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1、 传热学传热学 教学大纲一、课程说明一、课程说明课程编号： 100104Z10课程名称：传热学/Heat Transfer课程类别：专业核心课程学时/学分：56/3.5先修课程：工程热力学、流体力学适用专业：能源与动力工程、建筑环境与能源应用工程教材、教学参考书：1 杨世铭，陶文铨， 传热学 ，高等教育出版社，2006（第四版）2 TL Bergman，AS Lavine，FP Incropera，DP DeWitt， Fundamentals of Heat and Mass Transfer（7th edition） ，John Wiley & Sons, Inc.，20113 弗兰克 P
2、.英克鲁佩勒等著，葛新石等译，传热和传质基本原理，化学工业出版社，2007（第六版）4 弗兰克 P.英克鲁佩勒等著，叶宏等译，传热和传质基本原理习题详解，第六版化学工业出版社，2007（第一版）二、课程设置的目的意义二、课程设置的目的意义本课程是四年制本科能源与动力工程、建筑环境与能源应用工程专业的一门专业核心课。课程设置的目的是通过本课程的学习，学生能理解和把握热量传递的基本方式及机理,掌握热量传递基本方式情况下的传热量计算以及部分情况下的温度分布计算,对换热器有初步的认识，能进行换热器简单的热设计，能理解传热增强与削弱的原理及应用方法。该课程的学习将为后续专业课程学习以及日后从事的与炉窑热
3、工、制冷与空调、动力机械、检测与控制技术等相关的研究、设计与管理工作等打下必要的基础。三、课程的基本要求三、课程的基本要求知识：熟练掌握导热、对流换热及热辐射大部分情况下的传热量计算；透彻理解该三种基本传热方式的传热机理并能将其应用于工程实际问题的分析；熟悉换热器的工作原理，掌握换热器热计算的基本理论。能力：通过对传热学实际问题的分析，提高学生解决工程实际问题的能力，提高学生计算和分析求解的能力；通过对问题的讨论，提高学生的发现、思辨和表达的能力。素质：理解传热学应用分析的思维模式，建立热能工程师必须具备的热平衡思想；通过课外导学的教学模式，提升学生自主学习的意识，形成能适应社会，自主发展的素
4、质；通过课程中的讨论，培养和提高学生沟通交流的素质。四、教学内容、重点难点及教学设计四、教学内容、重点难点及教学设计学时分配学时分配 章节章节教学内容教学内容总总 学学 时时讲课讲课 ( (含研讨含研讨) )实践实践教学重点教学重点教学难点教学难点教学方案设计（含教学方教学方案设计（含教学方 法、教学手段）法、教学手段）第 1 章热量传递基本方 式；传热过程， 传热分析方法440热量传递基 本方式传热学的热 平衡分析方 法和热阻法首先建立与学生的良好互动关 系,交代传热学学习要求和目的。 预先要求学生准备传热学应用 范围和实例及三种传热方式进 行课堂讲述，讲述以示例引入； 补充一些难以思考到的
5、知识点。第 2 章傅里叶导热定律； 导热微分方程与 定解条件；稳态 导热问题求解1110.50.5傅里叶导热 定律、导热 微分方程， 平板及圆筒 壁导热，肋 片分析导热微分方 程，多层变 导热系数处 理，等直肋 片的分析导热微分方程让学生推导和教 师补充说明带动理解，增加讨 论，部分内容交由学生预习完 成，一维导热问题处理结合传 热过程进行，提前讲述将临界 热绝缘直径置于圆筒壁导热部 分，等直肋片分析突出一维模 型的建立，强调思想，多维问 题处理从略第 3 章非稳态导热概述， 集总参数法，精 确分析法，多维， 半无限大区域30非稳态导热 过程的分析， 集中参数法， 一维物体非 稳态导热集中参数
