《传热学5》课程教学大纲.docx

《《传热学5》课程教学大纲.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《传热学5》课程教学大纲.docx（11页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、传热学5教学大纲一、课程基本信息课程名称传热学Heat Transfer课程编码CNE210311035开课院部石大山能新能源学院课程团队传热学学分3.5课内学时56讲授56实验0上机0实践0课外学时56适用专业能源与动力工程授课语言中文先修课程高等数学(2-1).大学物理(2-1).高等数学(2-2)、大学物理实验(2-1).大学物理(2-2)、大学物理实验(2-2).线性代数课程简介(必修)传热学是研究温差作用下热能传递规律的一门学科。本课程为能源与动力工程专业的学科基础课程，是专业核心课程，为学生分析和 解决能源与动力工程领域内与热量传递有关的问题提供理论基础。课程的主要内容有导热的基本

2、理论、稳态导热与非稳态导热的分析与计 算、导热问题的数值方法、对流传热的理论基础、单相对流传热的实验关联式、相变传热的原理与计算、热辐射的基本定律及辐射特性、 辐射传热的计算、传热过程分析与换热器热计算等。通过学习，使学生掌握热能传递的基本概念和基本原理，具备对复杂工程传热问题进 行分析和计算能力，并能够判断结果的合理性。同时通过课程学习，培养学生的家国情怀和诚实守则的职业规范、工程意识和素养。Heat transfer is a subject concerned about the laws of thermal energy transfer caused by temperature

3、difference, which is a basic disciplinary and core professional course for the major of Energy and Power Engineering. It provides theoretical basis and basic method for students to analyze and solve the problems of heat transfer in the field of energy and power engineering . The contents of the cour

4、se includes: the basic theory of thermal conduction, steady heat conduction and unsteady heat conduction, the principle of convective heat transfer, the experimental correlations of single phase fluid, the principle and engineering calculation of phase change heat transfer, the basic law of thermal

5、radiation and radiation characteristic, the calculation of radiant heat transfer, heat transfer analysis and thermal calculation of heat exchanger. The course objective is to make students grasp the basic concepts and principles of thermal energy transfer, be able to analyze and calculate complex en

6、gineering heat transfer problems, and to judge the reasonableness of the results. At the same time, the national feelings and honesty code of professional norms, engineering awareness and quality can be trained by course.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1Ml宏观上理解传热学课程的理论框架，理解和应用不同热量传递方式的基本概念、基本

7、特征、基本原 理，并能够对工程中的简单问题进行求解。是1.22M2理解热传导、对流传热和热辐射中典型热量传递过程的特征，能够基于过程特点建立物理模型和数 学模型，能够采用恰当的方法进行计算，并对计算结果的准确性进行判断和分析。是2. 13M3掌握传热学实验研究的基本原理和方法，能够根据工程或研究需要设计出可行的实验方案。是8. 18. 1三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课 程目标课内 学时教学方式课外 学时课外环节11. 1L1绪论传热学的研究内容，连续介质假定，传热学与工程热力学的关 系，传热学的应用。Ml1讲授0.5/21.21.2热能传递的三 种方式热传导，热对流，热辐射。

8、M21讲授0.5作业31.31.3传热过程和传 热系数传热方程式，热阻，传热热阻Ml1讲授1作业41.41.4传热学中的能 量守恒原理（补充 内容）控制容积的能量守恒原理，控制表面的能量守恒，例题。Ml1讲授1作业，单 元测试52. 12.1导热基本定律-傅里叶定律各类物质的导热机理，温度场，导热基本定律，导热系数，工 程导热材料的一般分类。M21讲授0.5/62.22.2导热问题的数 学描述导热微分方程，定解条件，热扩散率的物理意义，傅里叶定律 及导热微分方程的适用范围。Ml1讲授0.5/72.32. 3典型一维稳态 导热的分析解通过平壁的导热，通过圆筒壁的导热，通过球壳的导热，带第 二类、

9、第三类边界条件的一维导热问题，变截面或变导热系数 的一维问题，具有内热源的一维稳态导热。M22案例式教 学2作业82.42.4通过肋片的导通过等截面直肋的导热，肋效率与肋面总效率，接触热阻。M32案例式教2作业热学93. 13. 1非稳态导热的 基本概念非稳态过程的特点及类型，第三类边界条件下Bi数对平板中温 度分布的影响。Ml1讲授/103.23. 2零维问题的分 析法一集中参数法集中参数法温度场的分析解，导热量计算式，时间常数与傅里 叶数，集中参数法的适用范围。实验1 ： Bi 0. 1物体在空气中 自然冷却规律实验。M23案例教 学，实验/作业，实 验报告113.33. 3典型一维非稳

