传热传质学

传热传质学 《 传热传质学 》教学大纲 课程编号: 040202 开课院系:机械 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学院热能工程系 课程类别: 学科基础必修 适用专业:热能与动力工程 课内总学时:63 学分:7 实验学时: 5 课内上机学时:0 先修课程: 高等数学，大学物理，工程热力学，工程流体力学 一、 课程教学目的 传热传质学是研究热量及质量传递规律的工程技术学科，是热能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有关的专业课程提供基本的理论知识，而且也为学生以后从事热能的合理利用、工业炉窑热工设备效能的提高及换热器的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 等方面的工作，打下必要的基础。 通过本课程的学习，应使学生获得比较宽广和巩固的热量和质量传递规律的基本知识，具备分析工程传热与传质问题的基本能力，掌握计算工程传热与传质问题的基本方法，并有相应的计算能力及一定实验技能。 通过采用双语教学，希望能使学生获得专业知识的同时，强化专业英语能力，并逐步养成用英文思考的习惯。 二、 课程教学基本要求 1(课程重点: 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;对典型的传热现象能进行分析，建立合适的数学模型，并进行正确的求解。 2(课程难点: 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;增强传热提高热经济性和削弱传热减少热损失的途径;传热过程的分析处理和分析计算的基本方法;换热器的两种基本计算方法。 3(能力培养要求: 掌握热量传递的三种方式(导热、对流和辐射)的基本概念和基本定律;了解常见的热传递现象的物理机理和特点，并能进行定量的计算;对典型的传热现象能进行分析，建立合适的数学模型，并进行正确的求解;能利用传热学的基本原理和基本知识，对工程上一些典型的传热问题进行计算机求解。 三、 课程教学 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 与学时 课堂教学(58学时) 1(绪论(2学时) 课程的性质、内容、传热问题的分类。三种传热基本方式的基本概念，传热问题的研究方法、量纲及单位。 要求掌握传热学的特点，研究问题的对象及研究方法。 2. 热传导的基本概念和方程 (4学时) 导热的基本概念，热导率，热扩散率，傅立叶定律，导热微分方程，求解导热微分方程的定解条件。第一类边界条件:表面恒温或等速加热的情况。第二类边界条件:恒热流加热。第三类边界条件:恒温对流加热。 要求掌握温度场、温度梯度、热流密度、热流和热量等基本概念。掌握傅立叶定律的基本条件、物理意义及计算方法，了解影响热导率的主要因素。能以导热微分方程和定解条件描述导热过程。 3. 稳态导热 (8学时) 平壁的导热，单层平壁、多层平壁及复合平壁导热;圆筒壁的导热，单层圆壁、多层圆壁的导热;球壳的导热，单层球壳、多层球壳的导热。肋壁的导热(等截面直肋的导热)、肋片效率，其它肋片的导热。具有内热源的稳态导热(一维平板的导热、一维圆柱体的导热)、接触热阻。热阻网络图、临界绝热半径。 要求能通过求解导热微分方程或应用热阻概念对常物性的一维稳态导热问题进行温度场及导热量的计算。能应用公式或图表计算肋片导热问题了解接触导热。 4. 不稳态导热 (6学时) 不稳态导热的基本概念，恒温介质中无限薄材加热(集总参数法)。无限大平板、无限长圆柱体、球体和半无限大物体不稳态导热问题的求解。二维、三维不稳态导热的计算。 要求了解非稳态导热过程的特点。能以集总参数法计算无限薄材的加热(冷却)问题，能以非稳态导热微分方程和定解条件描述不稳态导热过程，了解几类典型的不稳态导热过程的特点。能根据公式或图表求解不稳态导热过程的温度分布。能对简单物体的二维、三维导热问题用乘积法求解。 5. 导热的数值解法 (6学时) 稳态和非稳态导热的数值解法(有限差分原理和节点方程的求解)，计算机解题介绍。 要求掌握导热问题数值求解的基本步骤。能对导热问题建立有限差分方程，并能用迭代法求解。对不稳态导热的数值计算，还需掌握显式、隐式两种差分格式及稳定性条件。 6. 强制对流换热 (6学时) 对流换热概述，对流换热的数学描述:换热微分方程、能量微分方程、动量微分方程、连续性微分方程及定解条件。边界层对流换热微分方程组(边界层动量微分方程、边界层能量微分方程)的建立和求解。边界层积分方程组(边界层能量积分方程、边界层动量积分方程)的建立和求解。动量及热量的类比、相似原理在对流换热上的应用。 外掠平板强制对流换热，外掠单管流动换热和管槽内受迫对流换热。 要求掌握边界层概念，理解描写常物性对流换热的微分方程组。