6、法， 一维物体非 稳态导热学生预习+课堂演示（非稳态导 热应用）+教师点评提高学生课 堂参与兴趣。抓住方法核心， 淡化数学推导讲述集中参数法 及一维非稳态导热的图解法第 4 章稳态导热数值计 算，非稳态导热 数值计算20有限差分法 的思想，稳 定性判断离散方程推 导将稳态和非稳态两部分内容分 开，分别在多维稳态和多维非 稳态部分讲述，形成温故知新 效果，强调思想，淡化推导第 5 章对流传热过程简 介，边界层简介， 边界层的相似与 比拟理论50边界层理论， 边界层的相 似与比拟理 论能量方程推 导，边界层 微分方程推 导，相似理 论对流换热的影响因素及分类和 推导难点部分可提前要求学生 预习并演
7、示。以纵掠平板对流 换热为例，加强相似分析法的 实际使用第 6 章外部流动对流传 热（纵掠平板及 横掠单管、管束） ； 内部流动对流传 热；自然对流传 热109.50.5边界层分离、 单管换热规 律，内部流 动流动及换 热特征，流 动及换热随 流体温度变 化，自然对 流驱动力， Gr 数单管、管束 换热规律， 流动及换热 随流体温度 变化的规律， 竖板上自然 对流换热分 析考虑系统性，以外部流动问题 统领纵掠平板与横掠单管、管 束问题，加强学生对问题更深 刻的理解，侧重机理分析和计 算练习第 7 章蒸汽凝结传热， 流体沸腾传热20传热模式， 膜状凝结分 析，膜状凝 结影响因素 及其强化传 热膜
8、状凝结分 析的假设， 临界热流密 度点抓住要点分析，将二者的共同 点提取分析，影响因素和强化 换热可预留学生讲述第 8 章热辐射基本概念， 黑体辐射，实际 物体辐射40黑体辐射， 黑度和吸收 比的定义及 其影响因素， 基尔霍夫定 律兰贝特定律， 吸收比定义 及其影响因 素，基尔霍 夫定律学生预习、课堂教学和课后作 业有机结合。黑度与吸收比讲 授重在对比，兰贝特定律重在 可见面积概念，区别辐射能的 发射和接收第 9 章角系数，表面间 辐射传热，辐射 换热的强化和削 弱，气体辐射65.50.5角系数，表 面间辐射换 热计算，气 体辐射换热 计算角系数积分 计算，辐射 换热时的测 量误差分析， 气体
9、反射率、 吸收比计算讲课前以题目形式针对性提出 课堂讲授内容的疑问给学生， 要求预先阅读教材并能在课堂 回答。课堂通过提问及回答的 方式加强学生对教材内容的正 确理解。第 10 章换热器简介,对数 平均温差，换热 器热计算，传热 单元数和换热器 效能定义，关系 式推导43.50.5间壁式换热 器温度分布 及特点，对 数平均温差 和换热器效 能传热单 元数表达式 推导，换热 器热计算对数平均温 差表达式， 换热器效能 传热单元 数表达式推 导安排更多的预习，提供更有主 动性的预习题，使课堂少讲， 增加学生的训练时间总复习110其它400(包括阶段性考试和假日)注：实践分配学时用于课堂对实验理论等
10、的讲解。注：实践分配学时用于课堂对实验理论等的讲解。五、实践教学内容和基本要求五、实践教学内容和基本要求 实验名称实验名称实验内容实验内容 学时学时基本要求基本要求肋片（伸展体） 传热特性实验测定空气横掠单管（伸展体）时被 加热的温度分布，与理论计算相比， 分析误差原因。利用温度分布，确 定对流换热系数2熟练掌握测温仪表的应用，加深理 解肋片分析理论中温辐射时物体 黑度的测试利用对比法测定物体黑度2理解将物体黑度的测定转化为温度 测定的要点间壁式换热器中 传热系数和表面 传热系数的测定计算传热系数 K 及表面传热系数 h；绘制 NuRe 关系式曲线；给出 NuRe 实验关联式4学习正确使用各种
11、测量仪表；正确 理解测量方法；对实验结果进行分 析和讨论。6 6、考核方式及成绩评定考核方式及成绩评定考核方式采用多种形式、多个阶段（平时测试、作业测评、课堂讨论和期末考核等） 、的全过程考核；考核内容重点考核学生获取知识、应用知识分析问题和解决问题的能力，创新能力也得到体现；成绩评定加大了过程考核及阶段性考核的成绩比例（原则上40%） ，减少了期末成绩的占分比例。考核方式考核方式考核内容考核内容成绩比例成绩比例 （% %）备注备注期末考试分析问题和解决问题的能力50平时测试、作业测评获取知识，应用知识解决问题的能 力20课堂讨论交流、思辨和创新的能力15学生自评课堂考勤主动性和团队素质15抽查七、大纲主撰人：陈红荣七、大纲主撰人：陈红荣 大纲审核人：闫红杰大纲审核人：闫红杰