热能工程系

Department of Thermal Engineering

院系简介

                                                                                    历史沿革

 热能工程系的前身是清华大学1932年设立的机械工程学系原动力工程组,到1952年才正式单独成立动力机械系。1978年改名为热能工程系。

一. 热能工程系的前身 —— 机械工程系(1932年-1952年)
  1932年清华大学增设工学院,内设机械工程学系、电机工程学系和土木工程学系。机械工程系由庄前鼎先生筹建并担任系主任,机械工程系内分动力工程、机械制造工程和飞机及汽车工程三个组。1934年,汽车工程组并入动力工程组内,飞机工程组则改称为航空工程组。当时,教师绝大部分都是留美生,课程安排与教学是以美国的工科大学蓝本。第一届招生22人,截至1937年共招生95人,毕业生共52人。
  1933年动工建造机械工程馆(即现在的热能系系馆),于1935年春落成。设在机械工程馆内有热力工程实验室,设备包括蒸汽机、汽轮机、柴油机、机车及汽车等,是当时国内最完备的热力工程实验室,与欧美各著名大学同类实验室相比亦不相上下。发电厂的锅炉及各式蒸汽发电机,当时亦属国际先进设备,它的运行除供教学科研用外,还供给学校用电和冬季取暧。
  建系一年后,系中的主要教师就开始了科学研究工作。1935年秋,全国机械工程界拟筹设“中国机械工程学会”。在七位发起人中,我系就有庄前鼎、刘仙洲等四位,筹备处设在清华大学,1936年5月该学会正式成立。在此时期也有不少科学研究成果,其中比较突出的是编定英汉对照机械工程名词,编著中文机械工程书籍,设计及制造航空风洞。机械系的航空组发展很快,于1934年至1935年由航空组承担建造的回气式风洞,是国内第一个航空风洞。
  1937年抗战爆发,7月清华工学院南迁长沙,1938年4月又迁至昆明,与北大、南开合并成立西南联大。在西南联大期间,工学院有个五系和一个专科。经一年的努力筹措,初步建成了实习工厂和各系的实验室,逐渐恢复实习和各项实验,勉敷教学之用。教学作风上仍保持了战前清华严格认真的作风,学生发扬了刻苦用功的学风,培养了一大批优秀人才。
  1945年8月抗战胜利后,清华大学回到北京原校址,同年10月复学。机械系的学生增加为340人,为全校最大的系,当时共有教师31人,其中教授、副教授12人。回京后两年内,机械系除恢复了原有的热工实验室及金工厂外,还设有技术实验室及汽车实验室,开出了汽车工程、制造方法、工具设计、金属及热炼、高等铸工等选修课程。
  1949年,北京解放,清华大学机械系绝大部分教师和工作人员都留在了北京,参与了清华大学建国初期的建设。

