新型热管传热技术助力节能减排实现碳中和

课程名称：化工原理

课程代码：1100260

课程类别：专业必修课

开课院系：化学工程与工艺系

授课教师：罗儒显

【教师简介】

罗儒显，博士，副教授，研究方向天然高分子材料改性及应用、有机硅表面活性剂合成工艺。主讲课程为《化工原理》。在教学过程中，严格落实立德树人的根本任务，努力把思政工作贯穿至整个教学过程，实现知识传授、能力培养以及价值观念引导的高度统一。

【课程简介】

化工原理是化学工程与工艺专业本科学生的必修专业基础课程。本课程主要内容包括流体流动、流体输送机械、沉降、过滤、传热、吸收、蒸馏、干燥等化工过程及单元操作，通过学习使学生能够熟练掌握化工单元操作的基本原理，了解各单元操作特点、性能和工业上的应用，并通过物料衡算和热量衡算对单元操作的工艺及设备进行设计计算，为后继学习化学反应工程、化工分离工程、化工艺学、化工原理课程设计、毕业设计等专业课奠定基础。

【专业内容】

在课程第四章传热中，学生要重点学习强化传热的内容,讲述传热强化的方法与手段，传热设备。

【课程思政目标】

政策要点：碳达峰、碳中和

2020年 9 月，我国提出：中国的二氧化碳排放力争于2030 年前达到峰值，努力争取2060 年前实现碳中和。碳达峰，是碳排放进入平台期，之后进入下降阶段。碳中和是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳动态“零排放”。

在课程第四章传热中，学生要重点学习强化传热的内容，从传热学的角度讲述热量的综合利用与碳中和的关系，碳中和与环保的关系，环保与国民经济高质量发展的关系。让学生明白，只有技术有了保障才能做好碳减排，环保才能达标，才能实现绿水青山就是金山银山。通过实施这一课程思政教学，目的在于培养学生具有环保意识，并能利用专业知识实现环保减排，成为一名合格的工程师。

【案例内容】

热管是1963年美国Los Alamos国家实验室Grover发明的一种强化传热元件,它是由一根抽除不凝性气体的密封金属管内充以一定量的某种工作液体而成。

热管工作原理图

传热特点：能强化传热

由于沸腾和冷凝的相变对流传热系数都很大。

与热管截面相同的金属壁面的导热能力比较，热管的导热能力可达最良好的金属导热体的103—104倍。

太阳能的利用是实现节能减排，碳中和的最佳手段之一。

举例：热管技术在太阳能热水系统中的应用

目前太阳能热水器市场上有两种真空管：热管式真空管和全玻璃真空管。

高端产品：热管式真空管。主要特点是：可靠性高、抗冻性能好、热容小。

将热管强化传热技术应用于太阳能的利用，大大提高了太阳能的利用效率，实现了太阳能利用的民用化，经济化，可减低居民对煤、电的依赖，起到了减排二氧化碳作用。