传热学是研究热量传递规律及其应用的工程技术学科。是我校机械与运载工程学院、土木工程学院学院各有关专业的一门必修的主干技术基础课程。本课程不仅为学生学习有关的工程技术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、热工设备效能的提高及换热器的设计、开发研究等方面的工作打下必要的基础。

传热学是研究热量传递规律及其应用的工程技术学科。是我校机械与运载工程学院、土木工程学院学院各有关专业的一门必修的主干技术基础课程。本课程不仅为学生学习有关的工程技术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、热工设备效能的提高及换热器的设计、开发研究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传递规律的基础知识，具备分析工程传热问题的基本能力，掌握计算工程传热问题的基本方法，并具有相应的计算能力(包括具有初步上机计算的能力)及一定的实验技能。

要求学生熟练掌握导热、对流和热辐射三种热量传递方式的物理概念、特点和基本规律，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，能对典型的工程传热问题进行计算，能对间壁式换热器进行原理性的热力设计。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。

了解传热学与工程热力学在研究内容和方法上的异同。认清传热学的研究对象及其在工程和科学技术中的应用，本课程是一门研究热量传递基本规律及其应用的技术基础课。能量守恒定律是一个基本定律，在传热学中应用甚广，应作为主要线索贯穿于本门课程的始终。掌握热量传递的基本方式：导热、对流和热辐射的概念和所传递热量的计算公式。认识到工程实际问题的热量传递过程往往不是单一的方式而是多种形式的组合，以加深传热过程的概念及传热方程，为后面依次讨论导热、对流换热和辐射换热提供整体概念。初步理解热阻在分析传热问题中的重要地位。

教学重点：热量传递的基本方式：导热、对流和热辐射的概念和所传递热量的计算公式。

教学难点：导热、对流和热辐射的概念和所传递热量的计算公式。

教学内容：传热学的研究内容和方法;传热学的研究对象及其应用;热量传递的基本方式：导热、对流和热辐射;热量传递的计算公式;传热过程及热阻概念。

第二章、导热基本定律和导热微分方程

重点掌握傅立叶定律和导热微分方程。着重理解推导各向同性材料、具有内热源的导热微分方程的理论依据和思路，以及导热微分方程中各项的物理意义。了解影响导热系数的主要因素。定解条件下初始条件和边界条件，重点为常见的三类边界条件。

教学重点：重点掌握傅立叶定律和导热微分方程。

教学难点：傅立叶定律和导热微分方程，导热微分方程中各项的物理意义。

教学内容：傅立叶定律和导热微分方程;导热系数;定解条件--初始条件和边界条件。

第三章、导热基本定律和导热微分方程

教学目的与要求：再次理解热量传递三种基本方式常常不是单独存在，而是综合起作用的。了解复合换热过程的计算方法，了解辐射换热表面传热系数的概念。了解何时会出现临界热绝缘直径问题。理解传热系数的组成，能利用热阻概念分析传热过程。掌握强化与削弱传热的原则和手段。对数平均温差的推导和计算。了解工程中典型换热器的型式。要求学会用平均温差法和效能--传热单元数法进行换热器的热计算。能对1～2个传热问题进行综合分析。了解污垢热阻及其工程确定方法。

教学重点：热量传递三种基本方式，强化与削弱传热的原则和手段。

教学难点：平均温差法和效能--传热单元数法进行换热器的热计算

教学内容：平壁、圆筒壁、球壁和等截面直肋片的求解;具有内热源的单层平壁导热问题的求解;变导热系数问题;肋片导热的分析计算;热阻及接触热阻;形状因子;非稳态导热过程的特点;热扩散率;集总参数法;一维非稳态导热问题的分析解;多维非稳态导热问题的乘积解法;半无限大物体的非稳态导热问题。

第四章、导热问题的数值解

教学目的与要求：了解数值解法求解导热问题的基本方法与思路。重点是用热平衡法导出二维稳态导热问题的内部节点及常见边界条件下边界节点的离散方程。了解用迭代法求解离散方程的方法，应通过上机计算二维稳态导热物体中的温度分布及导热量。对非稳态导热问题重点放在非稳态项的离散以及扩散项离散时所取时间层不同对计算带来的影响。能用热平衡方法导出一维非稳态导热问题的显式离散方程。从物理概念上了解稳定性条件。

