与环保性的有效途径，也是近年来国外燃煤火电厂的重要发展方向及中国要积极研发的方向，在热物理基础课程新教材和今后的教学中也应有相应的地位。如在这方面予以充分重视，在热物理基础课程新教材和今后的教学中注意扬弃旧的思想、研究方法及其内容，利用一定学时介绍各学科的新方法、新内容，努力使教学内容适应现代科技的发展趋势。

2.热物理基础课程与其他课程交叉渗透。（1）热物理基础课程与物理课程的交叉。热物理基础课程中的部分内容与大学物理中的热学存在重复。大学物理中，热学内容总学时数为12～14学时，且热力学两个定律只安排6学时。由于物理学主要解决“是什么”、“为什么”的问题，而热物理基础课程主要解决“做什么”、“怎么做”的问题，因此在热物理基础课程中，应着重讨论热力学系统与环境（外界）相互作用的形式；热平衡态与准静态过程的矛盾与统一；热力学中如何延拓力学中的力、位移、功、热力学能概念；为什么要讨论可逆过程，如何由不可逆过程抽象出可逆过程概念，熵是如何引入的，为什么要定义一个熵函数等等。（2）热物理基础课程与流体力学课程的交叉。例如，《传热学》的对流换热部分，有大量的边界层和绕流理论，是重复流体力学的内容。又如，流体力学和热力学中都有气体在管道、喷管中流动的理论。经过综合分析，可以对那些完全重复内容予以削减，或者进行谨慎处理，但要保持热物理基础课程与流体力学课程之间具有较好的衔接性。（3）整合出新型热物理课程。为适应不同类型专业的需要，可以开设出一些综合性的、新的热工类课程。无论是能量转换、热量传递还是质量传输，都存在如何提高转换效率、传递效率和节约能源的问题，其中的关键是要减少过程的熵产（或不可逆损失）以及强化传递过程。为此，可开设一门综合《工程热力学》、《传热学传质学》和《流体力学》的新课——例如可称之为《工程装备热流设计与优化》。如果关于“优化”的内容能具体结合一些工程专业过程中的具体问题，那么这样的课程就会受到相关专业的欢迎。

（二）大工程观下热物理基础实验课程体系构建

从热物理基础课程发展历史来看，实验研究和数学物理方法是并行发展、相互补充、相互促进的；而从教学角度分析，实验是锻炼学生动手能力，培养学生理论联系实际和解决问题能力的重要环节。如何完善和合理组织实验内容将直接影响课堂教学的效果。为此，在热物理基础实验教学中突破以往的传统模式，以配合理论教学、巩固课堂效果为目的，以培养应用型人才为目标，改革实验教学方法，加强实验室建设，有效地发挥了实验室的功能。

1.科学设置热物理基础课程实验项目。实验室应成为理论联系实际，培养学生动手操作能力的场所。为满足这种功能，应增加热物理基础课程实验学时，增设热物理基础课程实验项目，并相应设置演示实验（包括课堂演示）、验证性实验、应用性实验以及设计性实验。演示、验证性实验是不可缺少的内容，可帮助学生理解抽象概念，印证热物理基本理论和基本定律，巩固课堂学习内容，熟悉各种仪器设备及其操作规程，培养严谨的科学态度。应用性、设计性实验则是一般实验的一个飞跃，其作用更多的是为了培养锻炼学生的综合能力，引导他们的纵向和横向思维以及创新思想。这样，通过多方面、多层次循序渐进的实验过程，以求达到掌握基本技能和提高应用能力的目的。

2.合理组织热物理基础课程实验。以往的热物理基础课程实验模式，大多是学生根据实验指导书给出的原理和步骤等，机械地照搬硬套，做完实验、写出实验报告。这样既束缚了学生的积极性、创造性，也不能满足能力训练的要求。针对弊端，可对热物理基础课程实验方式进行合理组织。根据不同实验的性质，有的安排预习，在实验开始前由指导教师提出问题，让学生回答解决方法，以此评定预习成绩；有的则让学生分组，自己动手组装实验台，做完实验后集中评议，对比优劣，公开评定成绩；设计性实验则完全抛开指导书，代之以设备说明书、实验任务和要求等，让学生自己拟定实验方案，发挥学生的创造力。

3.更新热物理基础课程实验设备和内容。随着科技的进步和学科的发展，热物理基础实验的技术和手段也更加完善，内容不断推陈出新。要适应这种发展，不能仅仅依靠学校的拨款。在有限的财力、物力条件下，调动教师积极性，自行研制、设计新实验，改造原有设备，开发新项目。例如，可以自行设计改造对流传热过程阻力实验的微机采集和处理系统、热管换热器试验台等项目，这样既可节省大量的经费，锻炼了教师队伍，又可保证学生能够在实验中学习新知识、新技术，开拓视野。

4.制订严格合理的考核制度。实验成绩的好坏，应有一个合理的考核方法。以往的考核大多以实验报告为依据，而实验报告中大部分内容是从实验指导书上照抄的实验目的、原理、步骤等，考核成绩不能反映学生的实际水平和能力以及相互之间的差别，影响了学生学习的主动性和积极性。为此，可制订一套考核方法，分为纪律情况和学习态度、预习程度、操作和解决问题能力、实验结果、实验报告等多项考核内容，贯穿了整个实验过程，每项内容按10分制评定成绩，在统一印制的学生实验卡上反映出来，这样能促使学生在实验的各个环节都认真对待，可提高实验效果。

三、结论

时代在前进、教育在发展、教学工作在改革，包括教学内容也应改革，与时俱进。作为热物理基础，一方面为大工程观背景下各类工程专业学生学习后续专业课等提供预备知识；另一方面通过实验、测试技能训练，提高学生运用理论分析和解决工程实际问题的能力。

从教育改革的发展趋势和培养本科层次的工程技术人才的角度来看，理论与实际相结合，强化技能训练、培养学生的技术应用和开发能力应是技术基础课的重要任务。在大工程观下工程专业热物理基础课改革过程中，兼顾知识结构和能力培养两个方面，使之成为由基础到专业、从理论面向应用的桥梁，确保培养的工程人才具备工程知识能力、工程设计能力、工程实施能力、价值判断能力、社会协调能力和终身学习能力。

参考文献：

[1] 鄂加强，杨蹈宇，崔洪江，唐文武.工程热力学[M].北京：中国水利水电出版社，2010.

[2] 邓元望，袁茂强，刘长青.传热学[M].北京：中国水利水电出版社，2010.

[3] 李培根.工程教育需要大工程观[J].高等工程教育研究，2011，（3）：1-2.

[4] 谢笑珍.“大工程观”的涵义、本质特征探析[J].高等工程教育研究，2008，（3）：35-38.

[5] 黄凯旋，刘建华.热工课程教与学改革探索[J].集美大学学报，2001，（3）：73-75.

[6] 王永川，王胜捷，宁占武，李建新，刘志璋.面向21世纪热工课程教学体系及内容的改革[J].阴山学刊，2001，（4）：67-68.

工程热物理论文范文第3篇

能源动力产业既是国民经济的基础产业，又在各行各业中有普遍的应用，也是国家科技发展方向之一。能源动力领域人才教育的成败关系到国家的根本利益。随着我国市场经济的建立，社会需求和经济分配状态的变化，科技发展的趋势等，都对本专业的生源、就业等形成了挑战。本期我们着重向大家介绍能源与动力工程专业，以及与其相关的一些信息，以供考生参考。

李学文，太原市48中高中语文高级教师，太原市优秀教师，太原市优秀班主任，太原市十佳百优教师，太原市语文学科带头人，太原市名师培养对象。

专业介绍・能源与动力工程

【历史沿革】能源与动力工程，2012年前称为热能与动力工程。该专业涉及传统能源的利用、新能源的开发和如何更高效地利用能源。能源既包括水、煤、石油等传统能源，也包括核能、风能、生物能等新能源，以及未来将广泛应用的氢能。动力方面则包括内燃机、锅炉、航空发动机、制冷及相关测试技术。

【专业缘起】热能与动力工程专业形成于20世纪50年代。当时受苏联教育体制的影响，专业分割很细，比如热能与动力工程专业中就包括锅炉、电厂热能、内燃机、涡轮机、风机、压缩机、制冷、低温、供热通风与空调工程、冷冻与冷藏、水能动力工程、水电站动力装置、水电站动力设备、水能动力及其自动化、机电排灌工程、水能动力与提水工程以及工程热物理等几十个小专业。但随着能源动力科学技术的飞速发展和新问题的出现，浙江大学率先将热能与动力工程专业改成能源与环境系统工程专业，得到广大青年学子和社会各界的认同。不久后，清华大学也将热能与动力工程专业改成能源动力系统及自动化专业。

【培养目标】（1）以热能转换与利用系统为主的热能动力工程及控制方向（含能源环境工程、新能源开发和研究方向）；（2）以内燃机及其驱动系统为主的热力发动机及汽车工程，船舶动力方向；（3）以电能转换为机械功为主的流体机械与制冷低温工程方向；（4）以机械功转换为电能为主的火力火电和水利水电动力工程方向。

【培养要求】本专业学生应具备宽广的自然科学、人文和社会科学知识，热学、力学、电学、机械、自动控制、系统工程等学科的理论基础，热能动力工程专业知识和实践能力，掌握计算机应用与自动控制技术方面的知识。

【毕业生应获得以下的知识和能力】（1）具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力；（2）较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识，主要包括工程力学、机械学、工程热物理、流体力学、电工与电子学、控制理论、市场经济及企业管理等基础知识；（3）获得本专业领域的工程实践训练，具有较强的计算机和外语应用能力；（4）具有本专业领域内某个专业方向所必要的专业知识，了解其科学前沿及发展趋势；（5）具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。

