山东大学热能工程研究所原为山东工业大学电厂热能动力工程教研室(电厂热能动力工程专业始建于1958年),为全国较早的热能动力工程专业之一,是我国热能工程领域教学、科研和人才培养的最重要基地之一,燃烧学结合高效清洁燃烧、新型替代燃料、污染物排放控制、温室气体CO2减排等工程问题,在我校教学和科研领域形成了特色和优势。

  “工程燃烧学”是动力工程与工程热物理一级学科、航天动力、推进技术、能源与环境等学科专业的主干技术基础课,同时也是其他工业领域动力装置等高新科技发展中不可缺少的基础并在现代发展中起着核心的作用,是研究化石燃料化学能向热能转换的一门专门的学问,在资源高效利用、能源高效转化、污染有效控制等节能减排方面具有举足轻重的地位。

  为适应国民经济中燃煤发电、热电联产等行业快速、持续发展的需要,许炳松教授、邵延玲教授、陈祖杰教授、路春美教授、董振强副教授等先后负责和组织我校“燃烧学”教学和教材的建设,如编写的《煤燃烧理论与技术》,30多年来,先后由许炳松教授、邵延玲教授、路春美教授、董振强副教授、王永征副教授等进行授课。这种传统燃烧学教学以基本的流动混合与简单的热力学与动力学出发,从宏观唯象数理描述、求解和理论认识机理为目标,并由于燃烧科学的强烈实践性,侧重认识、解决实际问题的技术手段、技巧和方法等,为国家培养了大批动力发电领域优秀人才,尤其在为我国电厂煤粉稳燃技术、煤粉低NOx燃烧技术、燃煤污染物减排技术的发展做出了贡献,也适应了我国能源与动力行业技术发展的需要。

          2001年,路春美教授负责“煤燃烧理论与技术”的教材和课程建设,作为专业课列入山东大学热能工程学科教材建设计划,在《煤燃烧理论》(许炳松、邵延玲、路春美等自编讲义)的基础上,重新改编、调整、增加了煤燃烧技术方面的内容,正式出版教材《煤燃烧理论与技术》。此外,董振强副教授自编教材《燃烧理论与技术》,在教学中发挥了重要的作用。

    我国能源与动力工程专业的燃烧学教学偏重燃烧设备和工程实践,基本满足于应用和对现象的解释层面;而国外知名学府燃烧学教学则偏重基础理论和原理推导、尤其是火焰机理研究。我国这种教学方法虽然可以直接铸就从事火力发电、汽车、航空行业的专门人才,但是也造成了我们与国际燃烧学界研究的巨大差距,从而部分导致了科研领域在基于燃烧知识的能源动力高效利用方面原始创新的能力。

  此外,正是缺乏对燃烧理论中共性的东西的提炼,又造成了乃至国内热动、热能、汽车、内燃机、力学和航空等学科方向采用各自不同教材,这显然与我校提出的本科教育的定位是“通识教育基础上的宽口径专业教育”不相适应。而且专业基础环节教学的缺失正是造成过去燃烧科学研究与国际燃烧学界的脱节和滞后的重要原因之一。这种教学方式最大弊端就是在培养学生的科学意识明显不足,比如对决定宏观输运过程(质量、动量和能量)以及化学反应的微观基础知识——分子运动论和碰撞速率等微观物理基础很少涉及、对化学热力学特别是化学动力学的最新发展则完全没有涉及,宏观反应流动缺乏微观的解释等,造成了技术创新不够。

    因此,我国燃烧科学研究的首要任务是认识国际学术发展的基本方向,以及国内科学技术的发展需求,并能迅速与国际上的研究接轨。而首当其冲的是:本科生课程燃烧理论的教学需要一定程度改革来适应这种需求。充分考虑这些因素,我们决定对工程燃烧学教材和教学进行改革。2010年,路春美教授负责山东大学教学改革项目“工程燃烧学教材建设与教学方法研究”。2012年,韩奎华副教授负责山东大学能源与动力工程学院精品课程建设。将进一步深入完善教材和教学内容和方法。

    虽然,在调研了美国佐治亚理工、普度、斯坦福、伯克利、密歇根、犹他大学等知名工科学府的燃烧教学情况后,国内清华、上海交大、西安交大、浙大、东南、哈工大等高校,直接做到与国际教学接轨尚存在一定差距,但缩小了与国内一流高校的差距、为培养具有科研型和技术创新型人才打下坚实的基础。

    本课程未来建设的主要关键点包括:(1)紧密结合国内外燃烧理论与技术的前沿研究,总结研究型和实践型相结合的教学经验,丰富和完善工程燃烧学课程的教学体系和教学方法;(2)建设实用的教材,注重向双语(中文与英文)课程教学发展,使得本科学生在专业术语上与国际接轨(英语);(3)加强实践教学和教学实验,进一步丰富燃烧教学的录像和案例,并同时增加面向部分优秀学生的创新型实验教学和工程案例建设,加强“开放式、实践型、创新性”的新型教学建设。

  

    课程名称:工程燃烧学I

    课程性质:专业基础课,必修课

    主要教学内容:本课程介绍燃料燃烧现象和基本理论,包括燃烧热力学、燃烧反应动力学、着火理论、火焰传播与稳定性、煤燃烧原理与技术、燃烧污染物控制技术、新型燃烧技术和装置等内容,并结合热能与动力工程实例进行讨论。

    教学方式:课堂讲授、演示或视频实验、案例讨论。

    考核方式:期末考试(100分制)、日常作业与考勤

    授课时间:能源A:周二5-6节、周四3-4节;能源B:周二5-6节、周五3-4节;能源D/E:周四7-8节

    授课地点:兴隆山校区:能源A:B座-2406d;能源B:群楼A座-1501d;能源D/E:群楼B座2402d

    授课教师:韩奎华、牛胜利、王志强

    教师办公室地点及开放时间:千佛山校区:东院热力实验楼308室(韩奎华、牛胜利),东配楼学院办公楼六层(王志强)周一至周五正常工作时间