传热学

负责人: 谭建宇
课程层次:专科起点本科 课程类型:理论课(含实践)
课程属性: 专业基础课 所属学科门类:

  1.本课程特点 传热学是研究由温差引起的热能传递规律的科学,是机械类、 材料类、 仪器仪表类、 航空航天类、 建筑工程类、 热能动力类专业必修的技术基础课程。本课程不仅为学生学习有关的专业课程提供基本的理论知识,而且也为学生以后从事热能的合理利用,热工设备效能的提高及换热器的设计等方面的工作打下必要的理论基础。 由于其理论要用到大量的数学分析,因此内容丰富,有深度,与许多学科知识相关联,因此自学难度很大。高等数学,大学物理之热学部分是传热学的先行课程,学生需在学完以上基础课程之后再学习传热学课程。与传热学相关的后继课程主要有锅炉原理、燃烧学、燃烧理论及设备等专业课程,传热学的学习为这些课程打下基础,学生深入重点掌握三种传热方式的基本原理等理论。对于学生来说,课堂讲授的可重复性严重受限,这使得学生在有限的课堂讲授时间里所能掌握的课程重点十分有限,而课下的自学则又限于数学基础等的限制,效果极为有限。因此,利用网络资源,随时实现课堂情况的再现,以及定时的网络语音甚至视频交流,对学生课程学习的帮助是显而易见的,把课件、讲课现场网络化则是实现这一目的的最直接有限的手段。 通过本课程的学习,应使学生获得比较宽广和巩固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,掌握工程传热问题计算的基本方法,并具备相应的计算能力。本课程包括导热,对流换热,沸腾与凝结换热及辐射换热,传热过程与换热器,传质等内容。 2.教学理念、教学内容、教学方法、考试方法改革及本课程特色。 传热学的课堂教学内容分为三部分。第一部分为基本传热学概念、理论和计算;第二部分是传热学的较深入的理论和方法,主要目的是锻炼学生的思维能力和创造能力;第三部分是传热学的应用,结合实际介绍传热学前沿研究领域的研究成果、研究方法和日常生活和工业生产中的各种传热学问题,增加学生的感性认识、扩大知识面,提高解决实际问题的能力。 传热学的授课,满堂都是在“讲”。讲道理,讲思路,讲为什么,讲来龙去脉、历史沿革,讲学生自己看书难懂或理解不上去的地方。对教材上简单叙述的内容,学生一看就懂的地方,一般是一带而过,或者只是通知学生,这一段属于考试范围,但很好懂,自己一定要把书看一遍。 本课做到了信息量大,条理清楚,使学生感到听课比自己看书效率高。因此该课的课堂授课可能对20页书只讲10分钟,也可能对一页书讲一个小时。主讲人认为平铺直叙,一般化的讲课完全可能没有学生自己看书效率高、效果好。 开发整门课程的 PPT课件、FLASH动画和网络课程,利用多媒体课件和动画进行辅助教学,与传统黑板教学相比,多媒体教学图文并茂,演示效果好,生动活泼,更能增加学生的学习兴趣,帮助理解教学内容。学生利用网络课程进行自主学习,以基本理论为基础、突出应用。 本课安排两个教学实验,每个两学时。一个是基于常热流边界条件下非稳态导热理论用动态法测定材料的导热系数,另一个是自然对流换热实验。传热学的理论都是经典的,上述实验的目的不是验证理论,而仍然是对学生实验技能的训练,包括温度与热流的测量等等。鉴于目前传热学的实验课质量不高,主要是设备台套数不足,学生实验中观察多余动手,拟结合学科建设加强实验室建设,做到让学生在试验中人人动手,切实掌握传热方面的实验技能与方法。 课程采用笔试闭卷考试,以不少于两人的形式阅卷,保证了考核的标准统一。同时采用平时考核,比如课堂研讨评分、作业评分、实验评分等方式。最后进行综合评定。结合课程特点,探索半开卷与开卷考试方式。 3.授课对象要求 本课程要求学生具备较好的高等数学基础,对大学物理中的热学部分有扎实的功底。预修课程包括:高等数学、工程流体力学、大学物理、热工原理、工程热力学等。 4.教材与指导书 许国良、王晓墨、邬田华、陈维汉编著,《工程传热学》,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,中国电力出版社 推荐参考教材:《传热学》第一版 杨世铭,陶文铨编 高等教育出版社,1980; 《传热学》 曹玉璋主编 北京航天航空大学出版社 2003

