1、傳熱學(xué)A(Heat Transfer A)課程編號：02410050學(xué) 分：4學(xué) 時：64 （其中：課堂教學(xué)學(xué)時：60實驗學(xué)時：4上機學(xué)時：0課程實踐學(xué)時：0 ）先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、工程熱力學(xué)、流體力學(xué)適用專業(yè)：能源與動力工程、新能源科學(xué)與工程教 材：傳熱學(xué)，楊世銘、陶文桂，高等教育出版社，2006年8月第4版一、課程性質(zhì)與課程目標（一）課程性質(zhì)（需說明課程對人才培養(yǎng)方面的貢獻）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。是能源與動力工程、新能源科學(xué)與工程、 建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程等相關(guān)專業(yè)的核心課程，是一門必修的學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課程，在專業(yè)課程體 系建設(shè)中具有承上啟下的重要作用。通

2、過學(xué)習(xí)傳熱學(xué)課程，學(xué)生能夠獲得有關(guān)熱量傳遞規(guī)律的理論知識和傳熱問題的分析解決能力, 為今后從事能源與動力工程及相關(guān)方面的研究、教學(xué)、開發(fā)、制造、企業(yè)經(jīng)營管理等工作做好專業(yè) 知識的儲備。通過對傳熱學(xué)知識的掌握，有利于培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)和提高獲取應(yīng)用知識能力，使 學(xué)生能分析解決能源與動力工程專業(yè)領(lǐng)域的工程傳熱實際問題，能深入了解能源與動力工程專業(yè)領(lǐng) 域的技術(shù)發(fā)展動態(tài)及研究現(xiàn)狀，為學(xué)生分析工程中的能源合理有效利用、熱力設(shè)備效率的提高、熱 力設(shè)備節(jié)能降耗等提供有力工具。傳熱學(xué)課程還有利于學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提高，為 在本專業(yè)或其它相關(guān)專業(yè)繼續(xù)深造打下必要的基礎(chǔ)。（二）課程目標（根據(jù)課程特點和

3、對畢業(yè)要求的貢獻，確定課程目標。應(yīng)包括知識目標和能力 目標。）知識目標：課程目標1：導(dǎo)熱部分（第24章）掌握導(dǎo)熱的基本定律，能對無內(nèi)熱源的簡單幾何形狀的物體在常物性條件下的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱進行 熟練計算。深刻了解物體在加熱或冷卻條件下的溫度場及熱流量隨時間的變化規(guī)律，會用諾謨圖計 算簡單幾何形狀物體的加熱和冷卻過程，掌握導(dǎo)熱問題的數(shù)值解法的基本原理。課程目標2：對流傳熱部分（第57章）深刻理解各種因素對對流傳熱的影響，正確認識常見的各種對流傳熱的過程的特征，并能熟 練地應(yīng)用典型實驗關(guān)聯(lián)式進行對流傳熱計算。課程目標3：熱輻射及輻射傳熱部分（第89章）掌握輻射的基本定律和確定角系數(shù)的方法。會進行兩個以及三

4、個物體表面間的輻射傳熱的分5第二章穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)8210講授、討論、實驗1、5、6、7第三章非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱66講授、研究1、5、6第四章熱傳導(dǎo)問題的數(shù)值解法66講授、演示1、5、6第五章對流傳熱的理論基礎(chǔ)66講授、討論2、 5、 6、第六章單相對流傳熱的實驗關(guān)聯(lián) 式9211講授、討論、實 驗2、 5、 6、7第七章相變對流傳熱55講授、討論2、5、6第八章輻射基本定律和輻射特性55講授、討論3、5、6第九章輻射傳熱的計算66講授、討論3、5、6第十章傳熱過程分析與換熱器的 熱計算66講授、研究4、 5、 6、7、8合計60464注：1 .課程實踐學(xué)時按相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)計劃列入表格；.主要教學(xué)方法包括講授法

