传热学课程简介-燕山大学教务在线资料.docVIP

传 热 学 教 学 大 纲 （04级后新教学计划） 课程名称：传热学 课程编码： 英文名称：heat transfer 学 时：24 学时 学 分： 1.5学分 开课学期：第五学期 适用专业：机械类 课程类别：必修 课程性质：技术基础课 先修课程：高等数学、大学物理 教 材：《传热学》 张兴中 编 燕山大学校内印刷 一、课程的性质及任务： 本课程是机械类专业的主要专业技术基础课。 课程教学所要达到的目的是：1、了解热量传递的基本方式。2、掌握温度场、传热量的基本分析方法和计算方法。3、在实验技能方面比较熟练地掌握常用热工测试仪器的使用方法与基本热工参数的测试技术。 二、课程的基本内容： 绪论 传热学的任务；热量传递的三种基本形式：热传导、热对流、热辐射；传热过程。 导热理论和一维稳态导热 傅里叶定律及导热系数：介绍导热理论的基本概念、傅里叶定律及导热系数；导热微分方程及单值性条件：推导导热微分方程、介绍单值性条件。 几个典型的稳态导热问题：单层平壁的稳态导热、多层平壁的稳态导热、无限长圆筒壁的稳态导热、球壁的稳态导热、通过等截面棒的稳态导热的温度场及热流量计算方法以及各种肋片散热量的计算。 非稳态导热 非稳态导热过程的特点：介绍非稳态导热过程的特点及非稳态导热过程的三个阶段。 无限大平板的加热或冷却：应用分离变量法对无限大平板非稳态导热的温度场及热流量的计算。 半无限大物体的非稳态导热：介绍求解思想。 有限大物体的非稳态导热：介绍求解思想。 集总参数法：介绍基本思想及温度场、热流量的求解方法。 导热问题的数值解法 有限差分法的基本原理：一阶、二阶导数的向前、向后、中心差分公式。 稳态导热问题的差分表达式：二维问题内部节点的差分方程式、边界上节点的差分方程式。 非稳态导热问题的有限差分法：一维问题内部节点的差分方程式、边界上节点的差分方程式。 线性代数方程组的求解：直接法、迭代法。 计算机求解导热问题简介：二维稳态问题、一维非稳态问题。 对流换热 对流换热概述：牛顿冷却公式、影响对流换热的因素。 边界层分析：流动边界层、热边界层。 边界层对流换热微分方程组：换热微分方程。 相似理论在对流换热中的应用：相似性质、相似准则、相似准则间的关系、判别相似的条件、实验数据的处理。 几种典型对流换热：管槽内强迫对流换热、外掠圆管强迫对流换热、自然对流换热。 辐射换热 热辐射的基本概念：热辐射的本质、辐射能的吸收、反射和透过。 黑体辐射的基本性质：基本概念、普朗克定律、维恩定律、斯蒂芬—玻尔兹曼定律、兰贝特定律。 实际物体的辐射和吸收：实际物体的辐射、实际物体的吸收、基尔霍夫定律。 黑体间的辐射换热及角系数：角系数定义、角系数的相对性、角系数的完整性、黑体间辐射换热的计算。 灰体表面间的辐射换热：有效辐射、表面热阻、空间热阻、特殊放置的两灰体表面间的辐射换热、辐射屏、复杂系统的辐射换热。 三、课程的教学要求： 绪论 了解传热学的任务、热量传递的三种基本形式。掌握传热过程计算方法。 导热理论和一维稳态导热 掌握傅里叶定律及导热系数。 导热微分方程及单值性条件。 典型稳态导热问题求解。 非稳态导热 非稳态导热过程的特点。 无限大平板的加热或冷却求解数学模型。 集总参数法的基本思想及求解方法。 导热问题的数值解法 有限差分法的基本原理及差分公式。 二维稳态问题内部节点、边界节点的差分方程式。 一维非稳态导热问题问题内部节点、边界节点的差分方程式及应用条件。 对流换热 牛顿冷却公式、影响对流换热的因素。 流动边界层、热边界层概念。 相似性质、相似准则、相似准则间的关系、判别相似的条件。 了解管槽内强迫对流换热、外掠圆管强迫对流换热、自然对流换热。 辐射换热 热辐射的基本概念及热辐射的本质。 黑体辐射的基本概念及基本定律。 实际物体辐射和吸收的基本概念及基尔霍夫定律。 角系数定义、角系数的相对性、角系数的完整性、角系数的计算、黑体间辐射换热的计算。 有效辐射、表面热阻、空间热阻的概念、特殊放置的两灰体表面间的辐射换热、辐射屏、复杂系统的辐射换热的计算。 四、课程学时分配： 讲 课 内 容 学 时 1、绪论 1 2、导热理论和一维稳态导热 6 3、非稳态导热 3 4、导热问题的数值解法 3 5、对流换热 3 6、辐射换热 4 7、实验 4 合 计 24 五、课程习题的要求： 本课程习题的基本要求是：巩固课堂讲授的理论知识和基本概念。锻炼独立 思考和分析问题的能力。结合工程实际，初步达到掌握基本传热问题的计算方法。习题的分量占自学时间的