   谭建宇,工学博士,教授,博士生导师。毕业于哈尔滨工业大学。曾于吉林省火电一公司工作过2年,2006年至今工作于哈尔滨工业大学(威海),现为哈尔滨工业大学(威海)学术委员会和教学督导组成员。\r\n 多年来一直从事成人教育的教学工作,并讲授《传热学》和《工程热力学》两门课程。入选2007年哈尔滨工业大学优秀青年教师培养计划和2012年教育部新世纪优秀人才支持计划。\r\n 学术兼职:中国宇航协会会员,国家自然科学基金通讯评审专家、山东省科技成果评审专家、山东省科技攻关项目评审专家和山东省自然科学基金结题评审专家。国际期刊《Numerical Heat Transfer》、《Heat Transfer Research》审稿人,《中国电机工程学报》审稿专家。现为国际核心期刊《Numerical Heat Transfer》、《Journal of Heat and Mass Transfer》,国内核心期刊《热能与动力工程》、《节能技术》特约审稿人,威海市科技攻关项目评审人。\r\n 在本课程建设中承担的工作:负责课程建设的全面指导工作。

绪论
绪论
第一章 稳态热传导
1-1内容简介
1-2导热基本定律
1-3导热系数
1-4导热问题的数字描写
1-5圆柱坐标与球坐标系
1-6导热过程的单值性条件
1-7单层平壁和多层壁的导热
1-8单层圆壁与多层圆壁的导热
1-9其它变面积或者变导热系数问题
1-10通过肋片的导热
1-11关于温度的二阶非线性齐次常微分方程
1-12肋片效率和通过环肋及三角形截面肋的导热
1-13通过接触面的导热
1-14本章小结
第二章 非稳态导热
第三章 导热问题的数值解法
第四章 对流传热的理论基础
4-1内容介绍
4-2对流换热概述1
4-3对流换热概述2
4-4对流换热问题之一质量守恒方程
4-5动量守恒方程
4-6能量守恒方程
4-7表面传热系数与对流换热过程
4-8流动边界层与热边界层
4-9边界层换热微分方程组
4-10边界层积分方程的概念及推导
4-11边界层积分方程组求解
4-12比拟理论求解湍流对热方法的简介
4-13本章小结
第五章 单相对流传热的实验关联式
5-1内容介绍
5-2相似原理及量纲分析1
5-3相似原理及量纲分析2
5-4相似原理的应用1
5-5相似原理的应用2
5-6相似原理小结
5-7管槽内强制对流流动和换热的特征
5-8管内湍流强制对流换热实验关联式
5-9管槽内层流强制对流换热关联式
5-10模掠单管换热实验关联式
5-11横掠管束换热实验关联式
5-12大空间与有限空间内自然对流传热的实验关联式1
5-13大空间与有限空间内自然对流传热的实验关联式2
5-14混合对流简介
5-15本章小结
第六章 相变对流传热
第七章 热辐射基本定律及辐射特性
第八章 辐射传热的计算
第九章 传热过程分析与换热器计算
9-1内容介绍
9-2传热过程的分析和计算
9-3通过圆管的传热
9-4通过肋壁的传热
9-5带保温层的圆管传热
9-6换热器的类型
9-7换热器中传热过程平均温差的计算
9-9各种流动形式的比较
9-10间壁式换热器的热计算介绍
9-11换热器热设计的平均温差法
9-12传热单元法
9-13用效能传热单元法计算换热器的步骤
9-14换热器设计时的综合考虑和结垢及结垢热阻
9-15热量传递过程的控制
9-16本章小结
9-17例题1
9-18例题2
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