【主干学科】动力工程与工程热物理、机械工程、流体力学。

【主要课程】工程力学、机械设计基础、机械制图、电工与电子技术、工程热力学、流体力学、传热学、控制理论、测试技术、燃烧学等。

【主要实践性教学环节】包括军训、金工、电工、电子实习、认识实习、生产实习、社会实践、课程设计、毕业设计（论文）等，一般应安排40周以上。

【主要专业实验】传热学实验、工程热力学实验、动力工程测试技术实验、流体力学实验等。

西安交通大学能源与动力工程学院的前身为创建于1921年的机械工程科动力组，1952年全国大规模院系调整时，脱离机械工程系变为动力机械系，1956年随学校主体迁往西安，是当时交通大学整体西迁的科系之一。

学院师资力量雄厚，荟萃了国内外能源与动力工程、工程热物理、核能科学与工程等学科领域享有盛誉的教授、专家和学者。现有教职工258名，其中教师172人，实验技术人员62人，行政管理人员24人。其中中国科学院院士2名、中国工程院院士1名、部级教学名师2名、部级有突出贡献专家8名，教授75名、副教授59名。教师队伍士学位获得者占73.3 %。

学院拥有动力工程及工程热物理、核科学与技术等2个一级学科博士点和博士后流动站。拥有包括工程热物理、热能工程、动力机械及工程、流体机械及工程、制冷及低温工程、化工过程机械、核科学与工程、核技术与应用、化学工程等在内的9个二级学科博士点以及2003年增设的能源环境工程、后续能源与能源新技术、航空动力与空间环境工程3个博士备案点，其中动力工程及工程热物理一级学科，热能工程、流体机械及工程、动力机械及工程、制冷及低温工程、工程热物理、核能科学与工程6个全国重点学科，热能工程、流体机械及工程2个二级学科是我国最早批准的首批全国重点学科。下设热能工程系、制冷及低温工程系、流体机械及工程系、动力机械及工程系、化工过程机械系、核科学与技术系、化学工程系、环境工程系等8个系和热与流体中心、教学实验中心。完成了大量国家和省部级科研项目以及与企业的合作项目，作为首席科学家和主持单位主持国家973重大项目2项，并与多个国家与地区的研究机构和企业建立了合作关系，承担了与美、英、日、韩、希腊、香港等国家和地区的多项合作项目。

在有史以来的多次部级评估中，该院热能工程、流体机械及工程2个二级学科的评分均始终名列全国第一，动力工程及工程热物理一级学科博士点的评分也始终在全国名列前茅。

有问必答・关于报考

问题1：能源与动力工程专业的学生应有怎样的知识和能力？

（1）具有较扎实的自然科学基础，熟练掌握高等数学、工程数学、大学物理、工程化学等基础性课程的基本理论和应用方法；具有较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力。

（2）掌握一门外国语，具有较好的听、说、读、写能力，能较顺利地阅读本专业的外文书籍和资料。若外语为英语应达到国家四级以上水平（含四级）。

（3）系统地掌握本专业必需的技术基础理论，主要包括力学理论（理论力学、材料力学、流体力学），热学理论（热力学、传热学等），机械设计基本理论，电工与电子基本理论，自动控制理论，能源动力工程基础理论等。

（4）熟悉本专业领域内1～2个专业方向或有关方面的专业知识，了解其学科前沿和发展趋势。

（5）具有本专业必需的制图、计算、测试、调研、查阅文献和基本工艺、操作、运行等基本技能。

（6）具有一定的计算机知识和较强的计算机应用能力，较熟练使用计算机工具，解决工程中的有关问题。

（7）具有较强的自学能力、分析能力和创新意识。

问题2：能源与动力工程专业的学生就业方向？

根据专业方向不同，毕业生可在大型企业、相关公司以及相关的研究所、设计院、高等院校和管理部门从事热能工程、动力工程、制冷工程方面的研究与设计、产品开发、制造、试验、管理、教学。或发电厂、内燃机厂、汽车制造厂、物流调控、锅炉厂、大型机械厂、造船厂、空调厂、制冷设备厂、暖通工程等领域工作。也可从事能源与动力工程及相关方面的研究、教学、开发、制造、安装、检修、策划、管理和营销等工作。还可在本专业或其他相关专业继续深造，攻读硕士、博士学位。

问题3：能源与动力工程专业人才培养目标和培养规格，专业方向的不同有差异么？

根据专业人才培养目标和培养规格，因专业方向的不同而有所差别。

（1）热能动力及控制工程方向（含能源环境工程方向）

主要掌握热能与动力测试技术、锅炉原理、汽轮机原理、燃烧污染与环境、动力机械设计、热力发电厂、热工自动控制、传热传质数值计算、流体机械等知识。

（2）热力发动机及汽车工程方向

掌握内燃机（或透平机）原理、结构、设计、测试、燃料和燃烧，热力发动机排放与环境工程，能源工程概论，内燃机电子控制，热力发动机传热和热负荷，汽车工程概论等方面的知识。

（3）制冷低温工程与流体机械方向

掌握制冷、低温原理、人工环境自动化、暖通空调系统、低温技术学、热工过程自动化、流体机械原理、流体机械系统仿真与控制等方面的知识。掌握该方向所涉及的制冷空调系统、低温系统，制冷空调与低温各种设备和装置，各种轴流式、离心式压缩机和各种容积式压缩机的基本理论和知识。

（4）水利水电动力工程方向

掌握水轮机、水轮机安装检修与运行、水力机组辅助设备、水轮机调节、现代控制理论、发电厂自动化、电机学、发电厂电气设备、继电保护原理等方面的知识，以及水电厂计算机监控和水电厂现代测试技术方面的知识。

问题4：能源与动力工程专业的学生需要系统掌握哪些知识？

掌握高等数学、大学物理、工程化学、生命科学、环境科学等方面的知识。

掌握工程制图、工程数学、理论力学、材料力学、机械设计基础、金属工艺学、电工学、电子技术基础、工程流体力学、工程热力学、传热学、计算机原理与应用、自动控制原理等方面的知识（对水利水电动力工程方向，工程热力学、传热学知识要求可适当降低）。

问题5：能源与动力工程中的能源动力系统及自动化专业主要研究什么？

研究将煤炭、石油、天然气等一次能源转化为电力、热能等二次能源的生产和利用过程；研究人工环境、制冷空调、低温生物医学等领域的科学技术问题；还研究风能、太阳能、生物质能等新能源的开发利用。能源转换与利用过程排放的有害物质将造成环境污染，因此能源的生产必须高效、清洁。能源与环境系统专业不仅对自动化控制十分依赖，而且是一个复杂系统工程，集合了热科学、力学、材料科学、机械制造、环境科学、计算机科学、自动控制科学、系统工程科学等高新科学技术。能源与环境系统工程专业具有很宽的专业知识面，是一个能源、环境与控制三大学科交叉的复合型专业。

【意林散文】

羞 涩

文/刘心武

在我的艺术世界里，羞涩几乎无处不在。

我羞涩地画水彩和油画，不仅是因为我没受过扎实的基本功训练，也不仅是因为我害怕别人对我的画作鄙薄，而主要是因为我对色彩、明暗、笔触、韵味等充满了虔诚。对于我来说，那相当于宗教信徒走进了教堂。

我更常常羞涩地面对着大自然。

更具体地说，是常常羞涩地面对着大自然中最琐屑的细部。

我几乎从未像某些人那样，站在高山之巅或大海近旁举臂傲啸，却多次独坐在小小的一个角落，面对着草丛中一株半球已然飘散、另半球依旧存留的蒲公英，或一株被夕阳镀上金边的兔尾草，默默地为自己竟然也是宇宙中的一个存在物而庆幸。

工程热物理论文范文第4篇

摘要：通过对环保工质三氟碘甲烷(CF3I)的饱和蒸汽压曲线、冰箱名义工况和变工况下循环性能等三方面的理论分析,发现CF3I和CF3I的摩尔组成在50%-65%范围的CF3I/HC290混合工质,理论循环性能与CFC12接近,具有作为冰箱中CFC12灌注式替代物的潜力。

关键词：工程热物理 冰箱制冷剂 理论循环分析 CF3I CF3I/HC290

1　引言

冰箱制冷剂CFC12的现有替代物主要有HFC134a、HC600a和HFC152a/HCFC22,它们分别在加工工艺、可燃性、环保和热工性能方面存在缺陷[1,2],寻求新型环保节能的冰箱工质仍是人们研究的方向。

三氟碘甲烷(CF3I)是作为哈龙替代物而开发的新型灭火剂,其臭氧层破坏势(ODP)为0,20年的全球变暖势(GWP)低于5,不燃,油溶性和材料相容性很好[3],饱和蒸汽压曲线与CFC12相近,具备了作为冰箱制冷剂的前提条件(至于毒性目前还没有定论[3,4])。关于CF3I的热物性,只有文献[3]进行了较为系统的研究,目前还缺乏适用于汽液两相区的状态方程;CF3I在冰箱工况下的循环性能,还没有被系统地分析。根据文献[3]的PVT实验数据,确定同时适用于CF3I汽液两相的PT方程;并在此基础上,对CF3I在冰箱工况下的循环性能进行系统地理论分析,旨在考察其作为冰箱制冷剂的可能性。

2　理论循环分析的工具

2.1 PT状态方程两参数F、ζc的求解

PT状态方程[5]的具体形式为:

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

而是方程(8) 的最小正根。

(8)

