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上海交通大学动力工程与工程热物理考试大纲与解析一、专业科目与代码：810传热学二、指定参考书《传热学》（第4版）杨世铭陶文铨高等教育出版社2006.8《传热学重点难点及典型题精解》王秋旺西安交通大学大学出版社2001.10三、810动力工程与工程热物理考试大纲(传热学)与解析一、序论1.热量传递的基本方式及传热机理[conduction,convection,radiation，总结三种方式传热原理以及区别]2.一维傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的定义.单位。[，基本公式]3.牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义.单位。[，h为过程量，区别状态量]4.黑体辐射換热的四次方定律基本表达式及其中各物理量的定义.单位。[,黑度，玻尔兹曼常量，热力学温度]5.传热过程及传热系数的定义及物理意义。[传热过程概念、区别传热过程系数和表面传热系数]6.热阻的概念，对流热阻.导热热阻的定义及基本表达式。[,]7.接触热阻及污垢热阻的概念。8.使用串联热阻叠加的原则和在換热计算中的应用。[原理与电路相似]9.对流热换和传热过程的区别。表面传热系数（对流換热系数）和传热系数的区别。10.导热系数，表面传热系数和传热系数之间的区别。[过程量与状态量，物性参数相同（温度压力）导热系数一定，表面传热系数和流动过程量（流动速度、状态等）有关，过程不同大小不同，不是恒定的]二、导热基本定律及稳态导热1.矢量傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的定义.单位。[负号表示热流方向与温度升高方向相反]2.温度场.等温面.等温线的概念。[等温线（面）上温度相同、区域内温度分布叫做温度场]3.利用能量守恒定律和傅立叶定律推导导热微分方程的基本方法。[能够推导传热微分方程，以及无内热源、常物性稳态、一维等特殊条件的简化]4.使用热阻概念，对通过单层和多层面板.圆筒和球壳壁的一维导热问题的计算方法。[1.柱环形、球壳形面的热阻2.多层面热阻叠加]5.导热系数为温度的线性函数时，一维平板内温度分布曲线的形状及判断方法[对于无内热源稳态导热，热流为定值，和温度梯度成反比]6.用能量守恒定律和傅立叶定律推导等温截面和变截面肋片的导热微分方程的基本方法[侧面散热等效为热源，肋顶绝热]7.肋效率的定义[假设整个肋片温度都处于肋基温度，而实际上肋基温度最高，温度随肋片长度逐渐降低]8.肋片内温度分布及肋片表面散热量的计算[看懂温度变化曲线，根据曲线比较两者肋效率高低]9.放置在环境空气中的有内热源物体的一维导热问题的计算方法[导热微分方程，中间绝热，空气对流面第三类边界条件]10.导热问题三类边界条件的数学描述[温度和温度梯度正比]11.两维物体内等温线的物理意义。从等温线分布上可以看出那些热物理特征。12.导热系数为什么和物体温度有关？而在实际工程中为什么经常将导热系数作为常熟。[工程计算中大部分材料导热系数作为线性近似关系对结果影响不大]13.什么是形状因子？如阿应用新装印制进行多维导热问题的计算？[多维稳态导热，了解]三、非稳态导热1.非稳态导热的分类及各类型的特点。[同一位置点不同时间温度不同]2.Bi准则数.Fo准则数的定义及物理意义。[关键在于掌握毕渥数的含义（两种热阻的比值），比较Bi数和Nu数区别；了解Fo数的含义]3.Bi→0和Bi→∞各代表什么样的換热条件？[Bi数对平板中温度分布的影响，会画大致温度分布图]4.集总参数法的物理意义及应用条件。[忽略物体内部影响，看成一个均匀整体，需要计算]5.使用集总参数法，物理内部温度变化及換热量的计算方法。6.时间常数的定义及物理意义[热容量（）与换热条件()共同影响，重要]7.非稳态导热的正规状况阶段的物理意义及数学计算上的特点。