專業(yè)課大綱：西安交通大學(xué)傳熱學(xué)教學(xué)大綱

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　　說明：這個大綱是針對第三版的，有些內(nèi)容在第四版中已不再是重點(diǎn)，甚至被刪去。對照課本看就可以了。

　　一、課程的性質(zhì)、目的及任務(wù)

　　傳熱學(xué)是研究熱量傳遞規(guī)律及其應(yīng)用的工程技術(shù)學(xué)科。是我校能源與動力工程學(xué)院、化學(xué)工程學(xué)院各有關(guān)專業(yè)的一門必修的主干技術(shù)基礎(chǔ)課程。本課程不僅為學(xué)生學(xué)習(xí)有關(guān)的工程技術(shù)課程提供基本的理論知識，而且也為學(xué)生以后從事熱能的合理利用、熱工設(shè)備效能的提高及換熱器的設(shè)計(jì)、開發(fā)研究等方面的工作打下必要的基礎(chǔ)。

　　通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)使學(xué)生獲得比較寬廣和鞏固的熱量傳遞規(guī)律的基礎(chǔ)知識，具備分析工程傳熱問題的基本能力，掌握計(jì)算工程傳熱問題的基本方法，并具有相應(yīng)的計(jì)算能力(包括具有初步上機(jī)計(jì)算的能力)及一定的實(shí)驗(yàn)技能。

　　二、教學(xué)基本要求

　　要求學(xué)生熟練掌握導(dǎo)熱、對流和熱輻射三種熱量傳遞方式的物理概念、特點(diǎn)和基本規(guī)律，并能綜合應(yīng)用這些基礎(chǔ)知識正確分析工程實(shí)際中的傳熱問題。掌握計(jì)算各類熱量傳遞過程的基本方法，能對典型的工程傳熱問題進(jìn)行計(jì)算，能對間壁式換熱器進(jìn)行原理性的熱力設(shè)計(jì)。了解強(qiáng)化或削弱熱量傳遞過程的方法，并能提出工程實(shí)際中切實(shí)可行的強(qiáng)化或削弱傳熱的措施。

　　三、教學(xué)內(nèi)容及要求

　　(一)緒論

　　教學(xué)內(nèi)容：傳熱學(xué)的研究內(nèi)容和方法;傳熱學(xué)的研究對象及其應(yīng)用;熱量傳遞的基本方式：導(dǎo)熱、對流和熱輻射;熱量傳遞的計(jì)算公式;傳熱過程及熱阻概念。

　　教學(xué)要求：了解傳熱學(xué)與工程熱力學(xué)在研究內(nèi)容和方法上的異同。認(rèn)清傳熱學(xué)的研究對象及其在工程和科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用，本課程是一門研究熱量傳遞基本規(guī)律及其應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ)課。能量守恒定律是一個基本定律，在傳熱學(xué)中應(yīng)用甚廣，應(yīng)作為主要線索貫穿于本門課程的始終。掌握熱量傳遞的基本方式：導(dǎo)熱、對流和熱輻射的概念和所傳遞熱量的計(jì)算公式。認(rèn)識到工程實(shí)際問題的熱量傳遞過程往往不是單一的方式而是多種形式的組合，以加深傳熱過程的概念及傳熱方程，為后面依次討論導(dǎo)熱、對流換熱和輻射換熱提供整體概念。初步理解熱阻在分析傳熱問題中的重要地位。

　　(二)導(dǎo)熱基本定律和導(dǎo)熱微分方程

　　教學(xué)內(nèi)容：傅立葉定律和導(dǎo)熱微分方程;導(dǎo)熱系數(shù);定解條件--初始條件和邊界條件。

　　教學(xué)要求：重點(diǎn)掌握傅立葉定律和導(dǎo)熱微分方程。著重理解推導(dǎo)各向同性材料、具有內(nèi)熱源的導(dǎo)熱微分方程的理論依據(jù)和思路，以及導(dǎo)熱微分方程中各項(xiàng)的物理意義。了解影響導(dǎo)熱系數(shù)的主要因素。定解條件—初始條件和邊界條件，重點(diǎn)為常見的三類邊界條件。

　　(三)導(dǎo)熱問題的分析解

　　教學(xué)內(nèi)容：平壁、圓筒壁、球壁和等截面直肋片的求解;具有內(nèi)熱源的單層平壁導(dǎo)熱問題的求解;變導(dǎo)熱系數(shù)問題;肋片導(dǎo)熱的分析計(jì)算;熱阻及接觸熱阻;形狀因子;非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程的特點(diǎn);熱擴(kuò)散率;集總參數(shù)法;一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的分析解;多維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的乘積解法;半無限大物體的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題。

　　教學(xué)要求：能應(yīng)用傅立葉定律或?qū)�熱微分方程對常物性、無內(nèi)熱源的一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題(平壁、圓筒壁、球壁和等截面直肋片)進(jìn)行分析求解，得出溫度場及導(dǎo)熱量的計(jì)算公式。并能對具有內(nèi)熱源的單層平壁導(dǎo)熱問題進(jìn)行求解。了解變導(dǎo)熱系數(shù)的處理方法。了解肋片在工程中的應(yīng)用場合。能應(yīng)用肋效率的曲線來計(jì)算直肋和環(huán)肋問題。加深理解熱阻概念及其在分析導(dǎo)熱問題時(shí)的重要性。了解接觸熱阻及用形狀因子的方法求解多維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的方法。了解非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程的特點(diǎn)及熱擴(kuò)散率。掌握集總參數(shù)法的分析求解方法，了解其限制條件。能列出一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的微分方程及定解條件，應(yīng)用諾謨圖或近似計(jì)算公式進(jìn)行工程計(jì)算，簡單形狀物體的二維、三維問題的乘積解法;了解半無限大物體非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的基本概念。了解周期性非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的基本概念。

　　(四)導(dǎo)熱問題的數(shù)值解

　　教學(xué)內(nèi)容：數(shù)值解法求解導(dǎo)熱問題的思路;節(jié)點(diǎn)離散方程;非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的離散格式及穩(wěn)定性條件。

　　教學(xué)要求：了解數(shù)值解法求解導(dǎo)熱問題的基本方法與思路。重點(diǎn)是用熱平衡法導(dǎo)出二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)及常見邊界條件下邊界節(jié)點(diǎn)的離散方程。了解用迭代法求解離散方程的方法，應(yīng)通過上機(jī)計(jì)算二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱物體中的溫度分布及導(dǎo)熱量。對非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題重點(diǎn)放在非穩(wěn)態(tài)項(xiàng)的離散以及擴(kuò)散項(xiàng)離散時(shí)所取時(shí)間層不同對計(jì)算帶來的影響。能用熱平衡方法導(dǎo)出一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的顯式離散方程。從物理概念上了解穩(wěn)定性條件。