式中,R为工质的通用气体常数,Tr=T/Tc。确定PT状态方程需要具体物质的四个参数:临界压力Pc、临界温度Tc、虚拟压缩因子ζc、斜率F。对于CF3I,文献[3]给出其Pc=3.953MPa,Tc=396.44K[3]。ζc、F的求解方法如下:(1)选取n个饱和液相数据点(T、P、ρL)i　(i=1,…,n);(2)假设一个ζc初值;(3)由式(6)、(7)、(8)求出Ωa、Ωb、Ωc,代入式(4)、(5)求得b、c;

(4)由汽液平衡条件fL=fV,输入某数据点i的(T、P)i,由式(1)、(2)求出αi;(5)由n个数据点的(Ti,αi)用最小二乘法拟合式(3),求出F;(6)由ζc和已求出的Ωa,Ωb,Ωc,F,根据方程(1) ～(2)和汽液平衡条件计算各点的与的相对误差，以及个数据点的平均相对误差；

(7)以一定的步长改变ζc,重复步骤(3)-(6)。选取最小EYL所对应的ζc、F作为PT方程的参数。

文献[3]给出了CF3I在301K-Tc范围内的25个饱和液相密度点,其中3个数据点是为了确定临界点而测的;把这3个数据点当作一个临界点对待,选取其余22个数据点按照上面的步骤求解得到CF3I的F=0.6514、ζc=0.3105。

2.2　PT状态方程精度的验证

为了检验如上确定的适用于CF3I的PT方程的计算精度,以该方程对CF3I的饱和液密度、饱和蒸汽压、气相区PVT性质进行了计算,并与文献[3]的实验数据进行了对比。对比实验数据为T<0.9Tc(即T<356.80K)范围内的13个饱和液相点、22个饱和蒸汽压点和T<Tc内77组气相区数据。结果表明,饱和液密度、饱和蒸汽压、气相区密度的最大相对误差分别为2.94%、0.42%、5.87%,平均相对误差分别为1.54%、0.25%、2.17%。相对误差、平均相对误差计算式分别为

（9）

（10）

式中,X-所要比较的物理量,cal-PT方程的计算值,exp-实验值,n-数据点的个数。

冰箱的名义工况为蒸发温度tevap=-23.3℃,冷凝温度tcon=54.4℃,吸气温度、过冷温度32.2℃[6],处于上述温度区间。可见,确定的适用于CF3I的PT方程,能够用于对CF3I的冰箱循环性能分析计算,而且精度良好。

3　CF3I蒸汽压曲线的分析

从热力学角度看,替代制冷剂最好具有与原制冷剂相似的蒸汽压曲线[7]。图1为几种工质的蒸汽压对比,其中CF3I的蒸汽压方程为[3]

（11）

式中,

A1=-7.204825,A2=1.393833,A3=-1.568372,A4=-5.776895,适用范围243K～Tc;其它制冷剂的蒸汽压数据来自ASHARE[8]。

由图1可见,在冰箱名义工况的温度区间内,HFC152a/HCFC22、HFC134a的蒸汽压曲线与CFC12吻合得很好;HC290的蒸汽压高于CFC12,HC600a的蒸汽压则比CFC12低许多。CF3I的蒸汽压介于HC600a与CFC12之间,在冰箱名义工况下与CFC12的最大差距为20%左右。由蒸汽压看,CF3I比HC600a更适合作为CFC12的灌注式替代物;按照优势互补原则选择HC290与CF3I组成混合物,灌注式替代CFC12的效果可能会更好。

4　CF3I作为冰箱制冷剂的循环性能分析

4.1　冰箱名义工况

采用带回热的冰箱制冷循环模型,即用回热器来实现工质的过冷和过热,并设工质经过回热器换热后节流前的温度与压缩机的吸气温度相等,这一温度称为回热温度。

计算CF3I的循环性能所需的理想气体比热式[3]为:

（8）

式中T的单位为K,R为CF3I的气体常数,单位为J/(K·kg)。计算焓、熵的参考态为ASHRAE规定的-40℃的饱和液态,参考态上h=0kJ/kg,s=0kJ/(kg·K)。

在冰箱名义工况下,设压缩机的总效率为0. 70,计算了几种工质的循环性能。混合工质的蒸发温度取为蒸发器进口和露点温度的平均值,冷凝温度取其冷凝压力下的泡露点平均值。计算结果见表1。表中MIX1、MIX2分别表示质量百分比85/15、75/25的HFC152a/HCFC22。

观察表1中各种工质的性能参数,在压力水平方面,除了HC600a、HC290外,现有的几种冰箱制冷剂的蒸发压力Pevap、冷凝压力Pcond与CFC12都很接近。CF3I的压力水平与CFC12有一定偏差,其Pevap略低于大气压,蒸发器为微负压,不利于系统运行。CF3I的压比与CFC12的最接近。压缩机排气温度方面,HC600a和HC290的tdisch较低。CF3I的tdisch较高,不利于压缩机的运行;但与MIX1、MIX2十分接近,表明目前的冰箱压缩机能够承受这样的温度。CF3I的单位容积制冷量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%,这是CF3I的优势,而HC290是最低的。通过以上的比较可以看出:(1)CF3I的循环性能指标与CFC12相近,可以在对原有制冷系统稍作改动的基础上,作为CFC12的灌注式替代物;(2)HC290与CF3I在循环性能指标上具有互补性,若将两者组成混合物,在性能上可能更接近CFC12。

4.2　变工况

变工况循环性能分析,一般包括COP、qv、tdisch、随冷凝温度、蒸发温度、回热温度的变化规律。相比之下,各性能指标随回热温度的变化规律比随蒸发温度、冷凝温度的变化规律更重要一些,这是因为冰箱的回热器一般在环境中[1],回热温度的变化幅度、频率要比蒸发温度、冷凝温度要大、要快。分析几种制冷剂循环性能指标随回热温度的变化规律,分析方法是固定蒸发温度、冷凝温度,变化回热温度,看性能指标的变化趋势。

结果如图2-图5所示。回热温度由0℃变化到50℃,几种工质的COP都降低,其中CF3I降低得最慢。在qv方面,HC290随回热温度的变化显著,其他工质的变化规律相似。随着回热温度的升高,CF3I的tdisch增加速度比其它工质快,这是不利于冰箱运行的。由于在计算中固定了蒸发温度、冷凝温度,所以对于纯质来说保持不变,而对于混合工质来说,有轻微地上升。由图还可以发现,CF3I与HC290的循环性能指标分布在CFC12的两侧。

CF3I各项性能指标随回热温度的变化所表现的规律与CFC12基本类似,数值幅度上的偏差也不太大。COP优于CFC12,tdisch较CFC12为高。总起来说,CF3I存在作为CFC12灌注式替代物的潜力。

5　CF3I/HC290混合物作为冰箱制冷剂的循环性能分析

5.1　冰箱名义工况

由以上分析可知,CF3I与HC290的循环性能具有互补性,下面具体分析不同配比下HC290/CF3I混合物的循环性能。

计算工况、压缩机总效率的选取同上。表2列出了循环性能计算结果。

由表1已经知道CF3I的Pevap、Pcond、q0、qv都比HC290的小,所以随着HC290在混合物中所占比例的增加,HC290/CF3I混合物的Pevap、Pcond、q0、qv都应该呈现增大的趋势,而∑、tdisch、COP应该减小,这种规律在表2中得到了很好的体现。

对比表2和表1,可以看到CF3I/HC290混合物在65/35、60/40、55/45、50/50四种摩尔百分配比下各个性能指标与CFC12吻合得很好。

5.2变工况

对上面所给4种配比下的CF3I/HC290混合物进行了循环性能参数随回热温度变化规律的计算。结果表明,混合物的循环性能与CFC12十分接近,从理论循环分析的角度看,是CFC12理想的灌注式替代物。

图2-图5中列出了摩尔百分比为65/35(质量百分比为89.2/10.8)的CF3I/HC290的计算结果,其它3种配比下CF3I/HC290混合物的性能也与之相近。

5.3　可燃性分析

以上4种配比的CF3I/HC290混合物中,HC290的摩尔比例最大为50%,其相应的质量比例最大为18.4%。一般家用冰箱的制冷剂的充灌量为0.1kg左右[6,9],以本文提出的4种CF3I/HC290混合物作为冰箱制冷剂,HC290的最大充灌量仅为0.0184kg。文献[10]指出,在密封性好的制冷系统中,只要碳氢化合物的充灌量小于0.15kg,那么系统就是安全的。因此,CF3I的摩尔组成在50%～65%范围的CF3I/HC290混合工质在应用中的安全性是可以得到保证的。

6　结论

(1)求得了适用于CF3I的PT方程,此状态方程对于CF3I的热力学性质和循环性能计算具有较高的精度。

(2)通过对CF3I的蒸汽压曲线、冰箱名义工况、变工况的计算分析,发现CF3I的循环性能与CFC12相近。

(3)按照优势互补的原则,筛选提出了CF3I的摩尔组成在50%～65%范围的CF3I/HC290混合工质,其循环性能与CFC12十分接近,可作为CFC12的灌注式替代物。

参考文献

1　何茂刚.三氟甲醚作为冰箱制冷剂的理论分析.李惠珍,李铁辰等.西安交通大学学报,2003,37(1):10～14

2　梁荣光.环保制冷剂CN-01的应用.曾恺,简弃非.制冷学报,2003,24(1):57～60

3　段远源.三氟碘甲烷和二氟甲烷的热物理性质研究:[博士学位论文].北京:清华大学,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.碳氢化合物在家用小型制冷装置中的替代研究:[硕士学位论文].天津:天津大学,2000

7　刘志刚.CFCS替代工质筛选的热力学原则.傅秦生,焦平坤等.全国高等学校工程热物理第四届学术会议论文集,杭州:浙江大学出版社,1992,73～76.

