工程热力学综合性大作业
综合性大作业
1.对任课教师在教学上(教学方法、教学态度等等)有什么建议和意见?任课教师在以后的教学中要注意什么问题,有什么需要改进的?宏观、微观的意见和建议最好都有。(不少于100字,要求内容翔实,不要空话大话和表扬话)
本题是要求我提意见和建议,好的方面我就尽量简洁了,主要提出一些改进意见和建议。在交大上了两年的课,我对老师授课的思路有这样的感受:讲课的思维主要有两种取向,一是描述性讲解,即在固定的知识体系架构上对知识进行解释,更加注重按照知识体系讲解;二是构造性讲解,即按照问题产生、分析方法、构建知识体系、完善知识体系的一般思维方式进行讲解,更加注重思维逻辑。 1.1综述
坡哥的课给我最深课的感受有两个方面,一是讲解有耐性,二是枯燥乏味。想过上面所讲的两种授课思路之后,我发现坡哥讲课的思维方式属于前者,更加注重照本宣科,所以给人的感觉是听课跟看书、看课件效果差别不大,而且后者在时间上更灵活。事实上,关于如何深层次改善方面,我们所能想到的肯定不如老师的全面、合理,我们所能提供的更多的是不同老师授课效果的对比,下面我就根据自己的对比结果向老师提一点建议。 1.1意见、建议的误差分析
在正式提出意见建议之前,我要说一下其他因素对上面所说的“对比结果”的影响,用科学术语讲就是“误差分析”。不同的学科有不同的思维方式,也需要不同的讲授逻辑,所以用其他课的讲授逻辑跟工程热力学相类比的时候不可以完全套用;不同的老师有不同的性格、经验和生活状态(比如老教师和年轻教师),所以不能要求所有老师讲课的风格都慷慨激昂;不同专业的学生有不同的接受能力,所以同一门课程的讲解要因材施教;同一门课不同的内容对授课效果的要求也不一样,所以不能简单地认为知识应该用来灌输或是应该由学生自学。 1.3误差的修正与拟合
针对上面所说的四个方面的问题,坡哥可以把自己的学习、授课和科研经验、体悟以及自己对这门课高屋建瓴的理解作为修正系数,比如我看了何老师编写的辅导书觉得她所讲述的工程热力学有着鲜明而简洁的专业思维。我们在读科技类的著作和教材时,会发现作者写书一般会介绍知识发展的历史,由此我想到了对于上述四个方面的拟合条件,即从问题的产生背景出发,到知识体系的补充和完善结束,中途经历这样的思维过程:最初是因为什么生产或其它需要产生了某个问题,为了解决这个问题人们创造了什么理论,由这些理论我们能联想到什么热
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力学问题,这些问题可以运用什么理论解决,通过解决问题引出的这一系列理论可以归纳整合为怎样一套热力学知识体系,这个体系需要做哪些补充才足够完善举个简单的例子,为了计算内燃机的耗油量,我们首先会考虑需要输出多少功,于是想到热力学第一定律和内燃机热力过程的能量转换效率,由于实际热力过程很复杂,所以我们先构造一个理想的热力系统,计算理想工质的做工情况,然后联系实际情况对理想过程进行逐步修正;解决了第一定律的问题后,我们会想,热机工作过程中热能耗散是不可避免的,由此开启了对热力学第二定律的研究,研究过程中我们发现可以解决更多的问题,这些问题引出了循环的方向、能量的品质等问题,我们也很容易想到,工质的各种热力状态和参数,通过整理以上过程中创造出来的理论,我们可以归纳出热力学知识体系,把这一体系尚未包含的热力学知识纳入之一体系,从而使之得以完善,于是我们就掌握了这门专业基础工具,运用这一工具我们再训练一下解决简单问题的能力,于是我们以一些典型的热力学过程和典型工质的工况特点为例子进行训练。这就是顺应认知逻辑进行知识讲解的一般模式,遵照这个模式进行授课学生更容易接受,同时对教师自身对知识掌握的熟练度要求较高。其它课程也可以套用这个模式。 1.4其它具体问题的建议
坡哥在讲课的时候可以再表现得投入一些,这样可以让学生受到更深的感染和学术熏陶。坡哥在人人网和课堂上喜欢用本科生的网络流行语,好处是可以跟学生打成一片,克服年龄、身份界限,但应该适可而止,否则学生会不自觉地将老师的权威性转移到知识的权威性上,造成很多人不重视这门课程。在考试意义的解释上,坡哥需要放弃高考那种“分数至上”的思维,其实在学生心目中,考试分数的重要性已经不需要在做渲染了,学生更多地想知道工程热力学可以为我们以后的学习奠定哪些基础,可以怎样去触类旁通等等。作业方面,坡哥需要对交作业的时间做出硬性规定,周期可以适当放长一些,批改时需要再细致一些,这样可以提高学生作业的质量。
总之,上面所陈述的意见建议难免有主观臆断和考虑不周,坡哥就取其精华、去其糟粕吧。
2.提高燃气轮机装置循环热效率的措施有哪些?(要求画出流程示意图,并在T-s图上进行分析,给出相关结果。分析内容至少要包括但不限于:回热、压气机中间冷却、回热+中间冷却、再热、再热+回热、再热+
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中间冷却+回热等。)最后总结出动力循环的共性。 燃气轮机装置循环热效率表达式如下 ;
右图是相应T-s图
提高热效率的措施有以下几点: 2.1回热
流程示意图如右图 回热条件:;
极限回热效率:;
理想回热循环的T-s图
回热
实际回热循环的T-s图
度:;
实际回热回热度:;
综上所述,由于采用回热措施,使得输入热量减小,其他不变,所以采用回热的循环效率高于不回热,表达式:。 2.2在回热的基础上分级压缩、中间冷却 流程示意图如下图
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在回热的基础上分级压缩、中间冷却的T-s图
由T-s图可知,在回热的基础上分级压缩、中间冷却提高了净输出功,表达式:
; 。 其效率高于简单循环的效率,且在回热的基础上效率有所提高,三者效率比较:
。
2.3在回热的基础上分级膨胀、中间再热 流程示意图如下图
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在回热的基础上分级膨胀,、中间再热的T-s图
由T-s图可知,在回热的基础上分级膨胀、中间再热提高了净输出功,表达式:
;
相比较之下,效率高低关系如下:
。
2.4燃气—蒸汽联合循环
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