《傳熱學(xué)》課教案

1、傳熱學(xué)課教案本課程共27學(xué)時(shí)，講課23學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)。屬院級(jí)必修課。每一節(jié)課都應(yīng)做到承前啟后。（第一次課）一、主要內(nèi)容第1章 緒論1、 引言2、 熱量傳遞的三種基本形式3、 傳熱過(guò)程第2章 導(dǎo)熱理論和一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱1、 立葉定律及導(dǎo)熱系數(shù) 二、講課重點(diǎn)1、傅立葉定律2、導(dǎo)熱系數(shù)三、講課難點(diǎn)1、 引言中的熱量傳遞三種基本形式及傳熱量計(jì)算2、 導(dǎo)熱系數(shù)四、舉例1、 傳熱的增強(qiáng)和削弱技術(shù)舉例為暖氣供熱，說(shuō)明哪部分是需要增強(qiáng)的傳熱，哪部分是需要削弱傳熱，說(shuō)明其增強(qiáng)和削弱傳熱的技術(shù)措施。2、 確定溫度場(chǎng)和控制所需的溫度舉例為：研究熱應(yīng)力時(shí)需先確定溫度場(chǎng)，以連鑄機(jī)拉矯輥溫度場(chǎng)的確定為例加以說(shuō)明。（第二次課

2、）一、主要內(nèi)容第2章 導(dǎo)熱理論和一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱1、 導(dǎo)熱方程及單值性條件2、 單層平壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱3、 多層平壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱 二、講課重點(diǎn)1、 導(dǎo)熱微分方程2、 單值性條件：包括第三類(lèi)邊界條件（對(duì)流邊界條件）、第一類(lèi)邊界條件（溫度邊界條件）和初始條件。3、 平壁導(dǎo)熱的熱阻表達(dá)式三、講課難點(diǎn)1、 導(dǎo)熱微分方程的推導(dǎo)2、 第三類(lèi)邊界條件中等式兩端正負(fù)號(hào)一致問(wèn)題四、舉例1、 書(shū)中例2-1 2、 導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度變化時(shí)平壁內(nèi)的溫度分布3、 解釋溫度曲線凸向的原因（第三次課）一、主要內(nèi)容第2章 導(dǎo)熱理論和一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱1、無(wú)限長(zhǎng)圓筒壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱2、球壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱3、通過(guò)等截面棒的穩(wěn)態(tài)的導(dǎo)熱4、各種肋片散熱量的計(jì)算

3、二、講課重點(diǎn)1、無(wú)限長(zhǎng)圓筒壁熱阻的表達(dá)式2、球壁熱阻的表達(dá)式3、等截面棒模型溫度分布的分析及應(yīng)用的場(chǎng)合三、講課難點(diǎn)1、等截面棒溫度場(chǎng)的推導(dǎo)及換熱量的計(jì)算四、舉例結(jié)合例題，講述圓球法測(cè)定粒狀材料的導(dǎo)熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)原理、方法、步驟及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法。（第四次課）一、主要內(nèi)容第3章 非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱1、非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過(guò)程的特點(diǎn)2、無(wú)限大平板的加熱和冷卻二、講課重點(diǎn)1、非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過(guò)程的特點(diǎn)2、無(wú)限大平板的加熱或冷卻問(wèn)題數(shù)學(xué)模型的建立三、講課難點(diǎn)1、無(wú)限大平板非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問(wèn)題數(shù)學(xué)模型的求解，即分離變量法2、詳細(xì)推導(dǎo)此數(shù)學(xué)模型的求解過(guò)程四、舉例1、介紹本書(shū)中應(yīng)用圖表法求解無(wú)限大平板的加熱或冷卻問(wèn)題，介紹圖表

4、法的求解思路，即：第1步：查取中心面或中心線的溫度（分別對(duì)于板、圓柱體、球體來(lái)說(shuō)明）第2步：查取任意點(diǎn)的溫度第3步：查取熱流量值第4步：計(jì)算Q0第5步：計(jì)算Q值（第五次課）一、主要內(nèi)容第3章 非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱1、半無(wú)限大物體非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的數(shù)學(xué)模型建立2、有限大物體溫度場(chǎng)的求解思路（不講具體計(jì)算方法）3、集總參數(shù)法二、講課重點(diǎn)1、集總參數(shù)法的溫度場(chǎng)及熱流量計(jì)算2、集總參數(shù)法的解題思想3、集總參數(shù)法的應(yīng)用條件及所適用的問(wèn)題三、講課難點(diǎn)1、集總參數(shù)法數(shù)學(xué)模型的求解2、詳細(xì)推導(dǎo)此數(shù)學(xué)模型的求解過(guò)程四、舉例1、結(jié)合書(shū)中的例題說(shuō)明集總參數(shù)法在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用，首先說(shuō)明熱電偶的用途及特點(diǎn)，簡(jiǎn)單介紹熱電偶的工作原理，