8　1993ASHRAEHANDBOOKFUNDAMENTALS,SIEdition,1993

9　何茂刚.灌注式替代CFC12的混合制冷剂冰箱对比试验研究.李铁辰,刘志刚.中国工程热物理学会工程热力学与能源利用学术会议论文集,上海,2003:440～446.

工程热物理论文范文第5篇

关键词：留学；日本；动力工程及工程热物理；机械理工学；培养方案

中图分类号：G643 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）29-0008-02

从1872年中国近代走出第一名留学生容闳以来，我国的出国留学事业已经走过多个历史阶段。进入21世纪后，我国自费出国留学人数激增，兴起留学的热潮。因地理位置的相近与文化的相似，赴日留学逐渐成为很多学生的选择。另外，日本为全面加入到全球化人才争夺战而积极地调整留学政策，在2008年提出接收“留学生30”，更使日本成为中国留学生的首选国之一。[1]

在日本，研究生院被称为大学院，硕士研究生则称作大学院生。大学院生毕业将被授予修士学位，等同于我国硕士学位。特别要说明的是，研究生或特别研究生在日本是期望在大学研究机构中针对相关专业领域继续深造的入学者，学习期满后将不被授予学位。京都大学（Kyoto University）是日本一所国立研究型综合大学，在日本国内大学综合排名中排位第二，仅次于东京大学。其大学院18个研究科中的工学研究科包含社会基础工学、建筑学、机械理工学、航空宇宙工学等17个专业。其中机械理工学专业下又分有机械系统创成学、流体理工学、物性工学、机械力学等8个研究室。物性工学研究室中的热物理工学方向、机械系统创成学研究室的机械系统创成学方向以及流体理工学研究室的分子流体力学方向等多个研究方向与北京工业大学动力工程及工程热物理专业的研究方向相似，故本文以北京工业大学动力工程及工程热物理专业与京都大学机械理工学专业为例，分析对比各自在硕士研究生阶段的培养方案，希望对将来有留学日本意向的学生起到参考作用。

一、中日两国硕士研究生培养方案的比较

1.培养目标

北京工业大学的硕士研究生阶段分别设置有学术学位硕士研究生（简称学硕）和专业学位硕士研究生（简称专硕）。它们虽处于同一层次，但在培养规格上各有侧重点。专业学位硕士研究生的专业名称虽为动力工程专业，但其研究方向与动力工程及工程热物理专业相同，故本文视其为同一专业的另一种培养方案。

从培养目标上来看，学术学位硕士研究生的动力工程及工程热物理专业侧重培养满足科研、教学、设计、工程设计等各方面需求的高层次应用型人才，要求兼有扎实的专业知识和合格的实践与创新能力。在培养目标中不仅对学科领域的学习成果做出要求，在道德素质与文化素质上也有着较高的期望。专业学位硕士的培养目标成为专业领域高层次应用型的专门人才，要求基础扎实、实践能力强且具有一定的创新能力。

京都大学的机械理工学专业的培养目标是培养拥有克服有挑战性研究课题能力，具有领导能力的技术人才和研究人才。在京都大学该专业教育目标别提到了期望学生能够利用所学知识努力回馈社会。

对比两所大学的培养目标，可看出北京工业大学的学术学位硕士研究生偏重科研，专业学位硕士研究生偏重工程实践，而京都大学在科研与工程实践间并没有明确的偏重。国内高校近年学术道德问题频出，研究生教育不仅要达到学术的标准，更要注重个人的学术道德与学术规范。所以将德才兼备写入培养目标有着深远的意义。[2]将回馈社会写入培养目标对日本本国来说是为了维持产业活力以解决少子化带来的人才匮乏，对于留学生则是为了提高日本的国际威望，为日本在国际人才争夺中取得优势。[1]

2.学制与课程设置

现在日本的大学课程设置制度是根据1991年7月正式实施的新《大学设置基准》制定而成的。其中提到，在符合国家最基本课程设置要求下，各个大学可以基于学校特点制定其办学方针与教学思想，并且可自主进行课程设置。[3]所以京都大学的课程设置在个别课程上和其他日本大学会有不同，但在实现相应学位的教育目的上是相同的。

北京工业大学此专业学术学位硕士课程分为学位课、选修课与学术活动，研究生需要修满至少26学分。专业学位硕士课程分为基础知识、专业知识、工程知识、综合素养、实践训练共5个模块，研究生需要修满至少32学分。在课程设置上学硕与专硕大致相同，区别在于专硕课程中增加了科技文献检索、六西格玛管理、工程伦理案例分析等工程综合素养课程与总计1年的校内外实践训练环节。从图1中可看专硕在各模块中所分配必修学分较平均，使其在理论知识与工程实践两方面得到平衡。京都大学机械理工学修士课程包含基础科目、发展科目与实习科目，大学院生至少需要修满30学分。

表1 京都大学机械理工学专业与北京工业大学动力工程及工程热物理专业的课程设置

从图1中可以看出，京都大学的必修学分配比相对北京工业大学的学硕更平均。如上文诉述京都大学机械理工学专业涵盖的研究方向众多，所以基础科目需要兼顾各研究方向。学生需根据各研究室研究题目在发展科目中学习相应内容。其次，如表1所示日本高校和国内的专硕课程同样重视实践训练环节。在图1中也可以看到京都大学的实践环节必修学分占到总学分的近三分之一。北京工业大学动力工程及工程热物理专业的研究方向集中，在课程中设置了更多针对本专业研究方向的课程。国内的学硕课程虽然也有实践训练课程的设置，但更注重科研方面。另外，受到国情的影响，国内必修课程中均含有思想政治、哲学和英语课程。京都大学工学研究科为深化专业教育与拓宽工程技术相关知识的学习，面向全体学生设有选修的共通科目，如表2所示，其中大多为英语课程。面向留学生还开设有辅导日本语的专项课程。

表2 工学研究科共通科目

北京工业大学动力工程及工程热物理专业的硕士研究生学制均为3年，学习年限2.5-3年。京都大学机械理工学专业的学习年限为2年，在研究和学习中有出色进展者可以缩短修业时间。日本大学大学院中普遍采用2年学制，与国内相比缩短了学习年限，但必修学分却与国内大致相同。虽然中日两国1学分对应学时数略有差异，但也不难得出日本大学院课程与国内相比并不轻松的结论。

3.招生要求

日本申请修士课程与国内一样需要相应的学历证明，并且报考大学院留学需要提交自己的研究计划，明确自己希望研究的课题。可以参考相关的学术论文来确定自己的研究课题。在确定了自己的研究课题之后，需要撰写研究计划书。在申请之前，需要与目标导师取得联系，进行沟通，在获得内诺之后申请入学。

成为大学院生与国内一样要经过大学院生录取考试。以京都大学机械理工学为例，设有笔试和面试。笔试有数学、机械力学和专业科目三门考试。另外，英语也作为考核的科目之一，非英语母语的考生需要提供TOEFL或TOEIC成绩，成绩优秀者可抵作英语笔试成绩。

二、结论与讨论

综上所述，国内大学大多设有学术学位硕士研究生和专业学位硕士研究生，而日本大学中只有大学院生。从培养目标来看，中日大学均以培养具备各方面能力的高层次应用型人才为目的，但从京都大学的培养目标中可以看出，相比国内日本大学更注重所培养人才对社会、对环境的意义和对国际化人才的培养。在课程设置方面，相比国内日本大学一方面在同一专业下涵盖更多的研究方向，另一方面日本大学在课程设置上具有一定的自主性，所以学生在选课时具有更多的选择余地。日本在招生方式上更加灵活，有意留学日本的同学在取得必要资质的同时，也要与研究室导师取得联系，进行良好的沟通。

参考文献：

[1]王磊.日本“留学生30”的背景、问题与展望[J].淮北师范大学学报：哲学社会科学版，2012，33（2）：128.

[2]贾宝余，刘红.研究生学术道德与学术规范教育的趋势与途径[J].学位与研究生教育，2010，（5）：46.

工程热物理论文范文第6篇

《吉林大学学报·工学版》（CN：22-1341/T）1957年创刊，是一本由教育部主管、吉林大学主办的工学门类学术期刊，自创刊以来，选题新奇而不失报道广度，服务大众而不失理论高度。颇受业界和广大读者的关注和好评。设学术榜、应用基础科学、技术科学、工程应用、综述等栏目。主要报道吉林大学工学门类的科学研究成果。包括：机械工程、材料科学与工程、动力工程及工程热物理、交通运输工程、农业工程、控制科学与工程、计算机科学与技术、电子科学与技术、信息与通信工程等方面的学术论文，以及中国国内外在上述领域的最新研究成果。

《吉林大学学报·工学版》被美国《工程索引》（EI Compendex）、美国《化学文摘》（CA）、俄罗斯《文摘杂志》（AJ）、美国《剑桥科学文摘》（CSA）、《中国学术期刊文摘》、《电子科技文摘》、《汽车文摘》、《中国农业文摘》、《工程机械文摘》、《中国学术期刊（光盘版）》、《中国科学引文数据库》、《中国学术期刊综合评价数据库》、《万方数据（China Info）系统科技期刊群》等文摘刊物和数据库转载和收录。