5、、討論法、演示法、研究型教學(xué)方法（基于問題、項目、案例 等教學(xué)方法）等。五、課程考核考核形式考核要求考核權(quán)重備注課堂表現(xiàn)出勤與課堂提問5%平時作業(yè)作業(yè)次數(shù)及質(zhì)量5%期中考試開卷10%課內(nèi)實驗實驗操作與分析處理10%期末考試閉卷70%注：1.分學(xué)期設(shè)置和考核的課程應(yīng)按學(xué)期分別填寫上表。.考核形式主要包括課堂表現(xiàn)、平時作業(yè)、階段測試、期中考試、期末考試、大作業(yè)、小 論文、項目設(shè)計和作品等。.考核要求包括作業(yè)次數(shù)、考試方式（開卷、閉卷）、項目設(shè)計要求等。.考核權(quán)重指該考核方式或途徑在總成績中所占比重。六、參考書目及學(xué)習(xí)資料（書名，主編，出版社，出版時間及版次）.傳熱學(xué)英文版，霍爾曼，機械工業(yè)出版社，

6、2011年9月第10版；.傳熱學(xué)，圓山重直（編），王世學(xué)（譯），北京大學(xué)出版社，2011年9月；.傳熱學(xué)，章熙民，中國建筑工業(yè)出版社，2014年8月第6版；.傳熱學(xué)要點與解題，王秋旺，西安交通大學(xué)出版社，2006年8月。七、大綱說明（內(nèi)容可包括課程基本要求、習(xí)題要求及其它一些必要的說明）.本課程的實驗要求見傳熱學(xué)A實驗教學(xué)大綱。.教學(xué)方法可采用多媒體動畫演示。.學(xué)生應(yīng)能使用常用介質(zhì)與材料的熱物性參數(shù)圖表,獨立完成至少60個計算題和20個思考題。析和計算。課程目標4：換熱器部分（第10章）掌握傳熱過程的分析與技術(shù)，能進行簡單的換熱器的設(shè)計及校核。能力目標：課程目標5：具備分析和解決問題的能力。熟

7、悉傳熱規(guī)律、各類傳熱機理及影響因素，熟悉 增強傳熱或削弱傳熱的方法和對傳熱現(xiàn)象進行實驗研究的方法。課程目標6：具備相當?shù)挠嬎闩c初步設(shè)計能力。掌握導(dǎo)熱、對流傳熱和輻射傳熱的基本公式， 可進行各種傳熱情況下的溫度和傳熱量的計算，了解換熱器的設(shè)計計算。課程目標7：具備傳熱工程實踐能力。通過實驗，初步掌握溫度、熱流量、導(dǎo)熱系數(shù)、傳熱 系數(shù)測量的基本方法和技能，有一定的測量儀表選用、處理實驗數(shù)據(jù)、實驗結(jié)果分析等實踐能力。課程目標8：具備獲取新知識的能力和創(chuàng)新意識能力。通過對傳熱學(xué)的學(xué)習(xí)，獲取能源與動 力工程相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的知識，對能源有效利用、熱力設(shè)備效率的提高、節(jié)能降耗技術(shù)等問題，從傳 熱學(xué)的角度進行分

8、析，提出自己的見解，具備換熱器設(shè)計、開發(fā)研究等方面的工作能力。注：工程類專業(yè)通識課程的課程目標應(yīng)覆蓋相應(yīng)的工程教育認證畢業(yè)要求通用標準；（三）課程目標與專業(yè)畢業(yè)要求指標點的對應(yīng)關(guān)系（認證專業(yè)專業(yè)必修課程填寫）本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計劃中畢業(yè)要求指標點1-12畢業(yè)要求1:具有運用工程工作所需的相關(guān)數(shù)學(xué)、自然科學(xué)以及經(jīng)濟和管理知識的能力；畢業(yè)要求2：系統(tǒng)掌握本專業(yè)領(lǐng)域?qū)拸V的、必需的技術(shù)理論基礎(chǔ)；畢業(yè)要求3：掌握本專業(yè)領(lǐng)域方向所必需的專業(yè)知識和基本技能，了解學(xué)科前沿及發(fā)展趨 勢，并對其它相關(guān)專業(yè)方向的知識有一定了解；畢業(yè)要求4：具有設(shè)計和實施工程實驗的能力，并能夠?qū)嶒灲Y(jié)果進行分析；畢業(yè)要求5：具有本專

