绪章绪论

本章主要概述性地介绍传热学的研究对象，传热学所涉及到的重要工程背景；学习传热学的重要性，以及传热学的主要研究内容

●0.1课程背景

本节介绍传热学的研究对象，联系的工程背景，传热学的主要研究内容

●0.2课程设计

本节主要介绍传热学课程的定位，学习传热学后应达到的教学目标，选用的教材及参考书籍介绍

第一章稳态导热

本章着重讨论稳态导热问题。首先引出导热基本定律的最一般表达式，然后介绍导热微分方程及相应的初始与边界条件，它们构成了导热问题完整的数学描写。在此基础上，针对几个典型的一维导热问题进行分析求解，以获得物体中的温度分布和热流量的计算式。肋片是工程技术中广泛采用的增加换热表面积的有效防范，本章将分析肋片的导热问题。

●1.1导热基本定律

本节首先从温度场概念出发，引出导热问题分类，然后提出等温面（线）的概念，在此基础上，提出温度梯度的概念，从而引出傅里叶定律及其数学表达式；接下来深入分析不同种类物质的导热机理，最后介绍影响导热系数的因素，以及常见材料的导热系数。

●1.2导热问题的数学描写

本节依据能量守恒定律及傅里叶定律，利用泰勒级数展开法推导出导热微分方程式，并做了相应简化，然后介绍了求解导热微分方程式的定解条件，特别对三类边界条件做了详细的定义与区分，最后简单介绍了热扩散率的定义及物理意义。

●1.3典型一维稳态导热问题的分析解

本节从将导热微分方程式分别应用于稳态、内热源、常物性的平壁、圆筒壁导热，，分析了微分方程的简化方法，结合定解条件求解微分方程式，得到温度分布的特征；应用得到的温度分布，求得温度梯度，结合傅里叶定律，得出导热量的计算式，从而提出串联热阻叠加原则；对变截面或变导热系数问题的导热量计算，提出了简便的计算式；将导热微分方程式应用于肋片，得到了肋片的温度分布特征，从而提出了肋效率的概念及其影响因素，总结了加肋的原则，并给出肋片应用案例。

第二章非稳态热传导

从汽轮机外壳的预热出发，介绍了非稳态导热的阶段划分；提出了Bi数、Fo数及热扩散率的概念，并探讨了它们的物理意义及在非稳态导热中的作用。
主要介绍物体的导热热阻远小于表面对流换热热阻时，非稳态导热的分析方法——集总参数法，给出该方法的定义，用该方法分析物体非稳态导热时的温度分布特征，方法的适用条件，还特别对热电偶时间常数进行了探讨，给出了提高热电偶温度敏感性的方法。
本节所讨论的是一维、无内热源、常物性的非稳态导热问题，重点讨论无限大平板的一维问题。从非稳态导热的温度分布特征给出了正规状况阶段的物理概念，从分析解的数学表达式来揭示正规状况阶段的数学含义，探讨了Fo数、Bi数对过程的影响。探讨了Fo>0.2时温度分布级数解第一项表现出的特征，介绍了求解温度分布的简便方法——图解法。

●2.1非稳态导热的基本概念

本节从汽轮机外壳的预热出发，介绍了非稳态导热的阶段划分；提出了Bi数、Fo数及热扩散率的概念，并探讨了它们的物理意义及在非稳态导热中的作用。

●2.2零维问题的分析法

本节主要介绍物体的导热热阻远小于表面对流换热热阻时，非稳态导热的分析方法——集总参数法，给出该方法的定义，用该方法分析物体非稳态导热时的温度分布特征，方法的适用条件，还特别对热电偶时间常数进行了探讨，给出了提高热电偶温度敏感性的方法。

●2.3典型一维物体非稳态导热的分析解

本节所讨论的是一维、无内热源、常物性的非稳态导热问题，重点讨论无限大平板的一维问题。从非稳态导热的温度分布特征给出了正规状况阶段的物理概念，从分析解的数学表达式来揭示正规状况阶段的数学含义，探讨了Fo数、Bi数对过程的影响。探讨了Fo>0.2时温度分布级数解第一项表现出的特征，介绍了求解温度分布的简便方法——图解法。

第三章热传导问题的数值解法

本章介绍了物理概念明确、实施方法简便的有限差分法。包括数值求解的基本思路，区域离散化的方法，节点的确定，如何用泰勒级数展开法和热平衡法建立节点方程，代数方程的求解等。