2008年10月，获高校科技期刊先进集体奖；2010年11月，获第三届中国高校优秀科技期刊称号；2014年12月，获“中国国际影响力优秀学术期刊”称号；2015年1月，在中国学术期刊评价（2015-2016版）中被评为RCCSE中国权威学术期刊（A+）；2015年12月，在由教育部科技发展中心举办的“2014年度中国科技论文在线优秀期刊”评比活动中获一等奖；2016年3月，在第三届吉林省新闻出版奖评选中荣获“精品期刊”称号。

工程热物理论文范文第7篇

在能源危机、环境污染日益严重的今天，如何立足于国家发展战略，在节能减排中发展地方经济，已成为当前各界专家学者重要的努力目标，如何在高校建设重点学科以促进能源环境可持续健康发展更是其中的关键之点。

集美大学机械与能源工程学院院长何宏舟教授作为福建省“热能工程”重点学科带头人，多年来积极建设科技创新平台，带领团队进行化石燃料清洁燃烧的理论研究与技术开发，在无烟煤清洁燃烧、循环流化床锅炉技术、工业过程节能、可再生能源转化利用等研究领域取得了一系列重要成果，为海峡西岸经济区的循环经济建设和节能减排工作做出了贡献。

学科、平台、团队、专业“四位一体”的建设

通过整合校内校外资源，积极发展优势特色学科，何宏舟教授带领集美大学一帮同事进行了能源与动力工程专业、学科、平台、团队“四位一体”的建设。他十分重视把科研团队建设与精品课程建设、特色专业建设、重点学科建设、科技创新平台建设等有机结合起来；注意通过学科建设夯实科研团队的研究基础；通过平台建设凝练科研团队的研究方向：通过专业建设突出科研团队的研究特色。

在学科和团队建设方面，作为学术带头人，他秉行“以好的作风带人，带出作风好的人”；做到了“把团队成员的积极性调动起来并发挥好，把团队成员的智慧凝聚起来并决策好，把团队成员的力量团结起来并使用好”。他带领团队一帮人积极组织申报了“动力工程及工程热物理”一级学科硕士点；依托集美大学船舶与海洋工程一级学科硕士点，自主设置建设了“船舶与海洋能源工程”（船舶与海上装置能源工程）二级学科硕士点，积极组织申报建设了“动力工程”专业硕士学位点。同时，积极参与集美大学《船舶与海洋工程》一级学科博士点建设，负责承担了船舶热能动力装置节能减排方向的建设任务，为集美大学成功获批船舶与海洋工程一级学科博士点做出了重要贡献。

在平台建设方面，何宏舟教授带领同事一起完成了“热能工程专业实验室”项目的申报与建设任务；完成了中央与地方共建基础实验室项目“材料与力学基础（含热工流体）实验平台”和中央与地方共建高校特色优势专业实验室项目“能源与动力工程实验室”的申报、立项和建设工作，完成了集美大学高校服务海西重点建设项目”可再生能源开发利用的若干关键技术研究”的申报和建设工作；并以此为基础，组织建设了“集美大学能源与动力工程实验中心”，这些实验室项目的建设大大地推动了集美大学能源学科科技创新平台的建设，也有力地促进了福建省能源学科的发展。

辛勤的付出收获了丰厚的回报，近年来，何宏舟教授领衔的集美大学能源学科先后获批了福建省“热能工程”重点学科、“福建省能源清洁利用与可再生能源技术开发高校科技创新团队”、“福建省能源清洁利用与开发重点实验室”、“福建省清洁燃烧与能源高效利用工程技术研究中心”、和福建省“能源与动力工程专业”实验教学示范中心、“热能与动力工程”省级特色专业、“传热学”省级精品课程等各类平台和称号。在他的带领下，这支年轻、充满朝气的团队正进发出不可忽视的成长力量，在发展壮大中不断地展示出自己的研究特色与优势。

用“嘉庚精神”指导教学实践

“教育不振则实业不兴，国民之生计日绌。”――陈嘉庚

集美大学作为一所多科性大学，办学历史始于1918年著名爱国华侨领袖陈嘉庚先生创办的集美师范学校。陈嘉庚先生曾结合自己立身处世的感悟概括提炼了“诚毅”二字作校训，学校在90多年的办学历程中始终坚持“嘉庚精神立校，诚毅品格树人”的办学理念，何宏舟教授也是这一精神的践行者与弘扬者之一。时至今日，无论平时的行政事务有多么忙碌，他都坚持每学期至少给学生们讲授一门专业课程。近五年来，何宏舟教授承担了《传热学》、《工程热力学》、《热交换装置》、《锅炉原理》等7门课程，教学质量和教学效果优良，受到了师生们的一致好评。

在何宏舟教授的治教办学理念中，教师的首要任务就是上好课。他认为，教师的天职是育人，所谓“欲立立人，欲达达人”。他认为在课堂教学中，教师能教给学生的不应该仅仅是单一的专业理论知识，更重要的是要传授治学方法，以及教给学生利用专业知识解决实际问题的本领，即所谓“授人以鱼，不如授人以渔”。他能因材施教，针对不同课程的不同特点，采取案例教学、比拟教学，精讲多练等多种不同形式的教学手段，同时注意通过理论联系实际等方法方式活跃课堂教学气氛，激发学生的学习兴趣；在课堂教学中，他经常将自己在生活中感悟到的健康理念与学生分享；在传授学生专业知识的同时，注意引导培育学生正确的人生观、世界观和价值观。

他认为教学相长的一个重要含义是教学与科研的互相促进，教师做好自身的科研工作，对其教学工作有非常重要的良性促进作用。在何宏舟的教学工作中，他善于将自己做科研的思维方法移植到课堂教学中，以培养学生的科技创新能力；他也善于把自己的科研工作融入到课堂教学中，通过师生间在课堂上的互动交流，教会学生如何透过复杂的表面现象发现问题；并在此过程中帮助学生提炼形成科技创新课题。通过这种融科研于教学的做法，达到提高学生学习兴趣、激发学生创新意识和创新热情的效果。他把这种做法称为科研对教学的“反哺”。

多年来，在何宏舟教授指导的学生中，有的荣获了全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛二等奖，有的荣获了部级大学生创新创业计划项目立项、有的荣获了“挑战杯”福建省大学生创业计划大赛银奖，有的荣获了省大学生创新性实验计划项目立项等，也有的通过参与他的课题研究而在本科学习期间就发表研究论文的，还有的通过完成毕业设计而申报国家技术专利……在服务地方经济建设中不断成长

福建省是一个能源资源相对贫乏的省份，缺油少气，主要的能源资源是无烟煤。围绕着福建省能源资源的开发及其高效利用的目标，本着“以贡献求支持，以服务求发展”的理念，近年来，何宏舟带领其研究团队积极开展无烟煤的清洁燃烧和能源高效利用技术研究，先后主持完成了科技部星火计划课题“金属硅冶炼过程中的能源高效利用技术开发”、省基金项目“福建无烟煤颗粒在CFB锅炉中燃烧特性变化规律的研究”、“循环流化床锅炉炉内脱硫对电除尘影响的工业实验研究”、“CFB锅炉燃烧福建无烟煤炉内脱硫脱硝及传热模型研究”、省科技重点项目“CFB锅炉清洁燃烧福建无烟煤的技术研究”、福建省高校产学合作科技重大项目“粉体工业锅炉清洁燃烧福建无烟煤技术开发”、福建省发改委战略性新兴产业科技重点项目“利用可再生能源和低品位热能的海水淡化装置研制”以及能源基金会中国可再生能源专项“福建省建陶行业节能潜力分析研究”等1O多项紧密服务地方经济建设的省部级以上项目研究；主持完成了“高效节能旋流分离器的结构仿真设计与试验开发”、“20t/h级高效燃烧福建无烟煤的cFB锅炉技术开发”、“XP-S-IV型高效节能旋流除尘器研制”等多个市厅级科技重点项目开发；另外还主持完成了近10个企业委托开发项目，完成的项目研究经费超过了800万元。

在服务地方经济建设的科研实践中，何宏舟的研究团队也在不断成长壮大，并形成了“以项目组织人，以研究培养人，以技术服务人”的良性发展模式。在何宏舟教授的带领和努力下，近年来集美大学能源学科取得了迅猛的发展，已成为福建省能源技术开发和能源科技人才培养的主要基地，引起了国内外同行越来越多的关注。

工程热物理论文范文第8篇

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）49-0279-02

一、引言

长期以来，为了培养国际化复合人才，武汉大学采取了一系列措施，包括：建立联合培养项目、引进国外优秀师资、搭建联合科研平台、推进中外合作办学等[1]。其中，2002年，武汉大学在本科生课程推出了系列双语课程[2]，并专门挑选部分教师到国外知名大学进修；在此基础上，为了进一步加大国际化成果，拓宽学生的国际学术视野，提升其国际交流能力，武汉大学自2011年起在研究生和本科生课程设立全英文建设项目。《高等传热学》是“动力工程及工程热物理”学科研究生的一门重要的专业必修课，它对于培养学生分析问题、解决问题的能力以及动手能力均具有重要的作用。2011年《高等传热学》课程被列入武汉大学首批研究生全英文课程建设，课时为36学时，2学分。2012年-2015年，教学团队共实施了4次全英文教学。通过教学实践，我们对全英文教学有了更深入的认识，并积累一些经验。本文将从教材选用及教学内容、教学团队建设、授课方式及手段等方面进行总结，同时思考全英文教学中的一些问题，力求对深化全英文教学改革进行有益的探索。

二、明确教学目标，精选教学内容

本课程旨在介绍高等传热学的基本概念、理论、方法和系统，强调基本方法和经典理论的学习，确保研究生对高等传热学这门学科有一个全面的了解。针对传热学中两相流学发展快，实践性强，学科交叉内容多的特点，本课程重点讲解高等传热学涉及的两相流内容，同时立足培养学生的实际动手能力，并介绍本领域近年来的最新进展。课程内容包括以下7个方面：