教学重点：在非稳态项的离散以及扩散项离散时所取时间层不同对计算带来的影响，热平衡方法导出一维非稳态导热问题的显式离散方程。

教学难点：一维非稳态导热问题的显式离散方程。

教学内容：数值解法求解导热问题的思路;节点离散方程;非稳态导热问题的离散格式及稳定性条件。

教学目的与要求：牛顿冷却公式是对流换热计算的基础，要求重点掌握。掌握流动边界层和温度边界层概念。理解影响对流换热的因素。了解局部表面传热系数与平均表面传热系数的不同含义和作用，以及它们之间的关系。理解描写常物性流体对流换热的微分方程组及其定解条件。着重理解流体层流流动时能量微分方程的边界层简化方法及这一简化的物理和数学意义。了解积分方程求解外掠等壁温平板层流换热问题的方法。理解相似原理或量纲分析在指导对流换热实验中的作用，准则方程的导出。掌握实验数据的整理方法。了解近似模化和自模化在实验技术中的作用。

教学重点：着重理解流体层流流动时能量微分方程的边界层简化方法及这一简化的物理和数学意义。

教学难点：相似原理或量纲分析

教学内容：牛顿冷却公式;流动边界层和温度边界层;影响对流换热的因素;局部表面传热系数与平均表面传热系数;常物性流体对流换热的微分方程组及其定解条件;流体流动时的边界层能量微分方程;边界层能量积分方程;相似原理及准则方程;实验数据的整理方法。

第六章、单相流体对流换热

教学目的与要求：重点理解各种典型对流换热过程的流动图像，并能从流动图像定性地判断局部表面传热系数的变化。掌握管内换热入口段与充分发展段的概念。掌握定型尺寸和定性温度的概念。能正确和熟练地运用准则方程(实验关联式)计算下列情形下的对流换热：圆管及非圆形通道内强制对流换热，外掠单管及管束强制对流换热，简单形状物体的大空间自然对流换热。了解有限空间自然对流换热的概念。掌握强化单相流体对流换热的途径。

教学重点：各种典型对流换热过程的流动图像，并能从流动图像定性地判断局部表面传热系数的变化。管内换热入口段与充分发展段的概念。能正确和熟练地运用准则方程(实验关联式)计算下列情形下的对流换热：圆管及非圆形通道内强制对流换热，外掠单管及管束强制对流换热，简单形状物体的大空间自然对流换热。

教学难点：准则方程(实验关联式)计算下多情形下的对流换热。

教学内容：圆管及非圆形通道内(层流和湍流)强制对流换热;外掠单管及管束强制对流换热;简单形状物体的大空间自然对流换热;有限空间自然对流换热。

第七章、凝结换热与沸腾换热

教学目的与要求：了解珠状凝结和膜状凝结的现象，推导竖壁上纯净蒸汽层流膜状凝结换热的分析解。能正确和熟练应用竖管外和竖壁上与水平管和管束外凝结换热的计算公式进行计算，了解影响凝结换热的主要因素及强化途径。重点掌握大容器饱和沸腾曲线上的核态沸腾区，临界点和过渡沸腾、稳定膜态沸腾区。理解确定临界热流密度的工程意义。能够计算大容器的饱和核态沸腾换热、临界热流密度。了解影响沸腾换热的主要因素及强化途径。

教学重点：熟练应用竖管外和竖壁上与水平管和管束外凝结换热的计算公式进行计算。计算大容器的饱和核态沸腾换热、临界热流密度。

教学难点：竖壁上纯净蒸汽层流膜状凝结换热的分析解。

教学内容：珠状凝结和膜状凝结;竖壁层流膜状凝结换热分析解;竖管外和竖壁上与水平管和管束外凝结换热的计算;凝结换热的影响因素及强化;大容器饱和沸腾曲线;临界热流密度;大容器饱和核态沸腾换热、临界热流密度的计算;沸腾换热的影响因素及强化。

第八章、热辐射的基本定律及实际物体的辐射特性

教学目的与要求：理解热辐射的本质、基本特征，掌握热辐射的基本定律。重点掌握斯忒藩-玻耳兹曼定律及基尔霍夫定律、黑体辐射函数表的应用。了解影响实际物体表面辐射特性的因素，表面辐射特性的重点是总吸收比和发射率。掌握漫射表面和灰体的概念，黑体和灰体表面辐射特性的异同。理解漫灰表面概念对简化辐射换热工程计算的重要意义。理解大多数工程材料在表面温差不很大时可作为漫灰体处理。