9、業(yè)必需的制圖、計算、測試、基本工藝、操作、運行等技能；畢業(yè)要求6：具有追求創(chuàng)新的態(tài)度和意識，具有較強的工程實踐創(chuàng)新能力，掌握新能源動 力方面的基本創(chuàng)新方法，具有將交叉學(xué)科知識運用到解決工程問題的能力；畢業(yè)要求7：掌握文獻與資料檢索及運用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取有用信息的方法和手段；畢業(yè)要求8：能夠基于工程相關(guān)背景知識進行合理分析，評價能源與動力工程實踐和相關(guān) 工程問題的解決方案；畢業(yè)要求9：能正確認識終身學(xué)習(xí)的重要性，具備較強的自學(xué)能力、獨立分析解決問題的 能力和適應(yīng)社會發(fā)展的能力。課:畢業(yè)要求 指標點 課程目標1課程目標2課程目標3課程目標4課程目標5課程目標6課程目標7課程目標8畢業(yè)要求1/畢業(yè)要

10、求2/畢業(yè)要求3/畢業(yè)要求4/畢業(yè)要求5/畢業(yè)要求6Z/畢業(yè)要求7/畢業(yè)要求8/畢業(yè)要求9注：課程目標與畢業(yè)要求指標點對接的單元格中可輸入“/”，也可標注“H、M、L”。二 課程內(nèi)容與教學(xué)要求（按章撰寫）第一章緒論（一）課程內(nèi)容（1）傳熱學(xué)的研究內(nèi)容及其在科學(xué)技術(shù)和工程中的應(yīng)用；（2）熱能傳遞的三種基本方式；（3）傳熱過程和傳熱系數(shù)；（4）傳熱學(xué)的發(fā)展簡史和研究方法。（二）教學(xué)要求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流量的計算公式；會分析熱 量傳遞過程存在哪些環(huán)節(jié)，同一環(huán)節(jié)中有哪些熱量方式起作用，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；初步認識熱阻概念，理解熱

11、阻在分析傳熱問題中的重要地位。(三)重點與難點.重點熱量傳遞的三種基本方式，熱阻的引入，傳熱過程與傳熱系數(shù)。.難點通過熱電類比，理解熱阻的概念，并在熱流量的計算中利用熱阻簡化分析和計算。第二章穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)(一)課程內(nèi)容(1)導(dǎo)熱基本定律傅里葉定律(2)導(dǎo)熱問題的數(shù)學(xué)描寫；(3)典型一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的分析解；(4)通過肋片的導(dǎo)熱；(5)具有內(nèi)熱源的一維導(dǎo)熱問題；(6)多維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的求解。(二)教學(xué)要求掌握傅立葉定律，了解影響物質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)的主要因素及常用工程材料與介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)；針對 簡單幾何形狀的物體的導(dǎo)熱問題，會建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)描寫。能由導(dǎo)熱微分方程和定解條件求解常物性、無內(nèi)熱源的和有均勻內(nèi)熱

12、源的一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱物體內(nèi) 溫度場及熱流量；掌握平壁和圓筒壁導(dǎo)熱量以及多層壁界面溫度的計算。能夠用肋片導(dǎo)熱量計算式和效率曲線計算等截面直肋和圓環(huán)肋的導(dǎo)熱問題；理解有內(nèi)熱源的一 維導(dǎo)熱問題的分析計算；了解多維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的求解。(三)重點與難點.重點(1)應(yīng)用傅里葉定律進行分析與計算，會寫出具體導(dǎo)熱問題的導(dǎo)熱微分方程及其單值性條件;(2)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，能夠依據(jù)直角坐 標系下導(dǎo)熱微分方程和導(dǎo)熱過程單值性條件對常物性、無內(nèi)熱源、簡單幾何形狀的物體的一維穩(wěn)態(tài) 導(dǎo)熱問題進行分析計算。.難點傅里葉導(dǎo)熱定律的應(yīng)用，導(dǎo)熱通用微分方程的推導(dǎo)，求解簡單有內(nèi)熱源的一維導(dǎo)

13、熱問題。第三章非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱(-)課程內(nèi)容(1)非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的基本概念；(2)零維問題的分析法集中參數(shù)法；(3)典型一維物體非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的分析解;（4）半無限大物體的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱；（5）簡單幾何形狀物體多維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的分析解。（二）教學(xué)要求了解非穩(wěn)定導(dǎo)熱問題的特點及熱擴散率；掌握集中參數(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)用諾謨圖或近似計算公式進行工程計算，了 解半無限大物體非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的基本概念；會用乘積解法計算簡單條件的二維或三維導(dǎo)熱問題。（三）重點與難點L重點重點掌握非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程的規(guī)律和特點，畢渥數(shù)、傅立葉數(shù)的物理意義，一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的解 析解，