1）Review of Single-Phase Flow；

2）Basic Concept of Two-Phase Flow Theory；

3）Condensation and heat transfer；

4）Boiling heat transfer；

5）Numerical simulation of multiphase flow；

6）Multiphase flow in rotating machinery；

7）Selected case studies。

实施全英文教学的基本条件之一是采用原版教材。然而，国外原版教材的优点是内容全面、同时涉及著者的前沿研究课题，但同时存在篇幅过长等问题，且国外教材的体系和内容与国内教材的体系和内容有很大的差别。因此，选择教材是课程建设的基础。依据武汉大学“动力工程及工程热物理”学科对《高等传热学》要求，我们在境外购买了2010年由Taylor & Francis Group出版社出版、Van P. Carey编写的《Liquid-Vapor Phase-Change Phenomena》一书作为主要两相流内容的教材，同时选取2012年由Springer出版、Peter von B？ickh编写的《Heat Transfer》作为传热部分的主要参考资料。考虑到学生的传热基础，我们还事先向学生推荐了2001年由Prentice-Hall出版Lienhard J.H. 编写的《A Heat Transfer Textbook》，供学生预习。

三、组织教学团队，强化教学手段

教学团队中的全体成员均具有博士学位和高级职称，其海外留学（进修）背景和多年的《高等传热学》的教学经验确保了该项目实施。教学团队的学缘结构合理：成员的第一学历来自清华大学、西安交通大学、武汉大学、华中科技大学和南京大学；教学团队的学科配置互补性强：成员所在学科包括基础理论（如传热学及原子核物理）和工程应用（如热能动力工程及流体机械工程）。

我们在实施全英文教学过程中全程采用多媒体教学手段，并按章节制作了基于Power point的《高等传热学》教学课件，课件中的内容为除来源于所选定的教材外，团队成员还结合自己多年的科研经验增加了案例分析；此外，从internet上下载了大量的图片和其他（包括宏观结构和微观尺度）素材，使繁琐的理论推导简单化，抽象的相变理论变的更加具体、形象和生动。同时，为了确保学生对本课程的理解和消化，我们建设了该课程的课程网站，网站分为4个模块，分别是：课程简介、教学团队、课程建设和教学内容。

课堂教学中，教学团队成员采用分块教学方式组织教学――7个教学内容分别由5位主讲教师承担，即每位主讲教师结合自己的科研经验承担一个主要内容。为了确保教学效果，我们采取了如下措施：

1）课程开设前，开设研究生专业英语；

2）课程开设前，任课教师进行学科前沿讲座；

3）课程开设期间，组织教师观摩外籍教授的全英文课程。

同时，课程开设期间，邀请国外教授讲授部分内容等。

对于研究生教学，所有教师采用启发式教学方法，并以提问方式激发学生积极思考，进而避免了“填鸭式”教学。第一次上课告诉学生教学计划和安排，要求学生根据课程网站的内容进行预习。同时，每次上课首先复习上次课的内容，最后留5分钟给学生提问。

四、深化教学改革，注重教学效果

《高等传热学》是武汉大学“动力工程及工程热物理”学科硕士研究生必修的专业基础课程，自从2012年该课程采用全英文教学以来，4届同学反映热烈，普遍认为全英文对开拓学术思维、扩大国际学术视野、激发进行国际学术交流的兴趣和积极性具有重要作用。其中，即将出国和有继续深造意向的同学对全英文教学更加欢迎。

在全英文课程建设期间，教学团队指导研究生在相关国际知名杂志（International Journal of Thermal Sciences，Nuclear Engineering And Design，International Journal of Heat and Mass Transfer，Journal of Mechanical Science and Technology，International Journal of Fluid Machinery and Systems）发表学术论文20余篇（多数被SCI、EI收录）。其中多位研究生赴境外参加ASME International Mechanical Engineering Congress & Exposition、ASME International Conference on Nuclear Engineering、ASME Turbo Expo等国际学术会议并宣读论文。

通过连续4年的《高等传热学》全英文教学实践，我们有如下体会与思考：

1.整体上讲 全英文教学是与国际接轨的教学方式。对于武汉大学的研究生，由于在本科阶段有学习双语或全英文课程的经历，因此同学们普遍认同这一形式新颖的教学方式。同时认为，该方式可以激发学生通过英语这一工具掌握更多更新的专业知识。

2.教学内容 对于全英文教学，必须要求采用原版教材；而研究生教学，教学内容不宜取自同一本教材，所以我们采用推荐一本原版教材为主要教材，推荐多本原版教材作为参考资料的方法，同时主讲老师结合自己的科研经历组织教学内容。

3.教学方法 采用多媒体教学手段和启发式教学方法，能够在有限的时间内向学生传输更多的知识，更好地调动学生学习的积极性，培养学生独立阅读和自学的能力。同学们普遍对聘请国外教授的教学给予高度评价，其原因主要有2个方面，一是国外教授的教学不拘一格，课堂气氛好；二是同学们认为国外教授的教学使他们开拓了视野。

4.采用全英文教学对学生和教师的要求很高 因为专业基础课的深度直接影响专业课程的学习。采用全英文教学要求学生用外语去理解和表达相关专业理论，因此会使部分英语听力有困难的同学感到“上气接不到下气”。对专业课教师而言，用外语流畅地表达专业理论的基本内容，并做到深入浅出，循序渐进，也决非易事。所以教师不仅要不断提高自己的英语水平，而且要不断改进教学方法。

五、结束语

为了培养国际化复合人才，武汉大学采取了一系列措施。武汉大学《高等传热学》教学团队自2011年起对“动力工程及工程热物理”学科的研究生实施了4次全英文教学，并在教学中进行了大胆改革。几年的教学经验证明，全英文对于开拓研究生的学术思维、扩大国际学术视野、激发进行国际学术交流的兴趣和积极性具有重要作用。

参考文献：

[1]胡斯嘉.论武汉大学的国际化人才培养问题[J].教育教学论坛，2014，（4）：176～177.

[2]谢诞梅，等.《大型机组振动与平衡》双语教学的实践与思考[J].理工高教研究，2006，（2）：111～112.

[3]王玲.全球视野下的国际化创新人才培养[J].北京教育，2014，（3）：15～18.

[4]孟，刘福顺，杨树桐.高等学校海洋工程国际化人才培养模式探究[J].教育教学论坛，2014，（6）：211～213.

工程热物理论文范文第9篇

关键词：门窗玻璃；热物性参数；实验室测试；稳态法；非稳态热带法

门窗是影响建筑节能水平的重要组成部分之一，也是建筑围护结构节能、保温或隔热中的关键环节，其传热性能对于改善建筑室内环境，控制能耗至关重要，从而对其传热性能检测一直是研究热点之一。总体上门窗玻璃传热性能检测分节能现场检测和实验室测试两种。其中实验室检测作为玻璃质量监督监测的主要手段，我国1997年就制定了JC/T675-1997《玻璃导热系数试验方法》国家标准[1]。目前玻璃传热性能实验室测试主要有稳态法和非稳态法。如金太权基于单向稳态热流法测石英玻璃导热系数[2]，并建立了实验测试系统；刘海增以红外灯为加热热源，基于傅立叶导热定律和牛顿冷却定律，测玻璃钢板导热系数[3]；周菁华则基于稳态法原理对节能玻璃导热系数的测试方法进行了研究[4]。近年来，随着各种新型玻璃的出现，比热容逐渐成为玻璃的重要性能指标之一，针对此非稳态平面热源法在玻璃热物性测试中得到了应用，其优点是测试时间短，对实验环境要求不高。本文对已有玻璃热物性实验室测试方法进行分析，并提出了改进思路。

1. 稳态法测试原理

稳态法分稳态护板法和稳态圆筒法等，针对玻璃的物理特征及应用特点此处特指稳态护板法（如图1所示）。稳态法原理上基于傅立叶定律，仅能获取材料导热系数。

图1 防护热板法原理图

由图1所示，主热板放置于两块被测试样中间，为了尽量保证主热板热流垂直穿过试样，其两侧分别设置一块与主热板保持相同温度的护热板，通常为了保证效果，护热板内往往设置与主热板加热丝相同功率的热丝。冷板是为了使试样端面维持均匀恒定的温度，可通过恒温水浴实现。理想情况下，主热板热量均匀恒定的向两侧试样流出，则被测试样的导热系数可用下式获得：

d = （1）

式中：Q为主加热板释放的热量，J；A为主加热板加热面积，m2；T1=T2-T1，和T2= T3-T4分别是主加热板与上冷板与下冷板间的温差。

由测试原理可以看出，稳态法测试时间较长，且对实验环境有较高要求，但其原理简单，JC/T675-1997《玻璃导热系数试验方法》国家标准即基于稳态法测试原理。

2. 非稳态法测试原理

针对稳态法测试时间长，对实验环境要求高的缺点，近年来非稳态法在材料热物性测试中得到了广泛应用看，其中适用于玻璃热物性测试的有非稳态平面热源法、非稳态热带法、非稳态热线法等。

2.1 非稳态平面热源法

与传统的稳态法原理上只能测玻璃导热系数相比，可实现导热系数、热扩散率的同时测定，其原理结构如图2所示。

图2 物理模型

设平面热源热流只在竖直方向（x方向）上传递，且其热流强度Q恒定，则试样内的温度变化分别可归结为如下定解问题[5]：

（2）

式中：j为试样密度，Cp为定压比热容，d为导热系数，而热扩散率Z=d/（jCp）。

在上述定解问题的基础上衍生了快速测量法（恒流法）和脉冲法，其中快速测量法适用于导热系数较大的材料热物性测量，而脉冲法适用于导热性能差的绝热保温材料等[5]。根据门窗玻璃的热物性参数参考范围，应适用于脉冲法。对式（2）作拉氏变换进行求解，可得：x=0处，如有强度为q的热源从零时刻开始加热，加热时间t后，试样任意位置x处的温升为：

