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传热学教案第页1第一章绪论一、教学目标与要求1．使学生明确传热科学的性质和研究对象。2．使学生明确工业生产与生活中热量传递的基本方式，理解三种方式的基本计算公式，掌握基本三种方式的主要特点。3．理解传热过程的概念，掌握基本计算公式。4．了解《传热学》课程的特点和学习方法。二、教学内容、方法及手段、时间安排1．教学内容传热科学的研究对象。传热科学在国民经济和本专业领域的广泛应用。导热方式定义，影响因素，基本计算公式。对流及对流换热方式定义，影响因素，基本计算公式。辐射换热方式定义，影响因素，基本计算公式。传热方式定义，影响因素，基本计算公式。2．方法手段课堂以讲授为主，主要使用多媒体课件，辅以其他教学手段。3．时间安排时间安排教学内容时间(min)1概述102第一节热量传递的三种基本方式603第二节传热过程和传热系数20三、教学小结１．此节内容的重点：三种热量传递方式，影响因素；传热过程，影响因素；２．了解内容：传热学的发展史、现状及发展动态。３．讲授时注意事项：导热系数与对流换热系数的相似与不同之处；传热过程与三种热量传递基本方式的区别和联系；讲授关联式时，使用单位和条件要讲清楚。４．作业与思考题：１－７，１－１１，１－１２。传热学教案第页2第二章稳态热传导第一节基本概念及傅立叶定律一、教学目标与要求1．使学生理解描述热量传递的基本概念；2．掌握傅立叶定律的基本计算公式；3．理解导热微分方程意义，重点掌握直角坐标下导热微分方程；4．掌握导热系数的物理意义，了解各种物质中导热系数的特点及影响因素。二、教学内容、方法及手段、时间安排1教学内容温度场、等温面及等温线，温度梯度；热流量和热流密度，傅立叶定律；三种坐标系下导热微分方程，导热微分方程的物理意义和各种简化形式；热扩散率。2方法手段课堂以讲授为主，使用多媒体课件、辅以其他教学手段。3．时间安排时间安排教学内容时间(min)1第一章第一节基本概念及傅立叶定律452第一章第三节导热微分方程式45三、教学小结１．此节内容的重点：温度梯度、热流量和热流密度；傅立叶定律；导热微分方程，重点掌握直角坐标下导热微分方程。２．了解内容：各种物质中导热系数的特点及影响因素。３．讲授时注意事项：明确温度梯度和热流密度的矢量性，讲解傅立叶定律的物理意义时应结合等温面、温度梯度的方向；强调以能量守恒定律和微元分析得出的导热微分方程普适性；讲清热扩散率的物理意义。４．作业与思考题：１－３，１－４。传热学教案第页3第二节通过平壁的导热一、教学目标与要求1．掌握导热过程的单值性条件，熟悉其数学表达式；2．使学生了解求解平壁导热的基本方法，掌握平壁中温度的基本计算公式；了解壁中等温面的基本特点；3．掌握热流量的基本计算公式。二、教学内容、方法及手段、时间安排1．教学内容导热过程的几何条件、物理条件、时间条件、边界条件。平壁导热的微分方程及边界条件，求解方法；第一、三类边界条件下单层平壁、多层平壁中温度的计算公式，等温度面的基本特点；第一、三类边界条件下热流量的基本计算公式，热阻的概念。2．方法手段课堂以讲授为主，使用多媒体课件、辅以其他教学手段。3．时间安排时间安排教学内容时间(min)1第一章第四节导热过程单值性条件302第二章第一节通过平壁的导热60三、教学小结１．此节内容的重点：导热过程的三种边界条件；第三类边界条件下多层平壁中温度的计算公式；第三类边界条件下热流量的基本计算公式；２．了解内容：导热系数λ不为常量时，平壁中温度线凸、凹向的分析。３．讲授时注意事项：本节公式繁多，引导学生以第三类边界条件多层平壁中温度、热流量计算公式为主。考虑第三类边界条件下平壁中温度、热流密度计算式与第一类边界条件下平壁中计算式的相互关系。４．作业与思考题：2-1，2-2，2-3，2-9，2-10。传热学教案第页4第三节通过复合平壁及圆筒壁的导热一、教学目标与要求1．掌握复合平壁热流量的基本计算方法；2．