二.院系调整后的动力机械系 (1952年 — 1966年)
  建国初期,我国急需发展生产力,大量需要各方面的人才。当时对外交流的渠道只有苏联和东欧。因此,1952年暑假后,参照苏联教育体制,全国高校进行院系调整,北京大学的工学院、燕京大学的工程系合并入清华大学,相关系科合并后在清华大学动力工程组的基础上正式成立清华大学动力机械系。最初有两个专业:热力动力装置专业(后改名为热力发电设备专业)和汽车专业(后改为汽车拖拉机专业);三个教研组:热力发电设备教研组、汽车教研组及热工学教研组。第一届系主任为庄前鼎教授。1954年,留美知名学者吴仲华教授回到我系工作,并于1956年建立了燃气轮机专业。同年,又由王补宣教授负责新建工业热工专业,1957年底改为工程热物理专业,1960年,该专业转到工程力学系。1956年,热力发电设备教研组分成热电站及热网教研组、锅炉设备教研组、汽轮机教研组,各自的学科方向与教研组名称相同。12月,又增设了热力设备自动化教研组,其学科方向为电厂自动控制及热工仪表。1960年,原热力设备自动化教研组改名为热工量测及自动化教研组;同年,在原有汽车专业和拖拉机专业的基础上,建立了农业机械系。农业机械系与动力机械系合属办公,称动农系,系主任是李辑祥教授。 1956年,由吴仲华教授首先招收研究生,此后各教研组陆续招收少量的研究生。
  在学制和教学安排方面,大体上以苏联相应的专业为蓝本。后来又根据我国的实际情况进行了几次创新和调整。首先,为了支援第一个五年计划的实施,49年及50年入学的两届同学改为三年制。并在1952年招收了热力发电专科与暖气通风专科两个两年制的大专班。从1952年入学的学生起学制改为五年。
  1958年,全国进入大跃进时期,在教学方面贯彻教育与生产劳动相结合的方针,增加工程实践环节与加强科学研究的教学时间;并从1962届开始改为六年制,各专业的实验室都扩大和完善。有些科研项目取得了可喜的成绩。例如,实验电厂的建成,不仅为教学与生产结合提供了基地,而且在相当长的一段时间内为我校的正常供电作出了贡献。热工教研组为四川化工厂研制的三重冷管氨合成塔,使单塔合成氨日产量翻了一番,1965年获全国重大发明奖。热力发电专业的沸腾床燃烧技术和燃气轮机专业的机车用燃气轮机都取得了卓越的成绩,荣获了1978年全国科学大会奖。
  院系调整后办学规模扩大,学生人数激增,动力机械系1952年招生三个班,1953年招生七个班,1954年招生九个班,为国家培养了大批急需人才。
  1954年起,动力机械系先后聘请了五位苏联及东欧的专家来系开课和指导工作。
  为了加强师生的政治思想工作,1953年,学校在各系建立学生团总支,我系第一任团总支书记为容文盛。1954年,我系建立了党总支,第一任党总支书记是蒋企英。同年,我系成立了系学生会,第一届学生会主席由陈效苏担任。

三.文革中的动农系(1966年 - 1977年)
  文化大革命初期,学校停课,完全处于混乱状态。
  1970年8月,中央批准北大、清华试点招收工农兵学员。动农系彻底分解,农机系转到机械系;热电专业、燃气轮机专业并入当时的电机系,改称为电力工程系;热工量测及自动控制专业并入自动控制系;热工教研组转到化学工程系。热电专业改称为锅炉专业,同年试招了一个班工农兵学员。
  1972年5月,全校大量招收工农兵学员。锅炉专业、燃气轮机专业各招收了一个班,学制为三年。随后又继续招收了四届工农兵学员班。在这个时期,学校处于不正常状态,教育工作倒退,直至1976年10月文化大革命结束,才逐渐走向正轨。


  四.热能工程系的复兴(1977年至今)
  1978年3月,全国恢复高考,我校部分专业开始招生,燃气轮机专业招收了一个班。从此,我系的教学工作开始进入正常化。1978年底,重新恢复动力机械系,热工学教研组、锅炉专业、燃气轮机专业、汽车专业、内燃机专业各教研组重新聚合,改名为热能工程系。锅炉专业改名为热能工程专业。1979年供热与通风专业从土木系回到热能工程系,更名为空气调节工程专业。实验电厂归属热能工程系。
  乘改革开放的东风,热能系迈开了新的前进的步伐。自1979年开始,不断扩大与世界各工业发达国家的知名大学的学术联系和交流,陆续派出访问学者、留学生与参观团,并邀请国外学者来讲学。彻底改变了过去封闭的状态,萌发了新的生命力。
  1983年8月,我系与校科技处、校外事办联合举办了我校解放后的第一次、也是改革开放以后的第一个大型国际学术会议——国际煤燃烧会议,此会议得到了国家有关部门的好评。1985年,又由我系独立主办第一届国际传热会议。此后这两个会议每四年定期举行一次。我系的相关学科与国际的相关组织和大学建立了广泛的学术联系和学术交流。 
 