教学重点：热辐射的本质、基本特征。热辐射的基本定律。

教学难点：斯忒藩-玻耳兹曼定律及基尔霍夫定律、黑体辐射函数表的应用。

教学内容：热辐射的本质及特征;黑体热辐射的基本定律;黑体辐射函数;实际物体表面辐射特性;漫射表面和灰体;基尔霍夫定律。

第九章、辐射换热的计算

教学目的与要求：理解角系数的定义和性质(相对性、完整性和可加性)。了解角系数是纯几何因子，与表面温度及发射率无关，是在假设所研究的表面是漫射的以及在所研究表面的不同地点上向外发射的辐射热流密度均匀的条件下才成立。能应用工程图表查取角系数。学会角系数的代数分析法。重点掌握有效辐射的概念，了解封闭腔的意义。掌握简单几何条件下，被透明介质隔开的漫灰表面间辐射换热的计算。能用有效辐射概念和网络法对二个和三个表面之间的辐射换热进行计算。掌握辐射换热的强化与削弱的途径。了解气体辐射特点和影响气体辐射发射率的因素，能应用图表计算二氧化碳、水蒸气混合物的发射率、吸收比。

教学重点：理解角系数的定义和性质(相对性、完整性和可加性)。有效辐射的概念。辐射换热的强化与削弱的途径。

教学难点：单几何条件下，被透明介质隔开的漫灰表面间辐射换热的计算。

教学内容：角系数的定义和性质;角系数的计算;代数分析法;有效辐射;被透明介质隔开的漫灰表面间辐射换热的计算;辐射换热的强化与削弱;气体辐射特点和影响气体辐射发射率的因素。

第十章、传热过程分析与换热器计算

教学目的与要求：再次理解热量传递三种基本方式常常不是单独存在，而是综合起作用的。了解复合换热过程的计算方法，了解辐射换热表面传热系数的概念。了解何时会出现临界热绝缘直径问题。理解传热系数的组成，能利用热阻概念分析传热过程。掌握强化与削弱传热的原则和手段。对数平均温差的推导和计算。了解工程中典型换热器的型式。要求学会用平均温差法和效能--传热单元数法进行换热器的热计算。能对1～2个传热问题进行综合分析。了解污垢热阻及其工程确定方法。

教学重点：传热系数的组成，能利用热阻概念分析传热过程。强化与削弱传热的原则和手段。

教学难点：对数平均温差的推导和计算。

教学内容：传热过程与传热系数;临界热绝缘直径;对数平均温差;换热器型式;换热器的热计算;传热的强化与削弱;传热问题综合分析;污垢热阻及其确定方法。

教学目的与要求：理解在一定条件下传质与传热的类似性。能分析几个简单的传质过程，能用对流传质的准则方程式进行传质计算。了解热管的原理及应用。了解太阳辐射的特点及太阳能利用。

