《传热学》课教案

《传热学》课教案本课程共27学时，讲课23学时，实验4学时。属院级必修课。每一节课都应做到承前启后。（第一次课）一、主要内容第1章绪论1、引言2、热量传递的三种基本形式3、传热过程第2章导热理论和一维稳态导热1、立叶定律及导热系数二、讲课重点1、傅立叶定律2、导热系数三、讲课难点1、引言中的热量传递三种基本形式及传热量计算2、导热系数四、举例1、传热的增强和削弱技术举例为暖气供热，说明哪部分是需要增强的传热，哪部分是需要削弱传热，说明其增强和削弱传热的技术措施。2、确定温度场和控制所需的温度举例为：研究热应力时需先确定温度场，以连铸机拉矫辊温度场的确定为例加以说明。（第二次课）一、主要内容第2章导热理论和一维稳态导热1、导热方程及单值性条件2、单层平壁的稳态导热3、多层平壁的稳态导热二、讲课重点1、导热微分方程2、单值性条件：包括第三类边界条件（对流边界条件）、第一类边界条件（温度边界条件）和初始条件。3、平壁导热的热阻表达式三、讲课难点1、导热微分方程的推导2、第三类边界条件中等式两端正负号一致问题四、举例1、书中例2-12、导热系数随温度变化时平壁内的温度分布3、解释温度曲线凸向的原因（第三次课）一、主要内容第2章导热理论和一维稳态导热1、无限长圆筒壁的稳态导热2、球壁的稳态导热3、通过等截面棒的稳态的导热4、各种肋片散热量的计算二、讲课重点1、无限长圆筒壁热阻的表达式2、球壁热阻的表达式3、等截面棒模型温度分布的分析及应用的场合三、讲课难点1、等截面棒温度场的推导及换热量的计算四、举例结合例题，讲述圆球法测定粒状材料的导热系数的实验，说明实验原理、方法、步骤及实验数据的处理方法。（第四次课）一、主要内容第3章非稳态导热1、非稳态导热过程的特点2、无限大平板的加热和冷却二、讲课重点1、非稳态导热过程的特点2、无限大平板的加热或冷却问题数学模型的建立三、讲课难点1、无限大平板非稳态导热问题数学模型的求解，即分离变量法2、详细推导此数学模型的求解过程四、举例1、介绍本书中应用图表法求解无限大平板的加热或冷却问题，介绍图表法的求解思路，即：第1步：查取中心面或中心线的温度（分别对于板、圆柱体、球体来说明）第2步：查取任意点的温度第3步：查取热流量值第4步：计算Q0第5步：计算Q值（第五次课）一、主要内容第3章非稳态导热1、半无限大物体非稳态导热的数学模型建立2、有限大物体温度场的求解思路（不讲具体计算方法）3、集总参数法二、讲课重点1、集总参数法的温度场及热流量计算2、集总参数法的解题思想3、集总参数法的应用条件及所适用的问题三、讲课难点1、集总参数法数学模型的求解2、详细推导此数学模型的求解过程四、举例1、结合书中的例题说明集总参数法在实际问题中的应用，首先说明热电偶的用途及特点，简单介绍热电偶的工作原理，结合其工作原理说明本例题所提到问题的实际存在性，然后说明本题的求解方法。（第六次课）一、主要内容第4章导热问题的数值解法1、有限差分法的基本原理2、稳态导热问题的差分表达式二、讲课重点1、差分表达式：2、稳态问题的内节点方程、直边界上边界节点方程（对流边界条件）三、讲课难点1、差分原理：函数在某点的泰勒级数展开四、举例1、在讲课前先说明数值解法的基本思想和思路，2、举例说明数值法：举例为超越方程的求解、三次以上方程的求解。例1：sinx＝x/2例2：0)(xf函数的求解方法采用二分法说明以上两个例子的求解思想方法。举例说明的目的在于启发学生对数值法的理解，增加学生的知识面，激发学生对数值法的兴趣。（第七次课）一、主要内容第4章导热问题的数值解法1、非稳态导热问题的差分表达式2、线形代数方程组的求解第5章对流换热1、对流换热概述2、边界层分析3、边界层对流换热微分方程（只讲换热微分方程）二、讲课重点1、影响对流换热的因素三、讲课难点1、边界层分析：流动边界层的形成和发展，边界层中的换热形式四、举例1、边界层厚度测定方法例子，即采用干涉法测定边界层的厚度。此例子可以增加学生的知识面。（第八次课）一、主要内容第5章对流换热1、相似理论在对流换热中的应用2、管槽内强迫对流换热3、外掠圆管的对流换热4、自然对流换热二、讲课重点1、Nu、Re、Pr、Gr准则的表达式及其中各符号的物理意义2、相似准则间的关系3、定性温度、定型尺寸的选取4、迪图斯－贝尔特公式三、讲课难点1、由换热微分方程推出Nu准则，解释相似理论2、强迫对流换热的层流区换热四、举例1、叉排和顺排管在工业中的应用实例。即举例为：翅片管换热器。说明翅片管换热器在工业中的应用，以商场中的热风幕等为例说明。（第九次课）一、主要内容第6章辐射换热1、辐射换热的基本概念2、黑体辐射的基本性质3、实际物体的辐射和吸收二、讲课重点1、基本概念：辐射力、吸收率、黑度2、普朗克定律、斯蒂芬－玻尔兹曼定律、基尔霍夫定律三、讲课难点1、基本概念2、立体角的概念3、辐射强度4、基尔霍夫定律四、举例1、举一个实际现象的例子，即通过高温金属的颜色判断金属温度高低的例子，说明最大单色辐射力所对应的波长随温度的升高向短波方向移动的事实。（第十次课）一、主要内容第6章辐射换热1、黑体间辐射换热的角系数2、灰体表面间的辐射换热二、讲课重点1、角系数的概念、有效辐射力概念2、表面热阻和空间热阻的表达式3、各种系统的辐射换热计算三、讲课难点1、角系数的理解2、各种换热系统的换热计算方法（电比拟法）3、重辐射面的概念和计算中的处理方法四、举例1、三个表面组成的换热系统的辐射换热计算2、四各表面组成的换热系统的辐射换热计算（第十一次课）一、主要内容第8章传热1、复合传热2、通过平壁的综合传热3、通过圆筒壁的综合传热二、讲课重点1、对流换热系数是由纯对流换热系数和辐射系数组成的解释2、平壁热阻和圆筒热阻的表达式三、讲课难点1、临界热绝缘直径问题四、举例1、由书中实际例题说明临界绝缘直径的问题（第十二次课）一、主要内容总结本课程的主要内容（1学时）