●3.1稳态导热问题的数值解

本节主要介绍稳态导热问题的数值求解方法。介绍了数值求解的基本思路，空间区域的离散化，内部节点和边界节点代数方程的建立，代数方程的求解。

●3.2非稳态导热问题的数值解

本节首先讨论了非稳态导热与稳态导热在控制方程上的差别，重点讨论非稳态项的离散以及扩散项离散时所取时间层的不同对计算带来的影响。

第四章对流传热的理论基础

本章首先从对流传热物理过程的角度，定性地分析对流传热的影响因素，然后较深入地讨论对流传热过程的数学描写，在此基础上导出边界层类型问题的简化方程。

●4.1对流传热概述

本小节从对流传热物理过程的角度，定性地分析对流传热的影响因素，根据影响因素的不同提出对流传热的分类，最后探讨了用分析法求解对流传热问题的实质。

●4.2对流传热问题的数学描写

本节从质量守恒角度推导出了不可压缩牛顿型流体的连续性方程，动量守恒及能量守恒角度推导出了流体流动时的N-S方程以及能量方程，讨论了方程的封闭性以及求解时的定解条件，探讨了求解流场何温度场常用的方法。

●4.3边界层型对流换热问题的数学描写

本节首先介绍了流动边界层的概念及特征，对比提出了热边界层的概念及特点；提出了引入边界层概念的意义；利用边界层的特征，采用量级分析的方法，简化了对流传热的微分方程组，得到了边界层微分方程组。

第五章单相对流传热的实验关联式

本章首先介绍指导实验的相似原理。然后介绍单相对流传热的实验结果。按内部流动、外部流动、大空间自然对流及有限空间自然对流的顺序展开讨论。

●5.1相似原理

本小节从几何相似的定义出发，提出了物理相似的概念；采用相似分析方法，得出了相似的性质；提出了判断两物理现象相似的条件。依据量纲和谐条件，分析对流传热传热中的无量纲准则数间的关系。最后介绍了整理实验数据的方法——幂函数法。

●5.2 管内强制对流传热的实验关联式

本节介绍了管内强制对流的基本特征，管内层流与紊流的实验关联式及其修正。

●5.3外部强制对流传热

本节介绍了外部横掠单管的流动和换热特点，外掠管束流动时的特征流速，影响外掠管束对流传的因素及相应的实验关联式。

第六章相变对流传热

本章介绍了凝结和沸腾两种对流换热方式的特点、工程计算及影响因素和强化措施，尤其时膜状凝结的影响因素和大容器饱和沸腾曲线。

●6.1凝结传热

本节介绍凝结换热现象的机理、分类、膜状凝结实验关联式，膜状凝结的影响因素及其强化。

●6.2沸腾换热

本节介绍沸腾换热的机理，分类及换热特点，大容器饱和沸腾曲线，关于汽化核心的分析，沸腾换热的计算，，影响沸腾换热的因素及强化沸腾换热的原则和技术。

第七章热辐射基本定律和辐射特性

本章着重从电磁辐射的观点讨论热辐射过程的基本特性，然后阐述热辐射的三个基本定律，在此基础上研究固体和液体的辐射和吸收特性。

●7.1热辐射基本概念

本节主要介绍热辐射的定义及区别于导热对流的特点，探讨了从电磁波的角度表述热辐射的特性，分析了物体表面对电磁波的作用，并提出了热辐射的几个理想模型。

●7.2黑体辐射基本定律

本节主要介绍黑体辐射的有关概念：辐射力、光谱辐射力；黑体辐射的普朗克定律，斯蒂芬-玻尔兹曼定律以及普朗克定律与斯蒂芬—玻尔兹曼定律的关系，黑体辐射能按波段的分布；介绍了立体角及定向辐射强度的定义，再次基础上介绍了兰贝特定律及兰贝滕定律与斯蒂芬-玻尔兹曼定律的关系。

●7.3基尔霍夫定律

本节介绍了实际物体的辐射力和光谱辐射力，实际物体的定向辐射强度，提出了发射率的概念，分析了影响发射率的因素；介绍了实际物体的吸收比及对外来辐射的吸收表现出的选择性，提出了灰体的概念，最后介绍了实际物体吸收比和发射率的关系——基尔霍夫定律。

第八章辐射传热的计算

本章讨论物体间辐射传热的计算方法，重点式固体表面间的辐射传热。首先介绍辐射传热中的一个重要几何因子——角系数，它的定义、性质及其计算方法，接着讨论由两个表面和多个表面组成的封闭腔内辐射传热的计算方法，在此基础上，辐射传热的强化和削弱方法，特别是削弱方法——遮热板。

●8.1辐射传热的角系数

本节主要介绍角系数的定义，性质及其计算。

●8.2两表面封闭系统的辐射传热

本节主要介绍了两黑体表面间的辐射换热计算，提出了辐射空间热阻的概念；然后介绍了有效辐射的概念，构成封闭腔的两实际物体的辐射换热计算，提出了辐射表面热阻的概念。

●8.3多表面辐射换热的计算

本节介绍了多表面封闭系统的辐射换热网络图，三表面封闭系统的两种特殊情形，以热边界条件为依据的表面划分，最后介绍了适合计算机求解的有效辐射季孙表达式