  1.组织机构
  1979年锅炉教研组改名为热能工程教研组,学科方向扩大为煤的清洁燃烧、两相流、热能利用系统工程。燃气轮机教研组改名为热力涡轮机教研组,学科方向扩大到整个热力叶轮机械系统工作过程与控制。热工学教研组的学科方向是热力学、传热理论及工程。同年还建立了热工测试教研组,学科方向为大型发电机组动态模拟及热工测试技术。空气调节教研组的学科方向为供热、制冷及空气调节理论和工程技术。汽车教研组和内燃机教研组的学科方向分别为汽车操纵性能及稳定性能和内燃机模拟。
  1980年,汽车工程专业、内燃机专业组建成立了汽车工程系,但仍与热能工程系合署办公。1990年,汽车工程系与热能工程系脱离。1991年,热力涡轮机教研组改名为动力工程及控制教研组。1999年,水电工程系的流体机械专业根据学科规划转入热能工程系。
  1999年我系原专业和教研组合并为四个研究所,即热能工程研究所、动力机械及工程研究所、热能仿真与控制研究所、工程热物理研究所。2000年,空调专业调到清华大学建筑学院。2001年,原流体机械教研组成立流体机械及工程研究所。
  1983年与工程力学系合建热能工程及热物理研究所。并先后成立人工环境工程公司和能源仿真公司等高新技术企业。1995年人工环境工程公司脱离热能系,与清华大学的其它几个公司合并,组建成清华同方股份有限公司。2002年我系实验电厂停止运行并撤编;2003年清华能源仿真公司脱离热能系,转入清华同方股份有限公司。目前我系下设五个研究所,即热能工程研究所、燃气轮机研究所、工程热物理研究所、热能仿真与控制研究所、流体机械及工程研究所。 

2.教学
  1978年恢复热能工程系以后,学制为五年,在教学上作了较大的改革,实行了学分制,各专业都扩大了专业口径,较多地增加了新技术的教学内容。
  1981年全国恢复研究生制度,经国务院学位委员会批准,我系首批于1981年成立工程热物理、热能工程、热力涡轮机三个硕士点(专业),1986年批准成立建筑热能工程硕士点。1990年热力涡轮机改名为热力涡轮机械,建筑热能工程更名为供热、供燃气、通风及空调工程专业。1981年首批批准成立工程热物理博士点,1984年6月第二批批准成立热能工程、热力涡轮机械博士点,1990年成立供热、供燃气、通风及空调工程博士点。1985年,我系开始招收论文博士,第一批在我校获得论文博士学位的是由蒋滋康教授指导的徐大懋博士,他们也是我国的第一批论文博士。
  1978年恢复热能工程系以后,学制为五年,在教学上作了较大的改革,实行了学分制,各专业都扩大了专业口径,较多地增加了新技术的教学内容。
  1981年全国恢复研究生制度,经国务院学位委员会批准,我系首批于1981年成立工程热物理、热能工程、热力涡轮机三个硕士点(专业),1986年批准成立建筑热能工程硕士点。1990年热力涡轮机改名为热力涡轮机械,建筑热能工程更名为供热、供燃气、通风及空调工程专业。1981年首批批准成立工程热物理博士点,1984年6月第二批批准成立热能工程、热力涡轮机械博士点,1990年成立供热、供燃气、通风及空调工程博士点。1985年,我系开始招收论文博士,第一批在我校获得论文博士学位的是由蒋滋康教授指导的徐大懋博士,他们也是我国的第一批论文博士。
  1990年,我系开始筹备招收工程硕士,生源来自于生产第一线的技术骨干。
  1988年我系被首批批准设立动力工程及工程热物理博士后流动站。博士后流动人员分别在相应的4个博士点内工作。
  到2002年为止,我系本科生设置的课程约40门,开设各类实验30个。
  1990年我系开设的《工程热力学》课被评为清华大学一类课程,动力工程及工程热物理一级学科获清华大学研究生教学(学科建设)一等奖。由于我系在工程硕士研究生培养方面的创新成果,获1990年~1991年度清华大学教学工作优秀成果一等奖;1993年获国家级优秀教学成果二等奖,北京市优秀教学成果一等奖。
  近年来,我系编著了大量教材,其中王补宣教授著的《工程传热传质学》获国家优秀教材奖;任泽霈教授参编和主审的《传热学》获全国高等学校优秀教材奖;朱明善教授著的《能量系统实用分析》获得能源部优秀教材一等奖;彦启森教授著的《建筑热过程》获城建部优秀教材一等奖;焦树建教授的《燃煤燃气-蒸汽联合循环装置》获1995年国家教委学术著作优秀奖;冯俊凯、沈幼庭教授等主编的《锅炉原理及计算》第二版获机械工业部1996年第三届高等学校优秀教材一等奖,并获1997年国家级优秀教学成果二等奖;冯俊凯、杨瑞昌教授著的《锅炉水自然循环原理、计算及试验方法》获1997年“国家教委科技进步二等奖。1989年任泽霈教授获全国优秀教师称号和奖章。