[正规状态的含义，实质是计算舍去低阶项]8.非稳态导热的正规状况阶段的判断条件。9.无限大平板和半无限大平板的物理概念。半无限大平板的概念如何应用在实际工程问题中。[工程中什么能够简化成无限大平板，什么能够简化成半无限大平板]10.如何用查图法计算无限大平板非稳态导热正规状况阶段的换热问题。11.如何用近似拟合公式法计算无限大平板非稳态导热问题。12.半无限大平板非稳态导热的计算方法。[11、12了解即可]四、题的数值算法1.节点的概念。[了解数值求解的基本步骤]2.向前差分.先后差分，中心差分的概念。3.用能量守恒定律和傅立叶定律，推导内点和边界点离散方程的基本法。[重要，需会计算，尤其是能量守恒法]4.两个导热系数不同的物体紧紧贴在一起，不计接触热阻，如何推导接触面节点离散方程。[提示：一方得到的热量和另一方失去的热量相同]5.显示差分方程及稳定性判据。[什么是显示方程、隐式方程，两者的优缺点，以及稳定性判据，每年必考]五、对流换热1.对流换热时如何分类的？影响对流换热的主要物理因素。[有无外力驱动（自然还是强制）、内部还是外部、有无相变以及流动状态]2.对流换热问题的数学描写中包括那些方程？[质量、动量、能量方程（理解）]3.自然对流和强制对流在数学方程的描述上有何本质的区别？[有无外力驱动]4.从流体的温度场分布可以求出对流换热系数（表面传热系数），其物理机理和数学方法是什么？[]5.边界层和温度边界层的物理意义和数学定义。[，关键理解划分边界层的意义]6.管外流和管内流的速度边界层有何区别？[知道什么是管内流什么是管外流，管内流边界层充分发展的含义]7.为什么说层流对流换热系数基本取决于速度边界层的厚度？从边界层积分方程的应用结果来说明。8.为什么温度边界层厚度取决于速度边界层的厚度？[⁄]9.对十分长的管路，为什么在定性上可以判断管路内层流对流换热系数是常数？[入口段可以忽略，本条意在考察管内流动过程，需掌握管内强制流动局部表面传热系数沿程变化]10.如何使用边界层理论简化对流换热微分方程组？[理解数量级分析法]11.如何将边界层对流换热微分方程组转化为无量纲形式？[知道各种无量纲量的含义]12.强制对流换热问题总可以有Nu＝f(Re,Pr)的数学方程形式13.什么是特性长度和定性温度？选取特性长度的原则是什么？[纵掠单管和横掠单管特性长度各是什么，定性温度常取平均值]14.对管内流和管外流，Re准则数中的特性长度的取法是不一样的。说明其物理原因。[此处管外流为纵掠单管，和外掠平板有相似之处，有相同的准则方程]15.当量水利直径的定义和计算方法。[会计算]16.湍流动量扩散率，湍流热扩散率，湍流普朗特数是如何定义的？他们是物性么？[了解]17.什么是雷诺比拟？它怎样推导出摩擦系数和对流换热系数间的比拟关系式？18.什么是相似原理？判断物理相似的条件？相似原理在工程中有什么作用？[了解相似原理的含义，重点掌握相似原理工程运用的意义]19.比拟和相似之间有什么联系和区别？20.使用相似分析法推导准则关系式的基本方法。21.使用π定理推导准则关系式的基本方法。[20,21了解即可]22.Nu，Re，Pr，Gr准则数的物理意义。23.在有壁面换热条件时，管内流体速度分布的变化特点。[能够分析P247管内速度分布随换热情况的畸变图]24.管内强制对流换热系数及换热量的计算方法。如何确定特性长度和定性温度？[掌握关联方程]25.流体横琼单管和管束时对流换热的计算方法。[能够分析局部表面传热系数沿圆管变化]26.竖壁附近自然对流的温度分布，速度分布的特点？换热系数的特点？[能够简要绘出竖壁附近温度分布、速度分布、换热系数图，掌握速度分布温度分布的区别]27.大空间自然对流换热的计算方法。如何确定横管和竖管的特性长度？[关联式与Gr数]28.如何区分自然对流是属于大空间自然对流还是受限空间自然对流？[边界层发展是否受干扰]29.如何计算物体表面自然对流和辐射换热同时需要考虑的换热问题？[P274例题6-6]30.如何使用实验数据整理对流换热准则数实验方程式？31.