《传热学 A》课程介绍与教学大纲

1、传热学A课程简介课程编号：14014004课程名称：Heat transfer/#热学A学时/学分：64/4开课单位：能源与环境学院能源与动力工程系先修课程：大学物理、高等数学、工程热力学、流体力学与流体机械、考核方式与成绩评定标准：考试，期末成绩主要教材：传热学杨世铭 陶文柱 高等教育出版社2006参考书：Heat Transfer(3th Edition), Alan J. Chapman, Macmillan Publishing Co., Inc.,1974(English) Heat Conduction, M. Necati Oziik, A Wiley-Interscience

2、Publication, 1980(English)Principles of Heat Transfer(4th edition), F Kreith, Harper & Row, Publishers, 1986(English)4| Heat Transfer, Zhou Jun-qing, Metallurgy industry press, 1989(Chinese)5 Heat Transfer, Zhang Xi-min ect, Chinese architecture industry press, 1985(Chinese)内容概述：中文：传热学是研究热量传递过程及其规律的

3、工程技术学科，是能源与动力工程专业的一门主干技术基础课程。本课程不仅为学生学习相关的专业课程提供基本的理论知识，而且也为 以后从事热能的合理应用、热工设备热效率的提高及换热器设计与研究、新产品开发等方面 的工作打下必要的理论基础。英文： Heat transfer is a subject of Engineering Science and technology, which is an important subject of energy and power engineering. This course not only for students to learn the relev

4、ant professional courses provide the basic theoretical knowledge, but also for the reasonable application, after engaging in heat thermal equipment improving the heat efficiency and heat exchanger design and research, new product development work to lay a necessary theoretical basis.传热学A教学大纲课程编号：140

5、14004课程性质：必修课程名称：传热学A学时/学分：64/4英文名称：Heat Transfer考试方式： 闭卷笔试选用教材：传热学杨世铭陶文铃高等教育出版社2006先修课程：高等数学、大学物理、工程热力学、流体力学适用专业：能源与动力工程、环境工程教学目标通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备以下能力：1、通过本课程的学习，应使学生获得比拟宽广和巩固的热量传递规律的基础知识，具 备分析工程传热问题的基本能力；2、掌握计算工程传热问题的基本方法，并具有相应的计算能力及一定的实验技能。毕业要求指标点和教学目标的对应关系、达成途径及评价依据二、教学基本要求No.毕业要求指标点课程目标达成途径

6、评价依据1-4掌握本专业所需的基础 知识和基本理论知识教学目标1.课堂教学.作业练习.考试课堂表现 习题质量 试卷分析2-1掌握数学、自然科学和 工程科学的基本原理教学目标2.课堂教学.作业练习.考试课堂表现 习题质量 试卷分析4-1能够基于科学原理对复 杂工程问题进行设计实 验教学目标3.课堂教学.作业练习.考试课堂表现 习题质量 试卷分析6-1能够基于工程相关背景 知识对复杂工程问题进 行合理分析教学目标4.课堂教学.作业练习.考试课堂表现 习题质量 试卷分析要求学生熟练掌握导热、对流和热辐射三种热量传递方式的物理概念、特点和基本规律, 并能综合应用这些基础知识正确分析工程实际中的传热问题

7、。掌握计算各类热量传递过程的 基本方法，能对典型的工程传热问题进行计算，能对间壁式换热器进行原理性的热力设计。了解强化或削弱热量传递过程的方法，并能提出工程实际中切实可行的强化或削弱传热的措 施。三、教学内容及要求第一章绪论介绍传热学的研究内容和方法及其应用、热量传递的基本方式、热量传递的计算公式及 相关概念。要求学生：了解传热学与工程热力学在研究内容和方法上的异同，认清传热学的研究对 象及其在工程和科学技术中的应用，认识到工程实际问题的热量传递过程往往不是单一的方 式而是多种形式的组合，以加深传热过程的概念及传热方程，为后面依次讨论导热、对流换 热和辐射换热提供整体概念。初步理解热阻在分析传

8、热问题中的重要地位。第二章导热基本定律和导热微分方程（支撑课程目标1、2）.傅立叶定律和导热微分方程.导热系数.定解条件-初始条件和边界条件。要求学生：重点掌握傅立叶定律和导热微分方程以及导热微分方程中各项的物理意义, 了解影响导热系数的主要因素。微分方程的定解条件及边界条件。第三章 导热问题的分析解（支撑课程目标1、2、4）.关于平壁、圆筒壁、球壁和等截面直肋片的求解；.具有内热源的单层平壁导热问题的求解；.变导热系数问题;肋片导热的分析计算；.热阻及接触热阻、形状因子、非稳态导热过程的特点、热扩散率；.集总参数法、一维非稳态导热问题的分析解、多维非稳态导热问题的乘积解法、半 无限大物体的非

9、稳态导热问题。要求学生：能应用傅立叶定律或导热微分方程对常物性、无内热源的一维稳态导热问题 进行分析求解，并能对具有内热源的单层平壁导热问题进行求解。了解肋片在工程中的应用 场合。了解非稳态导热过程的特点及热扩散率。掌握集总参数法的分析求解方法。能列出一 维非稳态导热问题的微分方程及定解条件，应用诺谟图或近似计算公式进行工程计算，简单 形状物体的二维、三维问题的乘积解法;了解半无限大物体非稳态导热问题的基本概念。第四章 导热问题的数值解（支撑课程目标1、2、4）.数值解法求解导热问题的思路；.节点离散方程；.非稳态导热问题的离散格式及稳定性条件。要求学生：了解数值解法求解导热问题的基本方法与思