10、态导热的分析解三种几何形状物体的温度场分析解，非稳态导热正规状况阶段 分析解的简化，非稳态导热正规状况阶段的工程计算方法，分 析解使用范围的推广及F。、Bi对过程影响的讨论，简单几何形 状多维非稳态导热的分析解。M32案例讲授1作业123.43.4半无限大物体 的非稳态导热三种边界条件下半无限大物体温度场的分析解，导热量的计算 公式，分析解的讨论。Ml1讲授2作业，单 元测验134. 14.1导热问题数值 求解的基本思想基本思想，导热问题数值求解基本步骤。Ml1讲授0/144.24. 2离散方程的建 立方法泰勒级数展开法，热平衡法，边界节点离散方程的建立，求解 代数方程的迭代法Ml1讲授0/1

11、54.34. 3非稳态导热的 数值方法时间-空间区域的离散化，非稳态导热的隐式格式，边界节点的 离散方程。M21讲授6研究性大 作业165. 15.1对流传热概说对流传热的影响因素，对流传热现象的分类，对流传热的研究 方法，如何从解得的温度场计算表面传热系数Ml1讲授0/175.25. 2对流传热问题 的数学描写运动流体能量方程的推导，对流传热问题完整的数学描写。Ml1讲授1/185.35. 3边界层型对流 传热问题的数学描 写流动边界层及边界层动量方程，热边界层及热边界层能量方 程，二维稳态边界层型对流传热问题的数学描述。M21讲授1/195.45.4流体外掠平板 传热层流分析解及流体外掠等

12、温平板传热的层流分析解，特征数方程，普朗特数 的物理意义，外掠平板对流传热的工程计算。M21讲授1作业比拟理论205.55. 5相似原理与量 纲分析物理现象相似的定义，相似原理的基本内容，导出相似特征数 的两种方法。Ml1讲授1作业215.65. 6相似原理的应用应用相似原理指导实验的安排及实验数据的整理，应用相似原 理指导模化实验，应用相似特征数应注意之点，对实验关联式 准确性的正确认识。M21讲授1作业，单 元测试226. 16. 1内部强制对流 传热的实验关联式内部流动强制对流传热的特点，管槽内湍流强制对流传热的关 联式，层流强制对流传热关联式。M31讲授1作业236.26. 2外部强制

13、对流 传热流体横掠单管的实验结果，流体外掠球体的实验结果，流体横 掠管束的实验结果。M31讲授1作业246.36.3射流冲击的实 验关联式单个圆喷嘴射流的流场结构及局部换热强度的分布特点，单个 圆喷嘴射流平均传热特性的实验关联式，单个狭缝喷嘴射流平 均传热特性的实验关联式。Ml0自主学习1/256.46.4大空间及有限 空间内自然对流传 热的实验关联式自然对流传热现象的特点，自然对流传热的控制方程与相似特 征数，大空间自然对流传热的实验关联式，有限空间自然对流 传热的实验关联式，混和对流简介。实验2：空气横掠单管的 自然对流传热。M23.5案例教 学，实验1作业266.56.5微细通道内的 流

14、动与传热及纳米 流体传热简介微通道内气体的流动与传热，微通道内液体的流动与传热，纳 米流体的流动与传热。Ml0.5讲授1/276. 66.6强化单相对流 传热的技术、机理 及性能评价强化传热概说，强化对流传热的常用技术M21讨论1作业，单 元测试287. 17. 1凝结传热珠状凝结与膜状凝结，凝结液构成了蒸汽与壁面间的主要热 阻，膜状凝结是工程设计的主要依据，努赛尔蒸汽层流膜状凝 结的分析解，竖直管与水平管的比较与实验验证，湍流膜状凝 结，膜状凝结的影响因素。M21.5讲授，自 主学习3作业297.27. 2沸腾传热大容器饱和沸腾曲线，临界热流密度及其工程意义，气泡动力 学简介，大容器沸腾传热

15、的实验关联式，影响沸腾传热的因 素。M21.5讲授，自 主学习2作业，单 元测试307.37. 3热管简介热管的工作原理，热管壳体材料与工质之间的相容性，热管中 各个传递环节的热阻分析，热管的应用。Ml0自主学习1/318. 18.1热辐射基本概 念热辐射定义及区别于导热对流的特点，从电磁波的角度描述热 辐射的特性，黑体模型及重要性。Ml1讲授0/328.28. 2黑体辐射的基 本定律斯蒂藩-玻耳兹曼定律，普朗克定律，兰贝特定律。M21讲授0作业338.38.3固体和液体的 辐射特性实际物体的辐射力，实际物体的光谱辐射力，实际物体的定向 辐射强度，定向发射率，影响物体发射率的因素。Ml1讲授1

16、/348.48. 4气体的辐射特 性及计算气体辐射的特点，光谱辐射能在气层中的定向传递，平均射线 程长的计算，水蒸气、二氧化碳发射率、吸收比的经验确定曲 线。Ml0.2讲授0.5/358.58. 5实际物体对辐 射能的吸收与辐射 的关系实际物体的吸收比，光谱吸收比，实际物体的吸收具有选择 性，灰体的概念及其应用，基尔霍夫定律，温室效应。M20.8讲授，自 主学习1. 5作业368.68.6太阳与环境辐 射太阳常数，太阳能穿过大气层的削弱，环境辐射，部分物体对 太阳能的吸收比。M20自主学习1单元测试379. 19. 1辐射传热的角 系数角系数的定义及计算假定，角系数的性质，相对性，完整性， 可