对自然对流换热，自模化的物理意义及工程应用意义。32.混合对流的概念。六、凝结与沸腾换热1.膜态凝结和珠状凝结的概念。2.纯净饱和蒸汽层流膜状凝结换热分析解的基本推导方法。在这个推导方法中最基本的假设是什么？[认为液膜内只有导热没有对流]3.对于单根管子，有哪些因素影响层流膜状凝结换热？它们起什么作用？[重点在于不凝性气体的影响]4.对于实际凝结换热器，有哪些方法可以提高膜状凝结换热系数？[怎样减薄液膜厚度]5.池内饱和沸腾曲线可以分成几个区域？有哪些特性点？各个区域在换热原理上有何特点？[重点，壁面过热度和热流关系曲线（大纲7），临界热流密度]6.气化核心的概念。沸腾气泡产生的物理条件。[了解]7.画出水的池内饱和沸腾曲线。掌握特性点的基本数值范围。8.什么是临界热流密度？什么是烧毁点？如果是定壁温加热条件，还会有烧毁现象出现吗？[烧毁点出现在定热流密度情况下]9.为什么对于不同的表面粗糙度，核态沸腾换热系数有很大的不同？10.哪些因素影响核态沸腾换热？[关键在于汽化核心]11.沸腾换热的基本计算方法?[计算关联式]七、热辐射基本定律及物体的辐射换热1.什么是黑体.灰体？实际物体在什么样的条件下可以看成是灰体？[灰体：光谱吸收比与波长无关]2.光谱辐射力.辐射力和定向辐射强度的物理意义。他们之间有什么关系？[辨析他们之间的关系（会用数学表达式表示出），知道他们的单位，理解辐射强度的意义]3.物体的发射率.吸收率.反射率.穿透率是怎样定义的？发射率和反射率有何不同？4.工业上有实际意义的热辐射波长范围。近红外.远红外辐射的概念。[补充：知道可见光的波长范围]5.漫射表面[符合兰贝特定律，定向辐射强度是定值]6.物体的发射率取决于物体本身，而不涉及外部条件。因此，发射率可看成是物性。但是吸收率与外界条件有关。为什么对于(漫射)灰体，吸收率可看成是物性并等于发射率？[理解基尔霍夫定律三层次表达式]7.维恩位移定律的表达式。试考虑一下它在自然科学及工程应用中的应用。[知道表达式会计算]8.3个黑体辐射基本定律的物理意义及计算应用。八、辐射换热的计算1.角系数的定义及性质。[知道角系数的定义前两个假定，角系数的含义，角系数只与空间位置有关]2.两维表面间角系数的计算方法（代数分析法.图表法）[重要：角系数的三大性质，以及三表面封闭系统与四表面封闭系统计算]3.多层无限大灰体平板间的辐射换热计算方法。[一维问题：知道空间热阻、表面热阻]4.有效辐射的概念及如何应用在灰体辐射计算中。[概念：有效辐射，投入辐射]5.一个灰体和大空间之间辐射换热和对流换热同时被考虑时的计算方法。[前文已述]6.重辐射面的概念。[绝热表面，在计算上与黑体表面区分]7.用网络法求解三表面封闭系统辐射换热的计算方法。[重要：和电路相似，黑体辐射力：电池电动势；表面传热系数：电池内阻]8.辐射换热的强化和削弱方法。[增加或者减小热阻]9.气体辐射有什么特点？[了解即可]10.什么是温室效应？从传热学的角度做出评述。举出一些实际例子。[深刻理解，温室气体对短波和长波的吸收和发射不同]九、传热过程分析与换热器热计算1.通过平板与圆管的传热系数的计算方法。2.肋化系数和肋面总效率的定义，肋效率.肋化系数和肋面总效率之间的区别。3.已知肋化系数后，通过肋面的传热系数的计算方法。[以肋侧面积作为基准]4.临界热绝缘直径的物理意义及计算方法。[理解计算，保温层是增加散热还是减少散热]5.换热器有哪些主要形式？[间壁式，蓄热式，混合式]6.换热器的对数平均温差计算方法。7.换热器热计算的基本方法。8.什么是换热器的效能和传热单元数。9.在换热器热计算中，平均温差法和传热单元法各有什么特点？10.什么是污垢热阻？工程实际中怎样减少管路中的污垢热阻？举几个例子。[烟气侧还是水侧]11.强化传热系数的原则是什么？[减少大热阻一侧的热阻]12.什么是有源强化换热（主动式强化换热）和无源强化换热（被动式强化换热）？13.怎样使用试验数据，用威尔逊图解法求解传热过程分热阻？[方程怎么变化，直线截距、斜率含义]14.有哪些隔热保温技术。什么是保温效率？