传热学B（双语）

一、课程介绍

《传热学B》是面向车辆工程专业本科生开设的一门学科基础必修课。本课程在《工程热力学B》课程学习的基础上，进一步介绍传热过程的机理、规律等内容，具体包括稳态导热、非稳态导热的传热分析、自然对流换热、强制对流换热、辐射以及辐射换热问题的研究。

Introduction

Heat transfer is a discipline fundamental compulsory course for undergraduate students of automotive engineering. The course 'Engineering Thermodynamics ' is the prerequisite course. Heat Transfer B will introduce mechanism and laws of heat transfer process, such as steady heat conduction, unsteady heat conduction, single phase natural convection, single phase forced convection, radiation and radiation heat exchange.

课程基本信息

二、教学大纲

1、教学目的

传热学是研究热量传递规律及应用的工程技术学科，是工科机械大类专业的主干技术基础课。

本课程的教学目的，是使学生获得比较宽广和扎实的热量传递规律的基础知识，具备分析工程传热问题的基本能力，掌握解决工程传热问题的基本方法，并具备一定的计算能力及实验技能。通过本课程的学习，不仅为学生学习有关的专业课程提供基本的理论和技能，也为以后学生从事工程设计及研究等方面的工作打下必要的专业基础。

2、教学要求

1. 理解和掌握热量传递的三种基本方式的机理、规律及其应用。

2.理解和掌握导热过程的微观机理及影响导热系数的主要因素，导热微分方程的物理意义，利用导热微分方程对稳态及非稳态热传导过程进行正确分析并得到分析解。

3. 掌握强制对流换热、自然对流换热的物理特征，理解并掌握不同特征数的物理意义及所对应的对流传热现象的准则关系式。

4. 掌握热辐射的本质和描述热辐射的基本概念，掌握热辐射的基本定律。

5. 能够计算复合换热过程和传热过程。

6. 要求学生进行传热学的开放性实验，通过实验掌握传热的基本测量方法和技能。

3、预备知识或先修课程要求 

选修本课程的学生应掌握有关机械设计及制造的基础知识，必要的先修课程有工程流体力学，材料力学，热力学等课程。

4、教学方式

理论教学已课堂教授为主，配以适当的讨论。课堂讲授中采用多媒体授课和板书授课相结合；实验部分以学生分组操作为主，教师仅起指导及监督作用。

5、实验环境和设备

实验环境：热能工程实验室传热学实验间

实验设备：稳态平板法测定绝热材料的导热系数、水自然对流表面传热系数的测定。

6、课程教学内容及学时分配

第1章  绪论(Introduction)（2学时）

1.1  传热学的研究内容及应用 ( What and How )

1.2  热能传递的三种基本方式 ( Physical Origins and Rate Equations )

1.3  传热过程和传热系数 ( Overall heat transfer process and coefficient )

教学重点：大致了解传热学的研究目的、任务、应用、导热基本概念，热量传递的三种基本方式的定义及传热规律;

难点：传热过程和热阻

习题作业：9、12、20

第2章  稳态热传导 ( Steady State Conduction )（4学时）

2.1  导热基本定律 ( Rate Equation for Conduction )

2.2  导热问题的数学描写 ( Mathematical Formulation of Conduction )

2.3  典型一维稳态导热问题的分析解 ( Analytical Solution of one-dimensional steady-state conduction )

教学重点：傅里叶定律的物理意义，温度场、导热系数、热流密度、边界条件、热扩散率的定义及物理意义，对三类边界条件的规定，

难点：导热微分方程及定解条件，通过平壁、圆筒壁一维稳态导热的分析解。

习题作业：4、9、14、18

第3章  非稳态导热 ( Transient Conduction )（6学时）

3.1  非稳态导热的基本概念 ( Introduction of Transient Conduction )

3.2  集中参数法的简化分析 ( Lumped Capacitance Method )

3.3  一维非稳态导热的分析解 ( Analytical Solutions to 1-D Transient Conduction Problems )

教学重点：非稳态导热的特征，特征数的定义，毕渥数以及傅里叶数的定义及物理意义，时间常数，集中参数法，一维非稳态导热的分析解。

难点：集中参数法的判别前提，诺谟图的具体应用。

习题作业：10、13、21

第4章  对流传热的理论基础 ( Principles of Convection )（4学时）

4.1  对流传热概说 ( Introduction of Convection )

4.2  对流传热问题的数学描写 ( Mathematic Description of Convective Heat Transfer )

4.3  边界层型对流传热问题的数学描写 ( Mathematic Description of 2-D, Steady-state Convection with B.L.)

4.4  流体外掠等温平板传热层流分析解 ( Laminar Flow over an Isothermal Plate )

教学重点：对流传热的实质，边界层的定义及物理意义，特征数方程，各特征数的定义及物理意义，表面传热系数的定义及物理意义。

难点：流体外掠等温平板传热的特征数方程及应用条件。

习题作业：3、8、20

第5章  单相对流传热的实验关联式( Empirical Relations of Convection )（6学时）

5.1  相似原理与量纲分析 ( Similarity Principle and Dimensional Analysis )

5.2  相似原理的应用 ( Application of Similarity Principle )

5.3  内部强制对流传热的实验关联式 ( Forced-convection Correlations of Internal Flow )

5.4  外部强制对流传热的实验关联式 ( Forced-convection Correlations of External Flow )

5.5  自然对流传热的实验关联式 ( Natural Convection Correlation in Large Space and Confined Space )

教学重点：相似原理、量纲分析方法，特征数方程的获取，不同对流传热模式下的实验关联式

难点：相似原理、量纲分析进行特征数导出的方法。

习题作业：7、48

第6章  热辐射基本定律和辐射特性 ( Radiation: Processes and Properties )（6学时）

6.1  热辐射现象的基本概念 ( Thermal Radiation )

6.2  黑体热辐射的基本定律 ( Fundamental Laws of Blackbody Radiation )

6.3  固体和流体的辐射特性 ( Radiation Characteristics of Solid and Liquid )

6.4  实际物体对辐射能的吸收与辐射的关系 ( Relation between Absorption and Emission of Real Surfaces )

教学重点：黑体热辐射的基本定律及物理意义，实际物体的辐射力，定向辐射强度，实际物体的吸收比，基尔霍夫定律

难点：掌握实际物体的光谱吸收特性，吸收比与发射率的关系。

习题作业：6、8、20

第7章  辐射传热的计算 ( Radiation Exchange between Surfaces )（4学时）

7.1  辐射传热的角系数 ( View Factor )

7.2  两表面封闭的辐射传热 (Radiation Exchange in Two-surface Enclosure )

教学重点：角系数，有效辐射，投入辐射，两漫灰表面封闭腔的辐射传热

难点：典型两个漫灰表面封闭腔的辐射传热过程进行简化处理及运用。

习题作业：6、23、30

7、实验项目内容、学时分配、实验小组

8、考核要求、考核方式及成绩评定标准

（1）课程最终成绩由期末考试成绩与平时综合成绩两部分构成；

（2）期末考试（闭卷）成绩占70%；平时综合成绩点30%。

（3）平时成绩由课后作业、课堂讨论答题点名及实验成绩综合评定。

 (4) 最终课程考核成绩采用百分制，满分100分，60分为及格。

9、其他说明

根据各个专业的特点，授课及实验内容可以有所侧重或选择。