3.科学研究
  1978年以来,热能工程系加强了科学前沿及与国民经济重点建设有关的重大课题研究。在技术科学与工程开发研究上组织了循环流化床锅炉、大型煤粉锅炉燃烧器、煤气、蒸汽联合炉、大型火电站及联合循环电站仿真系统、动力系统控制工程、大型热网计算机控制系统、反应堆内传热工程、人工环境工程、大型煤气工程及其余热锅炉、高效换热器及煤油混烧工程等大型研究课题。在基础研究课题上组织了传热理论、多孔介质传热、多相流传热、气固两相流、叶轮机械内部流动、热工动态学、热能系统工程、仿真学、人工环境学及动态仿真、能源环境学等学科前沿与交叉学科的研究。科研工作取得了重要成果,获得了包括国家级奖,部委、省市级奖等各种奖励,其中有1985年清华大学首次获得的国家科学进步一等奖项目“大型火电机组模拟培训系统”(吕崇德教授等),王补宣院士1985年获人类利用能源“国际大奖”,“大型火电机组仿真技术”获得1992年全国十大科技成就奖,“带火焰稳定器的煤粉燃烧器”获国家技术发明二等奖及中国专利发明创造金奖(徐旭常教授等),“清华系列绿色制冷剂”获国家技术发明二等奖(朱明善教授等),“混流式水轮机转轮设计与特性预测研究”获国家科技进步二等奖(曹树良教授等)。
  近年来,随着国民经济的迅速发展,对能源、环境保护、动力、航天、国防等高新技术领域的科技进步提出了更高的要求,我系正在承担着越来越多国家急需的重大科研项目,典型的如我系目前作为首席科学家所在单位,正在同时承担二项国家重大基础研究发展规划项目(973项目)“燃煤污染防治的基础研究”(首席科学家为陈昌和教授)、“燃烧源可吸入颗粒物的形成与控制技术基础研究”(首席科学家为姚强教授),还有一大批国家高新技术项目(863项目)、国家科技攻关项目、国家自然科学基金项目等。我系全体师生,正在为国家的发展作出越来越大的贡献。    

4.实验室建设
  1978年我系重建之后,文化革命中被破坏的实验室得到迅速的恢复,并有很大的发展。目前,我系有两个国家重点实验室和一个工程中心,它们是:煤的高效低污染燃烧国家重点实验室,电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(分室),工业锅炉及民用煤清洁燃烧技术国家工程研究中心。两个国家实验室由国家利用世界银行贷款于1989年开始建设,1993年开始对外开放,1995年通过国家验收,并同时对外开放。煤的高效低污染燃烧国家重点实验室更名为煤的清洁燃烧技术国家重点实验室。工业锅炉及民用煤清洁燃烧技术国家工程研究中心是由当时的国家计委高新技术司利用世界银行贷款开始建设的。
  目前系级的实验室有6个,它们是热工学实验室、热工测试实验室、热能工程实验室、燃气轮机实验室、流体机械实验室和液态金属技术实验室。
  这些实验室为我系的人才培养和科学研究提供了良好的基础。
  目前,我们正面临着建设世界一流大学的宏伟任务,我们全系师生一定要继往开来,自强不息,团结奋斗,为把我系建设成为一流大学的一流系科而不懈努力。