新型熱管傳熱技術(shù)助力節(jié)能減排實(shí)現(xiàn)碳中和
課程名稱：化工原理
課程代碼：1100260
課程類別：專業(yè)必修課
開課院系：化學(xué)工程與工藝系
授課教師：羅儒顯
【教師簡(jiǎn)介】
羅儒顯，博士，副教授，研究方向天然高分子材料改性及應(yīng)用、有機(jī)硅表面活性劑合成工藝。主講課程為《化工原理》。在教學(xué)過(guò)程中，嚴(yán)格落實(shí)立德樹人的根本任務(wù)，努力把思政工作貫穿至整個(gè)教學(xué)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)以及價(jià)值觀念引導(dǎo)的高度統(tǒng)一。
【課程簡(jiǎn)介】
化工原理是化學(xué)工程與工藝專業(yè)本科學(xué)生的必修專業(yè)基礎(chǔ)課程。本課程主要內(nèi)容包括流體流動(dòng)、流體輸送機(jī)械、沉降、過(guò)濾、傳熱、吸收、蒸餾、干燥等化工過(guò)程及單元操作，通過(guò)學(xué)習(xí)使學(xué)生能夠熟練掌握化工單元操作的基本原理，了解各單元操作特點(diǎn)、性能和工業(yè)上的應(yīng)用，并通過(guò)物料衡算和熱量衡算對(duì)單元操作的工藝及設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，為后繼學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)工程、化工分離工程、化工藝學(xué)、化工原理課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等專業(yè)課奠定基礎(chǔ)。
【專業(yè)內(nèi)容】
在課程第四章傳熱中，學(xué)生要重點(diǎn)學(xué)習(xí)強(qiáng)化傳熱的內(nèi)容,講述傳熱強(qiáng)化的方法與手段，傳熱設(shè)備。
【課程思政目標(biāo)】
政策要點(diǎn)：碳達(dá)峰、碳中和
2020年 9 月，我國(guó)提出：中國(guó)的二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030 年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和。碳達(dá)峰，是碳排放進(jìn)入平臺(tái)期，之后進(jìn)入下降階段。碳中和是指通過(guò)植樹造林、節(jié)能減排等形式，抵消自身產(chǎn)生的二氧化碳排放量，實(shí)現(xiàn)二氧化碳動(dòng)態(tài)“零排放”。
在課程第四章傳熱中，學(xué)生要重點(diǎn)學(xué)習(xí)強(qiáng)化傳熱的內(nèi)容，從傳熱學(xué)的角度講述熱量的綜合利用與碳中和的關(guān)系，碳中和與環(huán)保的關(guān)系，環(huán)保與國(guó)民經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)系。讓學(xué)生明白，只有技術(shù)有了保障才能做好碳減排，環(huán)保才能達(dá)標(biāo)，才能實(shí)現(xiàn)綠水青山就是金山銀山。通過(guò)實(shí)施這一課程思政教學(xué)，目的在于培養(yǎng)學(xué)生具有環(huán)保意識(shí)，并能利用專業(yè)知識(shí)實(shí)現(xiàn)環(huán)保減排，成為一名合格的工程師。
【案例內(nèi)容】
熱管是1963年美國(guó)Los Alamos國(guó)家實(shí)驗(yàn)室Grover發(fā)明的一種強(qiáng)化傳熱元件,它是由一根抽除不凝性氣體的密封金屬管內(nèi)充以一定量的某種工作液體而成。
熱管工作原理圖
傳熱特點(diǎn)：能強(qiáng)化傳熱
由于沸騰和冷凝的相變對(duì)流傳熱系數(shù)都很大。
與熱管截面相同的金屬壁面的導(dǎo)熱能力比較，熱管的導(dǎo)熱能力可達(dá)最良好的金屬導(dǎo)熱體的103—104倍。
太陽(yáng)能的利用是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，碳中和的最佳手段之一。
舉例：熱管技術(shù)在太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)中的應(yīng)用
目前太陽(yáng)能熱水器市場(chǎng)上有兩種真空管：熱管式真空管和全玻璃真空管。
高端產(chǎn)品：熱管式真空管。主要特點(diǎn)是：可靠性高、抗凍性能好、熱容小。
將熱管強(qiáng)化傳熱技術(shù)應(yīng)用于太陽(yáng)能的利用，大大提高了太陽(yáng)能的利用效率，實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能利用的民用化，經(jīng)濟(jì)化，可減低居民對(duì)煤、電的依賴，起到了減排二氧化碳作用。
