《传热学》课程教学大纲.doc

传热学课程教学大纲 课程名称：传热学(Heat Transfer) 课程编号： 适用专业：建筑环境与设备工程总学时数：60 学分数：4 一、课程的性质、目的与任务传热学是研究热量传递过程规律的一门科学，是建筑环境与设备工程专业的一门重要专业基础课程。通过学习传热学，学生将掌握传热学的基本概念、基本理论和基本计算方法，培养和建立学生的工程观点和理论联系实际解决工程实际问题的初步能力，并为学习后续的专业课程提供必要的理论基础支撑。二、课程的基本要求：1、知识、能力、素质的基本要求通过本课程的学习，学生需掌握热量传递的三种基本方式及综合传热过程所遵循的基本规律，学会对传热过程进行分析处理和计算的基本方法，能运用这些规律提出增强传热、提高热经济性和削弱传热减少热损失的途径，具备分析工程传热问题的能力，并基本掌握换热设备的两种基本计算方法；结合热工实验课，使学生掌握一定的传热实验的技能。2、教学模式的基本要求主要以课堂讲授为主，充分采用多媒体教学，部分章节采用双语教学。3、本课程考核方法为院考课程，采用闭卷考试。平时成绩以作业、试验报告考核为主，所占比例20，期末考试成绩占80。三、课程教学内容体系绪论传热学的研究对象及其在工程技术中应用；热量传递的基本方式；导热、对流和辐射，传热过程及热阻重点掌握：热量传递的三种基本方式，传热过程与传热系数 第一章 导热理论基础温度场、等温面、等温线，温度梯度及傅立叶定律，导热系数，各向同性、具有内热源的导热微分方程及导热过程单值性条件的确定重点掌握：傅立叶定律，导热微分方程及其单值性条件第二章 稳态导热通过单层、多层和复合平壁的稳态导热，通过单层和多层圆筒壁的稳态导热，通过肋壁的稳态导热，具有变导热系数的单层平壁导热问题的处理方法，肋效率、等截面直肋和环肋的工程计算，接触热阻及形状系数。重点掌握：能够依据直角坐标系下导热微分方程和导热过程单值性条件对常物性、无内热源、简单几何形状的物体的一维稳态导热问题进行分析计算第三章 非稳态导热非稳态导热过程特点，一维非稳态导热问题分析解及其讨论，诺模图，简单几何形状一维、二维和三维非稳态导热的计算，周期性变化边界条件和常热流通量边界条件下半无限大物体非稳态导热。重点掌握：非稳态导热过程的规律和特点，毕渥准则、傅立叶准则的物理意义，一维非稳态导热的解析解，集总参数法第四章 导热问题数值解法基础有限差分法基本原理，二维导热内部节点方程及边界节点方程，求解差分方程的迭代方法，一维非稳态导热显式差分方程及其稳定性条件。重点掌握：建立节点离散方程组的原理和方法第五章 对流换热分析对流换热概述，牛顿公式与换热系数，速度边界层与热边界层，对流换热微分方程式，层流边界层对流换热微分方程组，平板层流边界层积分方程解，热量传递和动量传递的类比，相似理论、相似准则及其在对流换热中的应用。重点掌握：牛顿冷却公式的应用及对流换热微分方程组的导出方法、各项意义及各方程组间的关系，典型边界层的形成与发展状况，边界层数量级分析法的基本原理，基本的对流换热相似准则数的意义及它们间的函数关系第六章 单相流体对流换热及准则关联式圆管及非圆形通道内强制对流换热的一般分析方法及实验关联式，外掠单管、管束强制对流换热特点及实验关联式，大空间自然对流换热、有限空间自然对流换热，自然对流与受迫对流并存的混合流动换热重点掌握：管内受迫对流换热、外掠圆管及管束换热、自然对流换热的换热机理、影响因素及强化换热的基本途径，准则关联式的选用方法及其应用范围第七章 凝结与沸腾换热膜状凝结与珠状凝结概述，竖直平板上膜状凝结换热的努谢尔特公式的导出及应用，圆管外及管束外膜状凝结换热计算，影响膜状凝结换热的主要因素，大空间饱和沸腾换热计算，管内沸腾换热现象概述。重点掌握：膜状凝结换热与珠状凝结换热的换热机理及特点，影响膜状凝结换热的因素及增强换热的措施，饱和沸腾过程的基本特征，沸腾曲线第八章 热辐射的基本定律热辐射的本质和特点，吸收率、反射率和透射率，辐射强度和辐射力，普朗克定律，斯蒂芬玻尔兹曼定律，兰贝特余弦定律，基尔霍夫定律，黑体辐射函数表应用重点掌握：黑体、灰体、漫射体、发射率、吸收率等基本概念，黑体辐射的基本定律，代数法和图线法确定角系数第九章 辐射换热计算黑体间辐射换热，角系数及空间热阻，有效辐射和表面热阻，灰体间辐射换热；辐射换热网络求解法与节点方程组的建立求解，遮热板，角系数的确定方法；气体辐射换热 重点掌握：辐射换热网络求解法与节点方程组的建立求解第十章 传热和换热器肋壁传热，复合换热与辐射换热系数，传热强化与削弱，换热器典型结构，平均温差，换热器热工计算两种方法：平均温差法和传热单元系数法重点掌握：换热器的两种基本计算方法：平均温差法和传热单元系数法，能够运用这两种方法对换热器进行设计计算和校核计算四、学时分配 学时教学内容教 学 环 节 及 形 式讲课实验习题课上机绪论2   第一章 第一章    导热理论基础4   第二章 第二章    稳态导热81  第三章 第三章    非稳态导热6   第四章 导热问题数值解法基础4   第五章 对流换热分析43  第六章 单相流体对流换热及准则关联式6   第七章 凝结与沸腾换热6   第八章 热辐射的基本定律4   第九章 辐射换热计算62  第十章 传热和换热器4   总 计546   五、课程与其他课程的联系与分工先修课程：高等数学、大学物理和流体力学。高等数学为传热学中一些换热现象的数学模型建立、公式推导和求解提供支持。大学物理中热学部分的内容为传热学体系的建立和一些热物理量的理解提供了支持。流体力学与传热学中对流换热部分与流体力学联系密切。后续课程：热质交换原理与设备，锅炉及锅炉房工艺，空调用制冷技术，暖通空调。为这些课程中有关换热设备的热工计算、性能分析和改进等提供理论基础。六、推荐教材及教学参考书。推荐教材：1 章熙民 任泽霈 梅飞鸣 编著，传热学（第四版）， 中国建筑工业出版社，2001.12。2 Kreith F. Bohn M.S, Principles of Heat Transfer, CRC Pres, 2000.9.教学参考书1、杨世铭 陶文铨 编著，传热学（第三版），高等教育出版社，1998.12。2、王补宣著工程传热传质学北京：科学出版社，19983、俞佐平，陆煜编传热学(第三版)北京：高等教育出版社，19954、陈钟颀主编传热学专题讲座北京：高等教育出版社，19895、余其铮，辐射换热基础，高等教育出版社，19906、Hagen KD.Heat Ttansfer with Applications,Prentice Hall Inc, 19997、J.R.Welty,C.E.Wicks,R.E.Wilson,Fundamentals of Momentum,Heat and Mass Transfer 2nd.Ed.John Wiley&Sons,Inc,19768、JP霍尔曼著 马庆芳等译，传热学人民教育出版社，1980