= B（y） （3）

2.2 非稳态热线法

设在固体介质中放置一根细长线状热源，其热能仅能在热线径向传递，将构成一个无限长圆柱导热模型。当热线以恒定热流持续加热时，如已知热线上通过的电流 及其电阻 ，其单位长度发热量 ，W/m。

在加热功率恒定的情况下，热线上的温升 值随时间 的变化曲线呈近似线性[6]，直线的斜率为k=q/（4id） ，据此可以得到被测试样的导热系数 d

式（4）即交叉热线法测导热系数的理论公式。

利用热线上的温升数据结合交叉热线法测得松散煤体导热系数 ，同时测得距热线r距离处的温升得到

式中

B（y）=-2y dy1 （4）

y2= （5）

加热片发热强度可用下式计算：

q=（I2R-m0Cp0） （6）

从热源加热开始计时，至t1时刻断电停止，热量仍继续向冷面传播，同时热面温度下降，至时刻t2，导热系数 可用下式计算：

= （7）

式（10）中包含有无穷级数，参照文献[1]提供的煤样热物性数据，经实验，该级数取前5项即可满足精度要求，即有

（y） = （ （r， _-2 ）/q =- -lnp- （11）

式（11）为超越方程，传统方法是无法求解的，只能通过如对分法等近似数值解法编程求解，从而对于某一特定时刻 可求得对应的热扩散率a 值，对应若干个时刻将计算得一组 a值，取加权平均作为最终热扩散率的测试值。这里需要注意的是，为了防止煤样受到热震损伤，实验过程中试样各处的温升最好不要超过10℃/min。

求得热扩散a 后，试样的比热容Cp根据下式算得：

Cp= /（ a） （12）

2.3 非稳态热带法

热带法原理与热线法类似，区别在于热带法用窄薄的金属带（热带）代替热线。测试时待测材料中夹持薄金属带，从某时刻起金属带被以定功率加热，同时记录热带的温度响应，并绘制曲线，根据被测材料热物理参数与温度变化间关系的理论公式，可测得其导热系数和热扩散率。热带的温度变化可以通过测量热带电阻的变化来获得，也可以通过在热带表面上焊接热电偶来直接测量。

最常用的热带材质是纯铂，其它已知电阻温度系数的性能稳定的金属也可以，热带典型的长度为100mm-200mm，宽度为3mm-5mm，厚度为10um或更小。

热带法温度响应的理论公式或模型如下

T（t）={ erf（ -1）-[1-exp（- -2）]-Ei（- -2）} （13）

式中： = ， wh--热带宽度；erf（z）--误差函数；q--热带每单位长度的加热热流。

当加热一定时间，即 >>wh 时，可得简化公式

T（t）= [lnt+ln ] （14）

对于热电阻式的热带法，温度响应是通过测量热带上的电压变化来获得

U（t）= [lnt+ln ] （15）

如果画出温升 T（t）或电压U（t） 随对数时间的变化曲线，曲线呈线性变化趋势，直线的斜率为m= ，截距为n=mln ，根此可以得到被测试样的热导率 和热扩散率

= a=exp（） （16）

由式可见，热扩散率的测量精度比热线法要好，因为wh 的数值（1mm-10mm）比热线的半径大的多，可保证热扩散率值达到满意的精度。

3. 存在的问题

综前所述，门窗玻璃作为典型固体材料，适用的测试方法较多，稳态法及非稳态法均在玻璃热物性测试中得到了应用。目前针对玻璃热物性测试的主要有稳态法和非稳态平面热源法，实际使用过程中均存在一定的优缺点。

3.1 稳态法

稳态法具有原理简单、易于实现等优点，在固体材料热物性测试得到了广泛应用，玻璃导热系数测试国家标准就是基于此撰写的。但稳态法测试时间长且对实验环境要求较高，例如要求保证试件侧向绝热条件，否则将直接影响测试精度。如图3所示为试件侧向绝热与不绝热条件下的温度场变化情况。由图可以看出，侧向绝热条件对玻璃内的温度变化影响是明星的，如图（a）和（b）所示，分别为侧向不绝热和绝热情况下，底部用50w/m的平面热源加热时玻璃内的稳态温度场分布，可以看出区别明显。侧向不绝热时，玻璃侧向存在热传递过程，温度场受侧向热流影响明显。而侧向绝热时，面热源加热热流只在垂直方向传递，温度场均匀。由此可见，基于稳态法原理测玻璃导热系数时，侧向绝热条件直接影响测试精度。

（a） 侧向不绝热时玻璃内的温度场分布

（b） 侧向绝热时玻璃内的温度场分布

图3 侧向绝热条件对玻璃内温度场分布影响情况

除了对实验条件要求较高外，原理上稳态法也仅能测玻璃导热系数，可测参数单一，从而一定程度上限值了其推广。

3.2 非稳态平面热源法

针对稳态法存在的问题，近年来非稳态平面热源法在玻璃热物性测试中得到应用，如图4所示为某公司基于脉冲法和恒流法原理设计生产的热物性测试仪，适用于玻璃等固体材料，测试时间短且效率高。

图4 非稳态平面热源法热物性测试系统

平面热源法原理公式假设设面热源与被测试样间接触良好，也即不存在接触热阻，而实际上热源与被测试样间是存在接触热阻的，且对面热源及试件内的温度场变化影响明显。如图5所示为面热源加热条件下，考虑接触热阻与不考虑接触热阻时，面热源与试件内（导热系数 为0.7695）的温度变化情况。面热源加热功率50w/m，参照有关资料接触热阻设定为0.01k*m2/W，初始温度293K。

（a） 考虑接触热阻影响玻璃及热源温度场

（b） 不考虑接触热阻影响玻璃及热源温度场

图5 侧向绝热条件对玻璃内温度场分布影响情况

如图6所示为面热源温升对比曲线图。

图6 面热源温升对比曲线图

由图5可以看出，接触热阻对面热源温升及玻璃内温度场影响明显，同样加热条件下，热源温升相差近10℃，从而对热物性参数测试精度的影响是不可忽视的。

4. 发展趋势

随着计算机技术的不断发展，物理参数自动测试、处理进而得到被测材料的热物性参数已成为现实，材料热物性测试精度更多取决于原理模型、实验条件、基本参数测试精度。针对门窗玻璃热物性测试需求，稳态法在原理上仅能获取导热系数，已无法适应现代门窗玻璃质量监督检验要求，能够同时测玻璃导热系数、热扩散率的非稳态法将成为发展趋势。而随着建筑节能技术的发展，对门窗玻璃的热物性测试精度必然提出更高的要求。完善原理模型、提高参数测试精度和寻求新的测试技术将是进一步提高玻璃热物性参数测算精度的可行手段：

1）研究试件与加热热源间的接触热阻问题。如前所述，试件与热源间客观存在接触热阻，无论是热线法、平面热源法，接触热阻的存在均会对热物性参数测试精度带来影响。对试件与热源间的接触热阻问题进行研究，并在测试原理模型中有效表征是提高热物性参数测试精度的有效途径。

2）寻求更适合的测试方法。如前所述，目前应用于玻璃热物性测试的稳态法与非稳态平面热源法，受原理模型及热源温度均匀度影响，测试精度不高。热线法由于受加热丝直径影响较大，同时测温热电偶布置不便，应用受到一定限制，解决极细热丝与测温传感器连接问题，将可能应用于玻璃热物性测试。近年来，热带法在材料热物性测试中得到广泛应用。热带法使用范围广泛，不仅可测液体、松散材料、多孔介质及非金属固体材料，还可用于金属热物性测试。且与线状（圆柱状）热源相比，薄带状热源更易与被测材料保持良好的接触状态。而与平面热源法相比，热带夹持在被测试件中间，受侧向热流的影响较小，实验条件较易控制。故热带法更适于测固体材料导热系数，同时热扩散率的测量结果也较为准确。设计适用于玻璃热物性测试的热带法装置，将是可行的研究方向之一。

致谢：本文受安徽省教育厅自然科学基金项目（KJ2012B064）与安徽省质量监督局科技计划项目资助。

参考文献：

[1] 周菁华，刘芸，陈俊逸，等.节能玻璃的热学特性测量[J].重庆大学学报， 2009，32，：1-5.

[2] 国家建筑材料工业局.JC/T玻璃导热系数试验方法[M].北京：中国标准出社，1997.

