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绪章绪论
介绍传热学在专业中的地位及应用背景,以及传热学主要研究内容及方法;通过本章的学习,让学生对热量传递的三种基本方式、传热过程及热阻的概念有所了解,并能进行简单的传热过程计算,能对工程实际中简单的传热问题进行传热过程的分析。
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●0.1基本概念
介绍传热学在专业中的地位及应用背景,以及传热学主要研究内容及方法。
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第一章导热理论基础
介绍导热基本概念,傅里叶定律,导热微分方程及其单值性条件。
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●1.1基本概念及傅里叶定律
介绍了温度场、温度梯度、热流量等基本概念及傅里叶定律。
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●1.2热导率
介绍了热导率的概念及影响物质热导率的因素。
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●1.3导热微分方程式
介绍了导热问题的数学描述方法,导热微分方程式的推导及各种情况下的简化。
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●1.4导热过程的单值性条件
介绍了导热问题的单值性条件,包括几何条件,物理条件,初始条件和边界条件。
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第二章稳态导热
介绍了通过单层、多层和复合平壁的传热过程,通过单层、多层圆筒壁的导热及圆筒壁的传热过程,通过肋壁的导热及肋片效率。
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●2.1通过平壁的导热
利用导热微分方程式求解通过单层、多层平壁的稳态导热的温度场和热流量。
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●2.2通过复合平壁的导热
介绍利用热阻串并联的方法求解复合平壁的稳态导热。
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●2.3具有内热源的平壁导热
介绍具有内热源的导热问题的求解。
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●2.4通过圆筒壁的导热
利用导热微分方程及傅里叶定律直接积分的方法计算圆筒壁的稳态导热问题,求解温度场及热流量,分析在第三类边界条件下,多层圆筒壁的热阻随保温层厚度的变化趋势,理解临界热绝缘直径的概念。
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●2.5通过肋片的导热
介绍肋壁的概念,及肋壁一维稳态导热微分方程组的建立方法,求解肋壁导热问题的温度分布函数。
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第三章非稳态导热
介绍非稳态导热过程的基本概念,一维非稳态导热的分析解,半无限大物体一维非稳导热,周期性边界条件下非稳态导热过程特征和计算。
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●3.1非稳态导热的基本概念
非稳态导热的概念及特点,了解物体在被加热、冷却和受到周期性热作用时的温度场及热流随时间而变化的规律。
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●3.2无限大平壁的瞬态导热
利用分离变量法求解无限大平壁在第三类边界条件下的非稳态导热的温度场,集总参数法求解物体温度及热流量。
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●3.3半无限大物体的瞬态导热
介绍半限大物体非稳态导热问题的基本概念,建立半限大物体非稳态导热微分方程式。
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●3.4周期性非稳态导热
介绍周期性非稳态导热的基本概念,温度场及热流量的求解方法。
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第四章导热数值解法基础
介绍空间和时间的离散化,利用泰勒级数展开的差分法和控制容积法建立节点离散方程式,节点方程组的求解方法以及非稳态导热过程的数值解法。
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●4.1建立离散方程的方法
介绍空间和时间的离散化,了解二维稳态导热问题的内部节点与边界节点的离散方程的求解方法。
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●4.2稳态导热的数值计算
介绍二维稳态导热问题的内部节点与边界节点的离散方程以及温度场的求解方法。
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●4.3非稳态导热的数值计算
介绍利用显式与隐式差分格式建立非稳态导热节点离散方程组。
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第五章对流传热分析
介绍对流换热过程方程,边界层对流换热微分方程求解,动量传递和热量传递的类比,相似理论基础。
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●5.1对流传热概述
介绍对流换热概念,影响对流换热的因素,对流换热分类。
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●5.2对流传热微分方程组
根据温度场计算表面传热系数的基本概念,介绍连续性方程、动量微分方程和能量微分方程建立。
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●5.3边界层传热微分方程组
介绍速度边界层和温度边界层的概念,边界层对流换热微分方程组,外掠平板层流换热边界层微分方程组求解。
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●5.4动量传递和热量传递的类比
介绍动量传递与热量传递类比概念,利用比拟理论求解湍流对流换热问题。
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●5.5相似理论基础
介绍相似基本概念,相似原理的基本性质,相似理论在实验研究中的应用。
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第六章单相流体对流传热
管内受迫对流换热的特征及其对流换热计算,管内平均流速及平均温度的确定,外掠单管、管束受迫对流换热的特征及计算,大空间、有限空间自然对流换热的特征及计算。
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●6.1管内受迫对流传热
介绍管内受迫对流传热的特征。
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●6.2管内受迫对流换热的准则关联式
介绍管内受迫对流换热的准则关联式,应用关联式计算对流传热量。
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●6.3外掠圆管对流传热
介绍管外受迫流动特征及实验关联式,应用关联式计算管外对流传热量。
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●6.4自然对流传热
介绍大空间和有限空间自然对流换热的特征及计算。
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第七章凝结与沸腾
介绍珠状凝结与膜状凝结,竖壁层流膜状凝结换热解析解,凝结换热的计算,凝结换热的影响因素,大空间饱和沸腾曲线,临界热流密度,大空间饱和核态沸腾换热的热流量的计算,了解热管工作原理。
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●7.1凝结传热
介绍了凝结换热,膜状凝结分析解,凝结传热准则关联式,凝结换热的影响因素。
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●7.2沸腾传热
介绍了沸腾的分类,大容器饱和沸腾曲线,泡态沸腾机理,影响沸腾传热的因素。
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●7.3热管技术
介绍热管的工作原理和应用。
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第八章热辐射的基本定律
介绍热辐射的本质和特点,吸收率、反射率和透射率,辐射力与定向辐射力,热辐射的基本定律:普朗克定律,维恩定律,斯蒂芬—玻耳兹曼定律,基尔霍夫定律,兰贝特余弦定律。
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●8.1热辐射的基本概念
热辐射的本质和特点,吸收率、反射率和透射率,黑体、白体和透射体,定向辐射强度;辐射力。
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●8.2热辐射的基本定律
介绍普朗克定律、维恩定律、斯蒂芬玻尔兹曼定律、兰贝特定律,以及实际物体的辐射和吸收特性、基尔霍夫定律。
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第九章辐射换热计算
介绍黑表面间的辐射换热,角系数的定义与性质,灰体及有效辐射,两平行平壁间的辐射传热及遮热板工作原理,辐射换热的网络求解法,气体辐射和太阳辐射。
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●9.1黑表面间的辐射传热
黑表面间的辐射传热计算,空间热阻。
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●9.2灰表面间的辐射传热
封闭空腔模型、有效辐射、表面热阻、多个灰表面封闭系统辐射换热、遮热板的原理及应用。
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●9.3角系数的确定方法
积分法和代数法确定角系数。
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●9.4气体辐射
介绍气体辐射特性、吸收比、发射率。
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●9.5太阳辐射
介绍太阳辐射特性。
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第十章传热和换热器
肋壁的传热,传热的增强和消弱,换热器的形式和基本构造,平均温度差;换热器计算;换热器性能简述。
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●10.1通过肋壁的传热
学习肋壁传热计算,介绍肋面总效率,传热系数
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●10.2传热的强化和削弱
介绍强化传热和削弱传热的途径和机理
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●10.3换热器的形式和基本构造
典型换热器构造及特点(重点介绍间壁式换热器)
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●10.4平均温差
介绍间壁式换热器平均温差计算方法,利用平均温差法进行换热器的热工计算
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●10.5换热器计算
间壁式换热器热计算