了解其定解条件。理解导出边界层方程的方法，并能用积分方程求解外掠等壁温平板层流换热问题，了解类比理论的基本思想，理解相似原理在指导对流换热实验的安排及根据整理方面的作用，掌握入口段及完全发展段的概念。要求理解和选用合适的公式计算外掠平板对流换热，外掠圆管换热和管内层流及紊流换热。 7. 自然对流换热 (4学时) 自然对流机理。浮升力。大空间自然流动换热，有限空间自然流动换热。 要求理解和选用合适的公式计算简单形状物体的大空间自然对流换热。 8. 沸腾换热和凝结换热 (2学时) 沸腾换热和凝结换热。了解沸腾曲线上各状态间的区别，了解影响沸腾曲线的主要因素，了解凝结换热的基本概念及计算。 9. 辐射换热 (10学时) 热辐射的本质及基本定义:热辐射的本质，吸收，反射和投射，辐射的表示方法。绝对黑体的辐射规律:普朗克定律，斯蒂芬-玻尔兹曼定律，波段内的黑体辐射，余弦定理。实际物体的辐射性能:表面黑度，表面吸收率，灰体，克希荷夫定律。辐射角系数:定义和基本性质，封闭系统角系数的代数计算方法。物体间的辐射换热计算:黑体表面间的辐射换热计算，灰体间的辐射换热计算，辐射换热的网络求解法，N个表面间的辐射换热，有遮热板时的辐射换热。关于实际温度和热电偶温度。气体辐射:气体辐射的特点、气体的吸收定律(贝尔定律)、气体的黑度和吸收率、气体黑度的计算、气体与包壁间的辐射换热，具有吸收-透过性介质的辐射换热。 要求理解热辐射的本质及黑体、灰体、漫射体、黑度、吸收率的概念，理解热辐射的基本定律，了解影响实际物体表面辐射特性的因素，理解角系数的基本性质。能用代数分析法及图线法计算角系数。理解有效辐射的概念，掌握辐射网络图的画法，能计算充满吸收-透过性介质的由几个灰表面组成的封闭系统中每个表面的净辐射换热量。了解气体辐射的特点及影响气体辐射黑度的因素，能够计算出气体与包壳体间的辐射换热。 10. 换热器 (6学时) 换热器的类型和原理:复合换热(通过平壁、圆筒壁、肋壁的传热)。 要求理解复合传热过程及总传热系数，掌握传热量的计算方法及强化和削弱热量传递过程的原理和手段，能应用热阻概念综合分析热量传递过程。了解常见换热器的类型。能用对数平均温差法及传热单元数法计算间壁式换热器。 11. 质量传递 (4学时) 传质现象概述。扩散的基本定律:斐克定律、等摩尔逆向扩散、单相扩散、不稳态扩散。质扩散率的计算。对流传质(气流与传质的类比)。 要求掌握传质过程的一般规律及计算方法，掌握比较典型状态下的质扩散规律，稳态及不稳态扩散。气体、液体、固体的质扩散率，传热与传质的类比，对流传质。 实验教学(5学时) 1(导热实验(2学时) 实验一 稳态平面热源法测定 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 热导率 实验二 非稳态热带法测量材料热导率(演示) 实验三 二维墙角温度场的电热比拟测定 2(对流实验(1学时)选做1个实验 实验四 横管表面空气自然对流换热 实验五 空气横掠管簇强迫对流换热 3(辐射实验(1学时) 实验六 中温法向辐射时物体黑度的测定 实验七 可视性热管(演示) 4(换热器实验(1学时) 实验八 热管换热器实验台 四、 教材与参考 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 教 材 1. Yunus A Çengel编，Yanhui Feng, Li Jia, Xinxin Zhang and Xiaofeng Peng改编，《Heat Transfer: A Practical Approach》，现为校内讲义，2006年9月将由高等教育出版社出版发行。 2. 周筠清编，《传热学》，冶金工业出版社，1999年，第2版 参考书 1. 杨世铭、陶文铨编，《传热学》，高等教育出版社，2004年，第3版 2. 赵镇南编，《传热学》，高等教育出版社，2002年，第1版 3. John H. Lienhard IV and John H. Lienhard V, A heat Transfer textbook, Phlogiston Press Cambridge, Massachusetts, U.S.A., 2004, 3rd edition 五、 作业 总习题数为50-60个。其中大作业“二维墙角的温度场的数值计算”要求每个学生课外上机时间约为6小时左右。 每章习题集中讲解一次。全程安排一次课外习题课。 六、 说明 1. 双语教学和多媒体教学并行。 2(安排期中小测验。 3(安排一次教授级专题讲座:介绍传热学的工程应用实例和分析方法，如:a)电子器件的 散热;b)建筑物的供暖和散热;c) 食物的冷藏和冷冻。通过这些能够体现传热学知识综 合应用情况、反映当前传热学领域热门课题的专题讲座，可将学科前沿知识和科研动态 带入课堂，扩大学生的视野，增加学生的学习兴趣。 4. 本课程期末进行闭卷考试，平时成绩在总成绩中占20%。