[3] 金太权. 测定石英玻璃的导热系数[J]. 吉林工学院学报， 1991， 12（1）： 39-42

[4] 刘海增， 王龙贵. 玻璃钢板导热系数的测定[J]. 实验技术与管理， 2000， 17（5）： 124-126

[5] 陈昭栋. 平面热源法瞬态测量材料热物性的研究[J]. 电子科技大学学报， 2004， 33（5）： 551-555

[6] 魏高升，杜小泽，于帆. 瞬态热带风法热物性测试技术中加热功率的选取[J]. 中国电机工程学报，2008， 28（20）：44-47

工程热物理论文范文第10篇

关键词：应用型研究生；工程化教育；培养模式；校企合作

作者简介：王洪杰（1962-），男，黑龙江哈尔滨人，哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，教授；刘全忠（1978-），男，河南浚县人，哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，讲师。（黑龙江 哈尔滨 150001）

基金项目：本文系黑龙江省高等教育学会“十二五”教育科学研究规划课题（课题编号：HGJXH B2110292）的研究成果。

中图分类号：G643 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）31-0016-02

根据教育部的全国研究生学历教育的统计情况，2001～2011年我国在校研究生数从约40万增长到约165万人。招生规模的扩大使得研究生不再是稀有的高层次“研究型”人才，而是成为满足社会需要的普通劳动力要素，对硕士研究生的要求已经由原来的学术型人才需求转变成应用型人才需求。[1]目前培养应用型人才已经成为研究生教育的重点，尤其是对于工科研究生，其学科特征及培养目标决定了其所学的专业知识与工作领域的对应性很强，在培养过程中更强调学生的实际动手操作能力。[2]2008年哈尔滨工业大学开始根据硕士研究生本人志愿、毕业去向、就业形势、学科建设及研究生培养条件来对硕士研究生进行分类培养，将硕士研究生分为学术研究型和应用研究型两种类型，改革研究生培养模式以培养适应社会发展需求的人才。[3]本文结合动力工程及工程热物理学科研究生培养的实际情况，对应用型工科硕士研究生培养模式的构建和应用进行了探索。

一、应用型研究生培养目标的定位

我国工科硕士研究生的培养仍然以学术研究型的培养为主，应用研究型的规模小且没有形成完整的培养体系，这一点和发达国家的研究生培养是存在一定差距的。以美国为代表的发达国家在应用型研究生的培养过程中主要采取协作式培养，通过大学和企业联合培养研究生，实现研究生教育与社会生产相结合，满足社会发展对人才的需求。[4]这种协作式的培养模式是随着世界各国高等教育工程化改革而出现的。

工程化教育是科研与实践的有机结合，目的是培养学生的科研意识、科研能力和创新能力，提高学生分析问题、解决问题的能力。美国较早就意识到改革研究生培养模式的必要性，并加强大学与企业的合作。1967年的《工程教育目标报告》提出了五年一贯制和工程硕士计划，改变了美国高校以研究为取向的传统路线；1989年美国国家研究委员会发表《美国工程教育实践模式》，强调理论与实践相结合的工程教育实践模式。2005年美国工程院发表《2020工程师培养报告》，研究了2020年工程教育的战略与机制。欧盟也在改革与发展过程中先后推出了一系列研究计划，对工程教育的类型、模式和核心课程等问题进行了阐述。[5]

为了解决我国工程教育过于学术化和偏离实际需要的问题，教育部在全国范围内推进了卓越工程师培养计划。卓越计划的目标是促进工程教育改革和创新，全面提高我国工程教育人才培养质量。按照卓越工程师培养计划的要求，对于应用型工科研究生的培养应该以校企的深度合作模式为主，强化培养学生的工程能力和创新能力。卓越工程师培养的目标与美国协作式培养的目标是类似的，但是在我国只有较少的工科院校能很好地与企业进行合作培养研究生，因此如何创建高校与行业企业联合培养人才的新机制、创新工程教育的人才培养机制、建设高水平工程教育师资队伍、制订人才培养的标准和评价体系成为当前应用型工科研究生培养模式改革的重点建设内容。

二、应用型研究生培养模式的构建

1.构建应用型研究生课程体系

为了适应应用型工科研究生的培养，必须调整目前的研究生课程体系，更新课程的教学内容。对于工程问题的解决，通常需要多学科知识的综合应用，因此在课程体系的构建过程中应该注重跨学科的培养，对于课程的设置应该更加广泛，而不是学位课和选修课都局限于某一个学科甚至是一个专业方向。从培养过程来看，广泛的课程设置有助于学科间知识的联系和知识体系的完善，使研究生在掌握扎实的专业基础知识之上有更丰富的综合应用能力。因此，在公共基础课程和学科平台课程组成的学位课之外应该按照综合培养的目标构建跨学科的课程选修体系，以学位课为平台、选修课为模块，构建跨学科的应用型课程体系。

2.改进教学方式与方法

对于应用型工科研究生，不宜采用“满堂灌”的注入式教学方法。教师可以“专题讨论”、“专题报告”和“专题文献”等教学形式，要求研究生在导师指定的专题下查阅国内外有关资料，使研究生有了一定的读书量，增强了查阅资料和综述的能力。研究生根据自己的读书心得在教师组织的讨论会或报告会上提出自己的见解，有问答、有辩论，师生共同商讨，这样有利于培养研究生的自学能力和提出问题、解决问题的能力，有利于培养研究生思维表达能力和分析问题的能力。在对教学方式与方法的改革中，应该鼓励教师采用启发式、研究型、案例教学等方式，从而实现由知识传授为主向工程能力培养为主转变，由教师为主导向以学生为中心转变，学生由被动依赖向研究型学习转变。

3.实行校内外导师的联合指导

目前大多数研究生还是由一位硕士生导师指导，受导师个人学术水平和工程能力的束缚，研究生的培养具有很大的局限性。企业具有大量工程能力强的高级技术人才，如果能够深入参与研究生的培养，将很大程度上提高教师队伍的工程化实践能力。因此，应该由所在学科点和企业实习基地共同安排校内导师和企业合作导师，共同负责制订培养计划、选定学位论文题目。研究生在完成课程学习、文献检索并做好开题报告后，尽早进入企业开展课题研究。由于是双导师联合指导，在研究生培养过程中应注意做到责任分工明确，充分交流与合作，避免互相牵制与责任推脱。所在学科应该对指导教师队伍加强监督并创造机制化的交流渠道。

4.加强校企联合培养基地建设

应用型研究生校企联合培养基地是开展研究生工程实践能力培养的基本条件，同时，联合培养基地也应该是科学研究成果的转化平台。也就是说，联合培养基地应该为研究生从工程实践中提炼出科研课题，通过科学研究解决工程问题并实现研究成果的合理转化。通过校内指导教师和企业合作导师的联合指导，使应用型研究生充分利用企业内部各种实践条件，开展与工程实际紧密联系的各种应用型课题研究。通过充分接触具体工程实践环节，培养其实验技能、专业技能、设备操作技能，使其充分接触具体生产实践环节，将所学专业知识融入社会生产实际之中，培养实践能力强的应用型研究生。

5.加强教学过程管理，完善质量评价体系

教学过程管理和质量评价体系是应用型工科研究生培养模式正常化、制度化运行的有力保障，尤其是学生在校企联合培养基地从事研究工作期间，由于学校和企业制度的差异，容易出现教学过程管理的缺失。校企联合培养研究生实践基地的日常运行通常由企业负责，学校要安排专人负责与企业的具体联络工作，定期交换信息，沟通和协调双方关系。培养基地应按照依托企业的规章制度对学生进行管理，同时也要健全内部管理规章制度。学校应加强对教师选派、教学安排、质量评价等关键环节的管理，教育学生自觉遵守各项规章制度和劳动纪律，服从培养基地管理人员和指导教师的管理，保守商业机密。对于研究生的毕业论文的评价也应区别于传动学术研究型研究生的论文评价体系，注重论文成果的实际应用性。

三、应用型研究生培养模式的应用与实践

哈尔滨工业大学动力机械及工程热物理学科为国家一级学科重点学科，教学和科研实力雄厚。卓越工程师培养计划实施以来，学科所在学院与哈电集团下属的哈尔滨电机厂、锅炉厂和汽轮机厂等企业签署了“卓越工程师培养计划合作协议”，与哈尔滨电机厂共建了面向全国高校的部级工程实践教育中心及校级研究生教育实践基地，校企合作层次得到了很大的提高。校企双方共同制定了校外研究生培养基地管理制度并制定了学位论文工作方案，使研究生的校企联合培养有章可循，有据可依。学科由校内硕士生导师和企业合作导师共同指导应用型硕士研究生，研究生入学后由学科点和企业实习基地商讨安排校内导师和企业合作导师，学校导师负责制订培养计划，并与企业导师充分协商，为研究生选定学位论文题目。研究生按培养计划要求在第一学年内完成课程学习、文献检索并做好开题报告，第二学年进入企业开展课题研究，按要求完成论文后回校参加答辩。

哈尔滨工业大学动力机械及工程热物理学科每年派遣一定数量的青年教师到企业接受工程化培养，也为企业科技人员提供攻读博士、硕士学位研究生、在职培训、学术讲座等形式的继续教育。另外，依托哈尔滨锅炉厂、电机厂、汽轮机厂等国有企业的资源，以动力机械及工程热物理学科与国内大中型企业进行长期的科研和教学合作为基础，从企业中聘请富有教学经验的高级工程师壮大教师队伍。国有企业的工程师具有丰富工程经历，掌握了较先进的工程技术，是补充应用型工科研究生培养教师队伍的师资源泉。目前学校已有6位高级工程师作为校外研究生培养基地的企业导师，已合作指导博士研究生1人，硕士研究生8人。在应用型研究生培养期间，通过企业的国内外技术交流平台选送5人参加国际会议，发表EI、SCI检索学术论文20余篇，参加校企合作培养的研究生工程意识、工程素质和工程实践能力有了大幅提高。

四、结束语

校企协作式的应用型工科研究生培养模式使得研究生教育能更好地面向社会需求，推动研究生教育的可持续发展，已经得到了广大教师的充分认同。结合各工科院校的学科特色，充分利用企业的科研和人才资源，锻炼学生的工程实践能力和科技创新精神，是应用型工科研究生培养模式改革的基本思想。由于各工科院校办学定位不同，合作企业的文化也有较大差异，构建一种适合学科发展的应用型工科研究生培养模式需要在长期的实践过程中总结和完善。

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