热能工程系依托的热能工程专业是湖南省一级重点学科动力工程及工程热物理下的二级学科，依托的本科专业能源与动力工程被评为国家一流本科专业建设点。专业前身为50年代冶金工程学科中冶金炉教研室，60年代发展为冶金炉专业，80年代与机械学科的热工教研室合并为热能工程专业，迄今已有60余年历史。负责承担学院工程流体力学、传热学、工程热力学、燃烧原理与技术、能源技术经济学、能源动力技术进展、工业炉窑、热工材料基础、换热器课程设计、能源动力工程专业基础和专业实验等课程的教学任务。
研究所主要从事能源高效清洁利用和转换等领域的人才培养、基础科学研究和节能新技术、新工艺、新产品的研发。60余年来，为国家能源、有色金属和相关领域培养了大批优秀人才，取得了一系列重要科研成果，为我国科学事业和国民经济发展做出了贡献。主要研究方向包括热工过程的全系仿真与可视化、流程工业节能技术、高效清洁工业炉窑新技术、新型节能材料、工业节能评价理论与方法等。近年来在喷雾冷却过程液滴冲击与相变传热机理、新型复合表面强化相变传热机理、磁场中两层流体的Marangoni对流传质特性、多相反应流传输机理与强化机制等基础研究方面取得较好进展，在超强化旋浮铜冶炼和无氧化还原精炼工艺、废旧物资高质化利用关键技术研究与应用、铝电解新型阳极组-异型阴极协同节能技术研究、高效清洁熔池熔炼工艺与技术、铝电解用磷生铁新型配方和复合改性剂的研究与应用、大型预焙铝电解槽非稳态非均一模型及关键及节能技术研究等方面取得了重大突破并得到推广应用。先后承担国家“973计划”课题、国家高技术研究发展计划（863计划）重点项目、科技支撑计划、国家自然科学基金、教育部全国优秀博士论文作者专项资助项目等项目10余项，与中国铝业、大唐电力集团、中国电力投资有限公司、中国五矿集团、铜陵有色金属集团、东营有色金属有限公司、湖南华菱钢铁集团、重庆能源集团等国内大型企业建立了良好的产学研合作关系，承担企业委托技术研发项目50余项。研究成果获国家科技进步二等奖2项，省部级科技进步一等奖5项，二等奖10余项；在国内外高水平学术期刊发表论文650余篇；授权发明专利60余项。
系主任李贺松，副主任杨建平、刘柳。
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