使学生了解求解圆柱坐标系导热微分方程的基本方法；3．掌握第一、三类边界条件下单层、多层圆筒壁中温度的基本计算公式，了解等温面的基本特点。4．掌握第一、三类边界条件下单层、多层圆筒壁中热流量的基本计算公式。二、教学内容、方法及手段、时间安排1．教学内容复合平壁热阻，复合平壁热流量；圆筒壁导热微分方程，边界条件。第一边界条件下单层、多层圆筒壁中温度的基本计算公式，第一边界条件下单层、多层圆筒壁中热流密度的基本计算公式；第三类边界条件下单层、多层圆筒壁中温度、热流密度的基本计算公式。2．方法手段课堂以讲授为主，使用多媒体课件、辅以其他教学手段。3．时间安排时间安排教学内容时间(min)1第二章第二节通过复合平壁的导热252第二章第三节通过圆筒壁的导热65三、教学小结１．此节内容的重点：复合平壁热阻的计算方法；第三类边界条件下多层圆筒壁中温度、热流密度的基本计算公式。２．了解内容：圆筒壁导热微分方程，边界条件。３．讲授时注意事项：复合平壁的计算以热阻为重点。引导学生考虑第三类边界条件下圆筒壁中温度、热流密度计算式与第一类边界条件下圆筒壁中计算式的相互关系。４．作业与思考题：2-16，2-20，2-22。传热学教案第页5第四节通过肋壁的导热一、教学目标与要求1．了解直肋、环肋、等截面直肋、变截面肋的概念；2．了解肋片导热微分方程求解的基本方法；3．掌握等截面直肋温度的基本计算公式，熟悉肋中温度分布线的基本特点。4．掌握等截面直肋热流量的计算公式。5．理解肋片效率的定义，掌握由肋片效率计算各种肋片散热量的基本方法。二、教学内容、方法及手段、时间安排1．教学内容直肋、环肋、等截面直肋、变截面肋的概念；等截面直肋导热微分方程及单值性条件，过余温度，肋片中温度的基本计算公式，肋片温度分布线的基本特点；热流量的基本计算公式。肋片效率的定义，由肋片效率计算其它形式肋片散热量的基本方法。2．方法手段课堂以讲授为主，使用多媒体课件、辅以其他教学手段。3．时间安排时间安排教学内容时间(min)14-1等截面直肋的导热7024-2肋片效率20三、教学小结１．此节内容的重点：等截面直肋中温度的基本计算公式，等截面直肋热流量的计算公式；由肋片效率计算各种肋片散热量的方法。２．了解内容：直肋、环肋、等截面直肋、变截面肋的概念；肋片导热微分方程求解的基本方法。３．讲授时注意事项：讲清肋片内热源强度的引入原因，说明过余温度的作用；说明肋中各等温面上导热量的变化原因和特点。肋片效率的实际作用。４．作业与思考题：2-26，2-27，2-29。传热学教案第页6第五节通过接触面的导热第六节二维稳态导热问题一、教学目标与要求1．了解接触热阻形成原因，了解接触热阻的影响因素；2．熟悉接触热阻的数值；3．掌握形状因子的概念；4．掌握形状因子的查取法和二维导热的计算公式。二、教学内容、方法及手段、时间安排1．教学内容接触热阻形成原因，接触热阻的影响因素；熟悉接触热阻的数值。掌握形状因子的概念。形状因子的查取法，二维导热的计算公式。2．方法手段课堂以讲授为主，使用多媒体课件、辅以其他教学手段。3．时间安排时间安排教学内容时间(min)1第五节通过接触面的导热202第六节二维稳态导热问题70三、教学小结１．此节内容的重点：形状因子的查图方法，二维导热的计算公式。２．了解内容：接触热阻形成原因，接触热阻的影响因素。３．讲授时注意事项：讲清肋片产生原因，说明各种条件下形状因子查取时的注意事项。传热学教案第页7第三章非稳态热传导第一节非稳态导热的基本概念第二节无限大平壁的瞬态导热一、教学目标与要求1．使学生了解非稳态导热的分类，各种非稳态导热的基本特点；2．了解第三类边界条件下非稳态导热无限大平壁中温度的解析过程；3．掌握第三类边界条件下非稳态导热无限大平壁中温度的计算公式；4．掌握诺模图温度线的基本特点和使用方法，掌握总热量的基本计算方法；5．掌握集总参数法的特点与分析计算公式。二、教学内容、方法及手段、时间安排1．