10、路。稳态导热问题的内部节点及 边界条件下边界节点的离散方程。应通过上机计算二维稳态导热物体中的温度分布及导热 量。对非稳态导热问题重点放在非稳态项的离散以及扩散项离散时所取时间层不同对计算带 来的影响。能用热平衡方法导出一维非稳态导热问题的显式离散方程、稳定性条件。第五章 对流换热原理 （支撑课程目标1、2、3、4）.牛顿冷却公式；.流动边界层和温度边界层、影响对流换热的因素；.局部外表传热系数与平均外表传热系数；.常物性流体对流换热的微分方程组及其定解条件；.流体流动时的边界层能量微分方程、边界层能量积分方程；.相似原理及准那么方程、实验数据的整理方法。要求学生：掌握流动边界层和温度边界层概

11、念。理解影响对流换热的因素。理解描写常 物性流体对流换热的微分方程组及其定解条件。着重理解流体层流流动时能量微分方程的边 界层简化方法及这一简化的物理和数学意义。了解积分方程求解外掠等壁温平板层流换热问 题的方法。理解相似原理或量纲分析在指导对流换热实验中的作用，准那么方程的导出。掌握 实验数据的整理方法。了解近似模化和自模化在实验技术中的作用。第六章 单相流体对流换热（支撑课程目标1、2、4）.圆管及非圆形通道内（层流和湍流）强制对流换热；.外掠单管及管束强制对流换热；.简单形状物体的大空间自然对流换热；.有限空间自然对流换热。要求学生：重点理解各种典型对流换热过程的流动图像，并能从流动图像

12、定性地判断局 部外表传热系数的变化。掌握管内换热入口段与充分开展段的概念。掌握定型尺寸和定性温 度的概念。能正确和熟练地运用准那么方程（实验关联式）计算以下情形下的对流换热：圆管及 非圆形通道内强制对流换热，外掠单管及管束强制对流换热，简单形状物体的大空间自然对 流换热。了解有限空间自然对流换热的概念。掌握强化单相流体对流换热的途径。第七章凝结换热与沸腾换热（支撑课程目标1、2、4）.珠状凝结和膜状凝结、竖壁层流膜状凝结换热分析解、竖管外和竖壁上与水平管和 管束外凝结换热的计算、凝结换热的影响因素及强化；.大容器饱和沸腾曲线;临界热流密度;大容器饱和核态沸腾换热、临界热流密度的计 算;沸腾换热

13、的影响因素及强化。要求学生：了解珠状凝结和膜状凝结的现象，竖壁上纯洁蒸汽层流膜状凝结换热的分析 解。了解影响凝结换热的主要因素及强化途径。掌握大容器饱和沸腾曲线上的核态沸腾区， 临界点和过渡沸腾、稳定膜态沸腾区。了解影响沸腾换热的主要因素及强化途径。第八章 热辐射的基本定律及实际物体的辐射特性（支撑课程目标1、2、4）.热辐射的本质及特征；.黑体热辐射的基本定律、黑体辐射函数；.实际物体外表辐射特性；.漫射外表和灰体;基尔霍夫定律。要求学生：理解热辐射的本质、基本特征，掌握热辐射的基本定律。了解影响实际物体 外表辐射特性的因素，外表辐射特性的重点是总吸收比和发射率。掌握漫射外表和灰体的概 念，

14、理解漫灰外表概念对简化辐射换热工程计算的重要意义。第九章 辐射换热的计算（支撑课程目标1、2、4）.角系数的定义和性质、角系数的计算、代数分析法；.有效辐射、被透明介质隔开的漫灰外表间辐射换热的计算；.辐射换热的强化与削弱；.气体辐射特点和影响气体辐射发射率的因素。要求学生：理解角系数的定义和性质、能应用工程图表查取角系数，学会角系数的代数分 析法。重点掌握有效辐射的概念、掌握简单几何条件下，被透明介质隔开的漫灰外表间辐射 换热的计算。能用有效辐射概念和网络法对二个和三个外表之间的辐射换热进行计算。了解 气体辐射特点和影响气体辐射发射率的因素及计算。第十章 传热过程分析与换热器热计算（支撑课程

15、目标1、2、3、4）.传热过程与传热系数、临界热绝缘直径、对数平均温差；.换热器型式、换热器的热计算；.传热的强化与削弱、传热问题综合分析、污垢热阻及其确定方法。要求学生：了解复合换热过程的计算方法，了解何时会出现临界热绝缘直径问题。掌握强 化与削弱传热的原那么和手段。要求学会用平均温差法和效能-传热单元数法进行换热器的热 计算。能对12个传热问题进行综合分析。了解污垢热阻及其工程确定方法。第十一章 专题简介（支撑课程目标1、2、3、4）（自学）.传质简介；.热管原理及应用；.太阳辐射及太阳能利用。要求学生：理解在一定条件下传质与传热的类似性。能分析几个简单的传质过程，能用对 流传质的准那么方程式进行传质计算。了解热管的原理及应用。了解太阳辐射的特点及太阳能 利用。三、建议教学进度序号内容学时数1第一章绪论22第二章导热基本定律和导热微分方程63第三章导热问题的分析解64第四章导热问题的数值解85第五章对流换热原理106第六章单相流体对流换热87第七章凝结换热与沸腾换热48第八章热辐射的基本定律及实际物体的辐射特性89第九章辐射换热的计算610第十章传热过程分析与换热器热计算611专题简介2 （自学）四、教学方法.课堂教学为主，结合多媒体课件，阐述传热学的基本概念、基本原