14、集總參數(shù)法的計算。.難點Fo數(shù)和Bi數(shù)對非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程的影響；多維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的乘積解法。第四章熱傳導(dǎo)問題的數(shù)值解法（-）課程內(nèi)容（1）導(dǎo)熱問題數(shù)值求解的基本思想；（2）內(nèi)節(jié)點離散方程的建立及代數(shù)方程的求解；（3）邊界節(jié)點離散方程的建立及代數(shù)方程的求解；（4）非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的數(shù)值解法。（二）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；掌握離散化方法，了解向前差分、向后差分和 中心差分；掌握單元體熱平衡法建立差分方程；能對二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題建立有限差分方程并用迭代 法進行求解；能用有限差分方法求解一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題。（三）重點與難點.重點用熱平衡法導(dǎo)出二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的內(nèi)部節(jié)點及常見邊界條件下

15、邊界節(jié)點的離散方程。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。.難點從物理概念上了解數(shù)值解的穩(wěn)定性條件，能通過上機計算二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱物體中的溫度分布及導(dǎo) 熱量。第五章對流傳熱的理論基礎(chǔ)（-）課程內(nèi)容（1）對流傳熱概述；（2）對流傳熱問題的數(shù)學(xué)描寫；（3）邊界層對流傳熱問題的數(shù)學(xué)描寫；（4）流體外掠平板傳熱層流分析解及比擬理論。（二）教學(xué)要求掌握牛頓冷卻公式，了解描寫常物性流體對流換熱的微分方程組及定解條件；了解影響對 流換熱的因素；掌握流動邊界層和溫度邊界層概念，了解邊界層微分方程組的導(dǎo)出；著重理解 流體層流流動時能量微分方程的邊界層簡化方法及這一簡化的物理和數(shù)學(xué)意義；了解求解外掠

16、平板層流換熱問題的方法。（三）重點與難點L重點邊界層的概念及應(yīng)用，對流換熱微分方程組的導(dǎo)出方法、各項意義及各方程組之間的聯(lián)系。.難點典型邊界層的形成與發(fā)展狀況，邊界層數(shù)量級分析法的基本原理，基本的對流傳熱相似特征數(shù) 的意義及它們間的函數(shù)關(guān)系。第六章單相對流傳熱的實驗關(guān)聯(lián)式（-）課程內(nèi)容（1）相似原理及量綱分析；（2）相似原理的應(yīng)用；（3）內(nèi)部強制對流傳熱的實驗關(guān)聯(lián)式；（4）外部強制對流傳熱流體橫掠單管、球體及管束的實驗關(guān)聯(lián)式；（5）大空間與有限空間內(nèi)自然對流傳熱的實驗關(guān)聯(lián)式。（二）教學(xué)要求理解相似原理或量綱分析在指導(dǎo)對流換熱實驗中的作用。掌握實驗數(shù)據(jù)的整理方法；了解近似 ?；妥阅；趯嶒灱夹g(shù)

17、中的作用；理解各種典型對流傳熱過程的流動圖像，并能從流動圖像定性 地判斷局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的變化。掌握管內(nèi)換熱入口段與充分發(fā)展段的概念；掌握定型尺寸和定性 溫度的概念；能正確和熟練地運用準則方程實驗關(guān)聯(lián)式計算下列情形下的對流換熱：圓管及非圓形 通道內(nèi)強制對流換熱，外掠單管及管束強制對流換熱，簡單形狀物體的大空間自然對流換熱。了解 有限空間自然對流換熱的概念；掌握強化單相流體對流換熱的途徑。（三）重點與難點.重點管內(nèi)受迫對流傳熱、外掠圓管及管束傳熱、自然對流換熱的換熱機理、影響因素及強化換熱的 基本途徑，準則關(guān)聯(lián)式的選用方法及其應(yīng)用范圍。2灘點各對流傳熱方式的邊界層形成特點，傳熱系數(shù)的變化趨勢。第