教学重点：一定条件下传质与传热的类似性。

教学难点：能分析几个简单的传质过程，能用对流传质的准则方程式进行传质计算。

教学内容：传质简介;热管原理及应用传质简介;热管原理及应用

总评成绩=平时成绩（40%）+测试成绩（20%）+期末考试成绩（40%）

教材：《传热学》第四版 高等教育出版社 杨世铭陶文铨编著 2006

1 M..Ν. 奥齐西克著俞昌铭主译热传导高等教育出版社1984

3 E. M.斯帕罗R. D. 塞斯著顾传保译辐射换热高等教育出版社1982

4钱壬章俞昌铭林文贵编传热分析与计算高等教育出版社1987

5.王补宣著工程传热传质学科学出版社1982

6王启杰著对流传热传质分析西安交通大学出版社1991

传热学第三章 非稳态传热§ 3.1 基本概念§3.2 集总参数法§ 3.3 一维非稳态导热的分析解§ 3.4 二维及三维非稳态导热问题§ 3.1基本概念一、定义物体的温度随时间而变化的导热过程称非稳态导热。二、分类例子：①空调房间，通过墙壁的导热 —周期性periodic unsteady conduction②淬火过程——非周期性（瞬态）transient 0t0三、特点：例1：一大平壁置于高温环境中例2：具有初温t0的平壁左表面突升至t1并保持不变，右侧仍与t0空气接触。总结1.垂直热流方向上各处q不相等；2.瞬态导热存在不同的导热阶段——非正规状况阶段（初始阶段），正规状况阶段，建立新稳态阶段。二类非稳态导热的区别：瞬态导热存在着有区别的三个不同阶段，而周期性非稳态导热不存在。 t??tfhtfht0x(a)(b)(c)x四、边界条件对温度分布的影响一大平壁置于高温环境中。问题的分析： 存在两个传热环节：1、 流体与物体表面的对流换热2、 物体内部的导热存在3种情况：（a）（b）（c）上述两个热阻的相对大小对于物体中非稳态导热的温度场的变化具有重要影响。为此，引入表征这两个热阻比值的无量纲数毕渥数：1）定义：2）物理意义： 导热系统内导热热阻与其和环境之间的对流换热热阻的相对大小。，将其突然置于温度恒为 的流体中§3.2集总参数法一、计算方法忽略物体内部导热热阻、认为物体温度均匀一致的分析方法。问题：任意形状的物体，参数均为已知。零维问题假设 :常物性 无фv能量平衡思考：怎样直接从导热微分方程得到？初始条件引入过余温度控制方程初始条件积分得 温度分布其中的指数：瞬态热流量：0~ ? 内传给流体的总热量：二、集总参数法的适用条件此时，物体中各点过余温度的差别小于5%与物体几何形状有关的无量纲常数总结：毕渥数与傅立叶数的物理意义无量纲热阻Fo越大，热扰动就能越深入地传播到物体内部，因而，物体各点的温度就越接近周围介质的温度。无量纲时间上式表明：当传热时间等于 时，物体的过余温度已经达到了初始过余温度的36.8％。称为时间常数。工程上认为?=4 ?Vc / hA时导热体已达到热平衡状态二、时间常数 物体对外界温度变化的响应速度如：热电偶测温 对于测温的热电偶节点，时间常数?Vc / hA越小、说明热电偶对流体温度变化的响应越快。这是瞬态测温技术所需要的（微细热电偶、薄膜热电偶）3.3 一维非稳态导热的分析解当几何形状和边界条件都比较简单时可以获得分析解。一、无限大平板的分析解1、问题描述λ=const a=const h=const因两边对称，只研究半块平壁引入过余温度2、数学模型导热微分方程初始条件边界条件3、求解（用分离变量法）假设通解分别为：因此 是F0, Bi 和 　函数，即p124页 3—21Fo数无关，只是 与的函数，正规状况阶段三、正规状况阶段的实用计算当Fo>0.2时，取级数第一项成为3-25工程上用拟合公式或海斯勒图Fig3-7Fig3-8无关，初始条件影响消失，(正规状况阶段，Fig3-9 温度变化规律不受初始条件影响。)1.由Bi , F0查3-6→2.由x/δ,Bi查3-7→求解步骤：图3-7图3-84.查3-8 图3-9柱坐标和球坐标下的一维非稳态导热计算方法类似。四、有关分析解的讨论1.Bi与F0的物理意义及对温度分布的影响Bi , F0对温度场的影响Bi<0.1时，可按等温体处理 ——集总参数法2.条件，适于正规状况阶段，不适于一、三阶段例：?￥?￥=?当时，三类边界一类边界h,Btt,iwf3.解的适用范围（1）结果是从无限大平壁，两侧3类边界导出，所得解适于一侧绝热，另一侧为3类边界的情况。（2）适于1类边界的情况。（3）结果适于冷却情况。（4） 初始温度分布必须为常数4. 图线计算精度不高一、无限长方柱3.4 二维及三维非稳态导热问题第三类边界数学描述：引入无量纲相对过余温度xy 利用以下两组方程便可证明及其中其中 即证明了 是无限长方柱体导热微分方程的解，这样便可用一维无限大平壁公式、诺谟图或拟合函数求解二维导热问题二、短圆柱三、平行直角六面体 注意：1.此法不适于一切边界；2.复杂问题采用数值法，实验模拟法。 误差函数 无量纲变量问题的解：§3-5 半无限大物体非稳态导热半无限大物体的概念过余温度误差函数： 无量纲坐标令说明：(1) 无量纲温度仅与无量纲坐标 ? 有关 (2) 一旦物体表面发生了一个热扰动，无论经历多么短的 时间无论x有多么大，该处总能感受到温度的变化。？ (3) 但解释Fo,a 时，仍说热量是以一定速