教学内容瞬态导热、周期性导热；第三类边界条件下无限大平壁中温度的微分方程、边界条件，过余温度，温度求解的解析过程；特征根、毕渥数、傅立叶数、无因次坐标，平壁温度的基本计算公式；诺模图温度线的基本特点和使用方法，总加热量的基本计算方法。集总参数法的特点，计算公式，定型尺寸。2．方法手段课堂以讲授为主，使用多媒体课件、辅以其他教学手段。３．时间安排时间安排教学内容时间(min)1第一节非稳态导热的基本概念202第二节无限大平壁的瞬态导热2-1加热或冷却过程的分析解法702-2正常情况阶段-Fo准则对温度分布的影响302-3集总参数法-Bi准则对温度分布的影响60三、教学小结１．此节内容的重点：非稳态导热的分类，各种非稳态导热基本特点；第三类边界条件下非稳态导热无限大平壁温度的计算公式；诺模图温度线的基本特点和使用方法，平壁总热量的基本计算方法。２．了解内容：第三类边界条件下无限大平壁中温度的微分方程和边界条件，温度求解的解析过程。３．讲授时注意事项：讲清特征根、毕渥数、傅立叶数、无因次坐标的定义和物理意义，平壁温度的基本计算公式的使用方法；诺模图温度线的具体使用方法。应结合具体计算例题讲解。４．作业与思考题：3-7，3-8，3-14，3-16。传热学教案第页8第四节其它形状物体的瞬态导热一、教学目标与要求1．理解第三类边界条件下无限长圆柱、圆球中瞬态导热温度的影响因素，掌握诺模图温度线的基本特点和使用方法，掌握总加热量的查图计算方法。2．使学生理解二维、三维瞬态导热时温度的基本特点，掌握温度的分解公式，掌握诺模图温度线的基本特点和使用方法。3．掌握总加热量的基本计算方法。二、教学内容、方法及手段、时间安排1教学内容第三类边界条件下无限长圆柱、圆球瞬态温度的影响因素，诺模图温度线的查取方法。二维、三维瞬态导热的基本特点，温度的分解公式，诺模图温度线的基本特点和使用方法，总加热量的基本计算方法（图算法）。2方法手段课堂以讲授为主，使用多媒体课件、辅以其他教学手段。3．时间安排时间安排教学内容时间(min)1第四节其它形态物体的瞬态导热2-3集总参数法-Bi准则对温度分布的影响30260三、教学小结１．此节内容的重点：集总参数法的特点与分析计算公式；第三类边界条件下无限长圆柱、圆球瞬态温度的诺模图温度线的查取方法；二维、三维瞬态导热温度的分解公式。２．了解内容：短圆柱加热量的计算公式。３．讲授时注意事项：讲授无限长圆柱、圆球瞬态温度时可与平壁相联系对比。二维、三维瞬态导热要用立体图来说明。应将课本上例题讨论深入。４．作业与思考题：3-12，3-17。传热学教案第页9第五节周期性非稳态导热一、教学目标与要求1．了解周期性导热的基本特点；2．了解半无限大物体周期性非稳态导热的微分方程及边界条件，掌握温度分布的表达式；3．掌握温度波的衰减、延迟和波长的计算公式；4．掌握周期性导热条件下热流波的计算公式。二、教学内容、方法及手段、时间安排1教学内容周期性导热的基本特点。第一类边界条件下半无限大物体周期性非稳态导热的微分方程及边界条件，过余温度，温度分布的表达式；振幅衰减度，延迟相位角，波长。第三类边界条件下半无限大物体周期性非稳态导热温度分布的表达式，周期性变化的热流波表达式，蓄热系数。2方法手段课堂以讲授为主，使用多媒体课件、辅以其他教学手段。3．时间安排时间安排教学内容时间(min)1第五节周期性非稳态导热5-1周期性非稳态导热现象1025-2半无限大物体周期性变化边界条件下的温度波6035-3周期性变化的热流波20三、教学小结１．此节内容的重点：温度分布的表达式；振幅衰减度，延迟相位角，波长，蓄热系数。２．了解内容：第一类边界条件下半无限大物体周期性非稳态导热的微分方程及边界条件。３．讲授时注意事项：说明周期性非稳态导热在空调工程中的应用。４．作业与思考题：3-23，3-24。传热学教案第页10第四章热传导问题的数值解法第一节建立离散方程的方法第二节稳态导热问题的数值计算一、教学目标与要求1．了解导热问题数值求解的基本思想、主要步骤和基本特点；2．掌握稳态导热时，