18、七章相變對流傳熱（一）課程內(nèi)容（1）凝結(jié)傳熱的模式；（2）膜狀凝結(jié)分析解及計算關(guān)聯(lián)式；（3）膜狀凝結(jié)的影響因素及其傳熱強化；（4）沸騰傳熱的模式；（5）大容器沸騰傳熱的實驗關(guān)聯(lián)式；（6）沸騰傳熱的影響因素及其強化。（二）教學(xué)要求了解珠狀凝結(jié)和膜狀凝結(jié)的現(xiàn)象，理解豎壁上純凈蒸汽層流膜狀凝結(jié)換熱的分析解；能正確應(yīng) 用豎管外和豎壁上與水平管和管束外凝結(jié)換熱的計算公式進行計算，了解影響凝結(jié)換熱的主要因素 及強化途徑；理解確定臨界熱流密度的工程意義；了解大容器的飽和核態(tài)沸騰換熱、臨界熱流密度； 了解影響沸騰換熱的主要因素及強化途徑。（三）重點與難點.重點膜狀凝結(jié)換熱與珠狀凝結(jié)換熱的換熱機理及特點，影響膜

19、狀凝結(jié)換熱的因素及增強換熱的措施; 飽和沸騰過程的基本特征，大容器飽和沸騰曲線上的核態(tài)沸騰區(qū)，臨界點和過渡沸騰、穩(wěn)定膜態(tài)沸 騰區(qū)。.難點理解膜狀凝結(jié)傳熱的主要熱阻是液膜層的厚度，強化凝結(jié)傳熱的基本原則。強化沸騰傳熱的根 本途徑是增加汽化核心數(shù)。第八章輻射基本定律和輻射特性（-）課程內(nèi)容（1）熱輻射現(xiàn)象的基本概念；（2）黑體輻射的基本定律；（3）固體和液體的輻射特性；（4）實際物體對輻射能的吸收與輻射的關(guān)系；（5）太陽與環(huán)境輻射。（二）教學(xué)要求理解熱輻射的本質(zhì)、基本特征，掌握熱輻射的基本定律。了解影響實際物體表面輻射特性的因 素，表面輻射特性的重點是總吸收比和發(fā)射率；掌握漫射表面和灰體的概念，黑

20、體和灰體表面輻射 特性的異同；理解漫灰表面概念對簡化輻射換熱工程計算的重要意義；理解大多數(shù)工程材料在表面 溫差不很大時可作為漫灰體處理；了解太陽與環(huán)境輻射。（三）重點與難點.重點掌握黑體、灰體、漫射體、發(fā)射率、吸收率等基本概念，掌握黑體的幾個基本定律的內(nèi)容，黑體輻射函數(shù)表的應(yīng)用，通過基爾霍夫定律理解物體吸收比和發(fā)射率之間的關(guān)系。.難點灰體的定義，基爾霍夫定律應(yīng)用于漫射灰體時的簡化原理，實際物體的輻射和吸收特性。第九章輻射傳熱的計算（一）課程內(nèi)容（1）輻射傳熱的角系數(shù)；（2）兩表面封閉系統(tǒng)的輻射傳熱；（3）多表面系統(tǒng)的輻射傳熱；（4）氣體輻射的特點及計算；（5）輻射傳熱的控制（強化與削弱）；（6

21、）綜合傳熱問題分析。（二）教學(xué)要求理解角系數(shù)的定義和性質(zhì)，了解角系數(shù)是純幾何因子，與表面溫度及發(fā)射率無關(guān)，是在假設(shè)所 研究的表面是漫射的以及在所研究表面的不同地點上向外發(fā)射的輻射熱流密度均勻的條件下才成立; 能應(yīng)用工程圖表查取角系數(shù)；學(xué)會角系數(shù)的代數(shù)分析法；掌握有效輻射的概念，了解封閉腔的意義； 掌握簡單幾何條件下，被透明介質(zhì)隔開的漫灰表面間輻射換熱的計算；能用有效輻射概念和網(wǎng)絡(luò)法 對二個和三個表面之間的輻射換熱進行計算；掌握輻射換熱的強化與削弱的途徑；了解氣體輻射特 點和影響氣體輻射發(fā)射率的因素；掌握強化和削弱輻射傳熱的方法。（三）重點與難點L重點理解有效輻射，掌握角系數(shù)的計算方法，表面輻射熱阻和空間輻射熱阻的引入，用熱阻來分析 輻射傳熱計算。.難點三個表面封閉系統(tǒng)的兩個特例，一是含有黑表面，另一是含有