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《传热学》课程教学大纲 课程编码：S课程名称：传热学 课程英文名称：Heat Transfer 总学时：58 讲课学时：52 实验学时：6 上机学时： 课外辅导学时： 学 分：3.5 开课单位：能源科学与工程学院 能源与环境工程系 授课对象：能源动力工程专业、其他相关专业 开课学期：3秋 先修课程：大学物理、工程流体力学、工程热力学 主要教材及参考书： 教材：杨世铭，陶文铨，传热学，第四版，高等教育出版社，2006 主要参考书： J.P. Holman,传热学(英文版)(原书第10版),机械工业出版社，2010 王秋旺，传热学重点难点及典型题精解，西安交通大学出版社，2001 课程教学目的 在热能动力、机械制造、航空航天、化工、材料加工、冶金、电子与电气、建筑工程等生产技术领域中存在大量的传热问题的，传热学是相关各学科专业的一门在能源等部门。通过本门课程的学习，使学生对热量传递这一普遍存在的现象有理性的认识。掌握基本理论、基本定律及基本计算。为以后课程学习或工作中涉及到的热问题，打下坚实的理论基础。本课程在热物理领域地位非常重要。 二．教学内容及基本要求 绪论（2学时） 传热学研究的内容和方法介绍。明确传热现象在生产、生活及自然界中广泛存在。三种基本传热方式（导热、对流及热辐射）及基本换热公式简介。复合换热及传热过程简介。 导热基本定律及稳态导热（6学时） 导热基本定律——傅里叶定律，热流量，热流密度，导热系数，温度场，温度梯度，等温面、等温线。直角坐标下导热微分方程。导热微分方程的定解条件：初始条件和三类边界条件。第三类边界条件下大平板、长圆筒壁一维稳态导热计算。多层平板及圆筒壁导热计算，接触热阻。变导热系数的影响。肋片换热。. 非稳态导热（6学时） 非稳态导热特点，导温系数。第三类边界条件下的简化计算方法——集总参数法，时间常数，傅里叶准则，毕渥准则，过余温度。第一类边界条件下半无限大一维非稳态导热计算。第三类边界条件下一维非稳态导热计算，分离变量法简介，准稳态导热，诺谟图。二维、三维非稳态导热计算原理。 导热问题的数值解法（6学时） 导热微分方程的离散方法——差分法、控制容积法。二维稳态导热内部节点方程，第三类边界条件下平直边界、内外拐角节点方程。高斯赛德尔迭代法。一维非稳态导热的离散方程，一维非稳态导热内部显式、隐式节点方程，平直边界显式节点方程。导热数值计算的仿真实验。 对流换热理论基础（6学时） 对流换热的特点及分类，换热基本公式——牛顿冷却公式，表面传热系数。对流换热微分方程组。边界层理论：流动边界层，热边界层。边界层内微分方程组及边界层内积分方程组。外掠平板强制流动对流换热解析解法简介。 单相对流换热的实验关联式（6学时） 相似原理，相似分析，特征数方程（准则方程）。努谢尔特准则，普朗特准则，雷诺准则，葛拉晓夫准则。横掠单管、管束外及管内强制流动对流换热特征规律与计算，自然对流换热的特征规律与计算。 沸腾与凝结换热（4学时） 凝结现象，膜状凝结分析解及实验关联式，膜状凝结影响因素；沸腾换热基本概念，大容积沸腾换热特性，气泡动力学，沸腾换热计算简介。 热辐射基本定律及物体的辐射特性（双语）（6学时） 黑体，辐射力，光谱辐射力，普朗克定律，维恩位移定律，斯蒂芬——波尔兹曼定律，兰贝特定律，吸收比，发射率，光谱吸收比，光谱发射率，灰体，基尔霍夫定律。 辐射换热（双语）（6学时） 黑体间的辐射换热，角系数，角系数的性质及求解。灰体间的辐射换热。网络法，辐射热阻，重辐射面。气体辐射，贝尔定律，火焰辐射。 传热过程分析与换热器计算（双语）（4学时） 传热计算公式，传热系数计算方法，对数平均温压计算。增强传热机理。换热器的热计算。 三、其它教学环节 实验（6学时） 准稳态法测不良导体的导热系数和比热（2学时）。对于第二类边界条件，无限大平板导热模型,当Fo＞0.5后，平板内各处温度和时间成线性关系，温度随时间变化的速率是常数，这种状态为准稳态。准稳态条件下，通过测量热流密度及温度等参数计算出导热系数。通过实验让学生了解第二类边界条件，无限大平板导热模型的特点，掌握利用准稳态法测量材料导热系数和比热的方法. 气流横掠单管表面对流换热实验（2学时）。热交换器中广泛使用各种管子作为传热元件，其外侧通常为流体横向掠过管表面，进行强制对流换热。测定流体横向掠过管表面时的平均换热系数是传热学中的基本实验。通过实验要求学生掌握对流换热实验方法，掌握对流换热准则关系式的回归方法。 材料表面光谱发射率测量（2学时）大气窗口波段发射率的测量主要有两种方法：(1)采用红外光谱仪测试光谱发射率，再求出波段发射率；(2)采用测温仪测量波段发射率。本实验采用红外测温仪测量红外