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《传热学》课程教学大纲

课程名称：传热学

英文名称：HeatTransfer

课程代码：

适用专业：能源与动力工程

学时学分：32/2（课堂26，实验6）

应开课学期：5

课程性质：专业必修课

编制日期：2020年7月

一、课程目标

《传热学》是能源与动力专业的基础课程，在许多工程技术领域着有着广泛的应用。本课程主要包括：研究热量传递的规律，学习热传导、热对流和热辐射三种基本传热方式、综合传热过程与换热器的基本理论及计算和实验过程。通过课程教学结合实验和课程设计，培养学生运用热量传递的基本理论和研究方法去分析、解决实际工程和科学问题的能力，为学习一系列后续专业课程提供基本的知识理论和技能，为以后从事热能合理利用、热工设备效能的提高及换热器的设计等方面工作打下坚实的基础。通过本课程的理论学习，使学生具备如下知识和能力：

1、学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，具备基本的抽象思维基本能力，培养学生整体思维、融会贯通、学会学习的能力。

2、熟练掌握导热、对流和热辐射三种热量传递方式的基本理论规律、掌握传热的理论分析方法，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；掌握计算各类热量传递过程的基本方法，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，能对换热器进行设计。

3、具备分析工程传热问题的基本方法和能力，了解本课程的发展动态和新技术，能对典型的工程传热问题进行计算。

二、课程教学的内容及学时分配

1、课程理论教学内容及要求

《传热学》课程主要以讲授、讨论、分析计算为主，以课堂测验、实验教学为辅。课堂教学将利用MOOC平台和先进通讯工具辅助教学，调动学习积极性，提高教学效率。本课程目标、知识单元与学时分配见表1。

表1课程目标、知识单元与学时分配

?教学内容

教学目的和要求，教学重点和难点

理论学时

实验学时

对应的课程目标

1.绪论

1.1传热学的研究内容及其在科学技术和工程中的应用

1.2热能传递的三种基本方式

1.3传热过程和传热系数

教学目的和要求：掌握导热、热对流和热辐射三种基本传热方式及特点，能分析实际传热问题的各个传热环节；掌握传热过程的定义以及传热系数的概念；理解串并、联热阻叠加原则。

重点：导热、热对流和热辐射三种基本传热方式及特点，传热系数的概念。

难点：分析实际传热问题的各个传热环节。

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课程目标1、2、3

2.稳态热传导的规律及计算

2.1导热基本定律

2.2导热问题的数学描写

2.3典型一维稳态导热问题的分析解

2.4通过肋片的导热

教学目的和要求：理解温度梯度及热流矢量的概念；了解影响物质导热系数的因素；掌握导热基本定律；理解单值性条件并能针对不同边界条件写出完整的数学表达式；能用公式或图线计算肋片导热。

重点：导热基本定律；导热问题的数学描写；肋片的计算。

难点：用分析方法确定物体内的温度分布和通过物体的导热量。

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2

课程目标1、2、3

3.非稳态热传导的计算

3.1非稳态导热的基本概念

3.2零维问题的分析法

3.3典型一维物体非稳态导热的分析解

3.4半无限大物体的非稳态导热

教学目的和要求：掌握非稳态导热过程的特点及热扩散率的物理意义；掌握集总参数法的分析求解方法及其应用判据。能列出一维非稳态导热问题的微分方程及定解条件，应用诺模图进行工程计算；了解半无限大物体非稳态导热问题的基本概念及特点。

重点：非稳态导热的基本特点，集总参数法的基本原理及其应用；一维非稳态问题的分析解。

难点：一维非稳态导热问题的微分方程及定解条件。

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课程目标1、2、3

4.对流传热的理论分析与实验研究基础

4.1对流传热概说

4.2对流传热问题的数学描写

4.3边界层型对流传热问题的数学描写

4.4流体外掠平板传热层流分析解

教学目的和要求：掌握牛顿冷却公式；理解影响对流传热的因素；掌握流动边界层和温度边界层的概念；理解常物性流体对流传热的微分方程组及其定解条件；了解求解外掠平板传热层流问题的方法。

重点：牛顿冷却公式；影响对流传热的因素；常物性流体对流传热的微分方程组及其定解条件。

难点：能量微分方程的边界层简化方法及物理数学意义。

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课程目标1、2、3

5.热辐射基本定律和物体的辐射特性

5.1热辐射现象的基本概念

5.2黑体辐射的基本定律

5.3固体和液体的辐射特性

5.4实际物体对辐射能的吸收与辐射的关系

5.5太阳与环境辐射

教学目的和要求：理解热辐射的本质、基本特征；掌握热辐射的基本定律；了解影响实际物体表面辐射特性的因素；掌握漫射表面和灰体的概念和区别；理解漫灰表面概念对简化辐射传热工程计算的重要意义。

重点：热辐射基本定律；影响实际物体表面辐射特性的因素；总吸收比和发射率