5、結(jié)合其工作原理說(shuō)明本例題所提到問(wèn)題的實(shí)際存在性，然后說(shuō)明本題的求解方法。（第六次課）一、主要內(nèi)容第4章 導(dǎo)熱問(wèn)題的數(shù)值解法1、有限差分法的基本原理2、穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問(wèn)題的差分表達(dá)式二、講課重點(diǎn)1、差分表達(dá)式：2、穩(wěn)態(tài)問(wèn)題的內(nèi)節(jié)點(diǎn)方程、直邊界上邊界節(jié)點(diǎn)方程（對(duì)流邊界條件）三、講課難點(diǎn)1、差分原理：函數(shù)在某點(diǎn)的泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)四、舉例1、在講課前先說(shuō)明數(shù)值解法的基本思想和思路，2、舉例說(shuō)明數(shù)值法：舉例為超越方程的求解、三次以上方程的求解。 例1：sinxx/2 例2：函數(shù)的求解方法采用二分法說(shuō)明以上兩個(gè)例子的求解思想方法。 舉例說(shuō)明的目的在于啟發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)值法的理解，增加學(xué)生的知識(shí)面，激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)值法的興趣。

6、（第七次課）一、主要內(nèi)容第4章 導(dǎo)熱問(wèn)題的數(shù)值解法1、非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問(wèn)題的差分表達(dá)式2、線形代數(shù)方程組的求解第5章 對(duì)流換熱1、對(duì)流換熱概述2、邊界層分析3、邊界層對(duì)流換熱微分方程（只講換熱微分方程）二、講課重點(diǎn)1、影響對(duì)流換熱的因素三、講課難點(diǎn)1、邊界層分析：流動(dòng)邊界層的形成和發(fā)展，邊界層中的換熱形式四、舉例1、邊界層厚度測(cè)定方法例子，即采用干涉法測(cè)定邊界層的厚度。此例子可以增加學(xué)生的知識(shí)面。（第八次課）一、主要內(nèi)容第5章 對(duì)流換熱1、相似理論在對(duì)流換熱中的應(yīng)用2、管槽內(nèi)強(qiáng)迫對(duì)流換熱3、外掠圓管的對(duì)流換熱4、自然對(duì)流換熱二、講課重點(diǎn)1、Nu、Re、Pr、Gr準(zhǔn)則的表達(dá)式及其中各符號(hào)的物理意義2、

7、相似準(zhǔn)則間的關(guān)系3、定性溫度、定型尺寸的選取4、迪圖斯貝爾特公式三、講課難點(diǎn)1、由換熱微分方程推出Nu準(zhǔn)則，解釋相似理論2、強(qiáng)迫對(duì)流換熱的層流區(qū)換熱四、舉例1、叉排和順排管在工業(yè)中的應(yīng)用實(shí)例。即舉例為：翅片管換熱器。說(shuō)明翅片管換熱器在工業(yè)中的應(yīng)用，以商場(chǎng)中的熱風(fēng)幕等為例說(shuō)明。（第九次課）一、主要內(nèi)容第6章 輻射換熱1、輻射換熱的基本概念2、黑體輻射的基本性質(zhì)3、實(shí)際物體的輻射和吸收二、講課重點(diǎn)1、基本概念：輻射力、吸收率、黑度2、普朗克定律、斯蒂芬玻爾茲曼定律、基爾霍夫定律三、講課難點(diǎn)1、基本概念2、立體角的概念3、輻射強(qiáng)度4、基爾霍夫定律四、舉例1、舉一個(gè)實(shí)際現(xiàn)象的例子，即通過(guò)高溫金屬的顏色判斷金屬溫度高低的例子，說(shuō)明最大單色輻射力所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)隨溫度的升高向短波方向移動(dòng)的事實(shí)。（第十次課）一、主要內(nèi)容第6章 輻射換熱1、黑體間輻射換熱的角系數(shù)2、灰體表面間的輻射換熱二、講課重點(diǎn)1、角系數(shù)的概念、有效輻射力概念2、表面熱阻和空間熱阻的表達(dá)式3、各種系統(tǒng)的輻射換熱計(jì)算三、講課難點(diǎn)1、角系數(shù)的理解2、各種換熱系統(tǒng)的換熱計(jì)算方法（電比擬法）3、重輻射面的概念和計(jì)算中的處理方法四、舉例1、三個(gè)表面組成的換熱系統(tǒng)的輻射換熱計(jì)算2、四各表面組成的換熱系統(tǒng)的輻射換熱計(jì)算（第十一次課）一、主要內(nèi)容第8章 傳熱1、復(fù)合傳熱2、通過(guò)平壁的綜合傳熱3、通過(guò)