17、加性，角系数的计算方法，代数分析法。M21讲授/作业389.29. 2两表面封闭系 统的辐射传热封闭腔模型，两黑体表面组成的封闭腔，有效辐射和投射辐 射，两个漫灰表面组成的封闭腔辐射传热。M21讲授/作业399.39.3多表面系统辐 射传热两表面换热系统的辐射网络，多表面封闭系统网络法求解的实 施步骤，三表面封闭系统的两种特殊情形，多表面封闭系统传 热计算的几点说明，遮热板的原理及工程应用。M21.5讲授2作业409.49.4有气体参与的气体与黑体包壳间的辐射传热计算。Ml0.5讲授1/辐射传热的计算419.59. 5辐射传热的控 制（强化与削弱）控制物体间表面辐射传热的方法，遮热板的原理及应

18、用，遮热 罩抽气式热电偶为什么能减少气体温度测量的误差。Ml1讲授，自 主学习2作业，单 元测试4210. 110.1传热过程的 分析与计算通过平壁传热过程的计算，通过圆筒壁传热过程的计算，通过 肋壁传热过程的计算，临界热绝缘直径。M31讲授/作业4310.210. 3换热器传热 过程平均温差的计 算简单顺、逆流换热器平均温差的计算，对数平均温差，其他复 杂流时平均温差的计算，不同流动布置形式的比较。M31讲授1作业4410.410.4间壁式换热 器的热设计两种类型的设计与两种设计方法，换热器热设计的平均温差 法，换热器热设计的效能-单元数法，换热器的效能及计算，采 用 NTU法计算换热器的步

19、骤，换热器的污垢热阻。M21.5讲授，自 主学习2作业4510.510. 5热量传递过 程的控制强化传热过程要抓住主要环节，强化对流传热技术的分类，隔 热保温技术。M20.5讲授，讨 论2作业，单 元测试四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1考试闭卷考试，满分100分，占总成绩的60乳 其中课程目标1、课程目标2分别约占40%和60乳60%2课堂表现在传统PPT授课基础上引入雨课堂，增加对当堂知识点的测试、提高课堂讨论互动气氛。将所有雨课堂测试分值的总和 按10%计入总成绩。10%3单元测试每章结束后，在规定的时间内在玄课堂上进行单兀测试。取所有测试的平均分按10炕十入总成绩。10%4作业

20、1 .周周有作业，按课程目标布置，按评分标准打分。取不同目标作业的平均值按目标一 5%、目标二5%和目标二2抗十入 总成绩（合计12%）。2 .考试成绩与作业成绩相差30分及以上者，以考试成绩/100作为系数，乘以教师记录的作业成绩，作为实际的作业成 绩。12%5课程项目给定具体的实际问题，要求根据基本传热学原理采用实验手段进行研究，给出相应的实验方案，最后形成实验设计报 告。按评分标准积分，占总成绩的8%。8%6考勤每次课均打卡考勤。考勤不占成绩，但会影响总成绩：1）迟到1次扣1分；2）每缺1节课扣2分；3）打卡考勤作弊 者：每次扣10分；2次及以上者，取消考试资格；4）请假者：3次及以上者

21、扣5分，5次及以上者，取消考试资格。以0%五、评分细则上分值均为最后的总成绩。教师登录校园APP确定学生的考勤情况。序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml考试50%（见试卷评分标准）2Ml课堂表现15%客观题，依据实际分数3Ml单元测试10%客观题，线上测试，依据实际分数4Ml作业15%A-独立思考、按时完成，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确。B-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确。c-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确。D-作业抄袭，未能按时完成,，解题思路不清晰，解答潦草。5M2考试60%（见试卷评分

22、标准）6M2作业40%A-独立思考、按时完成，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确。B-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确。c-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确。D-作业抄袭，未能按时完成,，解题思路不清晰，解答潦草。7M3作业60%A-独立思考、按时完成，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确。B-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确。c-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确， D-作业抄袭，未能按时完成,，解题思路不清晰，解答潦草。

23、8M3课程项目40%85-100 ：方程离散正确无误，计算结果准确，论文格式规范、内容完整，计算讨论分析充实、详实；70-84 ：方程离散正确无误，计算结果准确，论文格式规范、内容完整，但计算讨论分析不充实；60-69 ：能够准确地离散方程，计算结果基本正确，研究论文较为规范、内容基本完整，但是计算讨论分析 不充实；60 ：不能正确离散方程，程序无结果或结果小止确，研究论文格式不规范、内容缺失严重，计算分析简单 笼统。评分等级说明：A, B, C, D, E = 90-100, 80-89, 70-79, 60-69, 0-59; A, B, C, D = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B, C = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B = 80-100, 0-79六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书|传热学（第五版），陶文锭，高等教育出版社，2019. 07, ISBN:978-7-04-051422-3. （*主教材）2图书1传热学（第六版），章熙民，中国建筑工业出版社，2018. 04, ISBN:978-7-112-16553-7.