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《傳熱學》復習大綱

一、考試性質

《傳熱學》考試是為東華大學招收碩士研究生而實施的具有選拔功能的水平考試，考試對象為參加東華大學碩士研究生入學《傳熱學》考試的考生。

二、基本要求

1. 基本要求：要求學生比較系統地了解傳熱學的研究對象，掌握各類熱傳遞現象的基本概念，記住一些最基本的數據(或數量級)及公式;要求學生具有綜合運用所學知識分析問題和解決問題的能力。

2. 參考書目：

(1)楊世銘、陶文銓，《傳熱學》(第四版)，北京：高等教育出版社，2007年

(2)蘇亞欣主編，傳熱學。武漢：華中科技大學出版社，2009.12

三、要求

1. 第一章 緒論

內容：1.1傳熱學概述

1.2 傳熱的三種基本方式

1.2.1 熱傳導

1.2.2 熱對流

1.2.3 熱輻射

1.3 傳熱過程

要求：(1)掌握導熱、對流、熱輻射的物理概念及其傳遞過程的基本特點和相應的基本公式;

(2)掌握傳熱過程的概念及傳熱過程的基本方程式，掌握傳熱系數的物理意義及其計算方法;

(3)掌握導熱、對流換熱過程的熱阻計算公式、串聯過程熱阻疊加原則;

2. 第二章 導熱基本定律及穩態導熱

內容：2.1 導熱的基本概念

2.1.1 溫度場與溫度梯度

2.1.2 熱流密度矢量和傅立葉導熱定律

2.1.3 導熱機理和導熱系數

2.2 導熱微分方程的建立

2.2.1 導熱微分方程

2.2.2 導熱過程的單值性條件

2.2.3 導熱微分方程式的求解方法

2.2.4 柱坐標和球坐標下的導熱微分方程

2.3 一維平壁穩態導熱的解析解

2.3.1 第一類邊界條件

2.3.2 第三類邊界條件

2.3.3 接觸熱阻和復合平壁的導熱

2.4 一維圓柱和圓球的穩態導熱

2.4.1 第一類邊界條件下圓筒壁的導熱

2.4.2 第三類邊界條件下通過圓筒壁的導熱

2.4.3 通過球壁的穩態導熱

2.5 肋片的導熱

2.5.1 等截面直肋的導熱微分方程

2.5.2 肋效率

2.5.3 變截面肋片的導熱

2.5.4 肋片能否增加傳熱量的條件

要求：(1)掌握導熱基本定律，熟知它的意義和應用;

(2)掌握平壁(包括有、無內熱源、第1、3類邊界條件以及變導熱系數等不同情況)、圓筒壁及等截面直肋等，在常物性、一維穩態導熱時的分析求解方法。

(3)對多層壁面的穩態導熱的熱阻疊加原理要十分熟悉，并能靈活用于計算。要能夠根據問題的特點，熟練計算溫度分布，幾何尺寸以及傳熱量。

3. 第三章 非穩態導熱

內容：3.1 一維非穩態導熱的解析解

3.1.1 一維非穩態導熱的分離變量法

3.1.2 非穩態導熱的正規熱狀況和溫度分布的諾莫圖

3.1.3 特殊多維非穩態導熱的簡易求解方法

3.2 非穩態導熱的集總參數法

3.2.1 表面對流換熱對非穩態導熱物體內部溫度分布的影響特點

3.2.2 集總參數法

要求：(1)掌握非穩態導熱過程的基本特點;

(2)能夠正確列出非穩態導熱問題的微分方程式及相應的初始條件和邊界條件;

(3)掌握集總參數法求解非穩態問題。

4. 第四章 導熱問題數值解法

內容：4.1 穩態導熱問題的數值解

4.1.1 求解域的離散化

4.1.2 節點溫度差分方程的建立

4.2 代數方程組的求解

4.2.1 迭代法

4.2.2 超松弛和欠松弛

4.3 非穩態導熱問題的數值解法

4.3.1 求解域的離散

4.3.2 節點溫度差分方程的建立

要求：熟練掌握控制容積熱平衡法建立節點差分方程的方法。

5. 第五章 對流換熱

內容：(1)對流換熱概說;

(2)對流換熱微分方程組;

(3)邊界層分析;

(4)動量傳遞和熱量傳遞的比擬理論;

(5)相似原理;

(6)強制對流換熱及其實驗關聯式;

(7)自然對流換熱及其實驗關聯式。

要求：(1)掌握對流及對流換熱的基本概念以及對流換熱與導熱的關系、與熱輻射的區別;

(2)根據流體的流動情況，定性分析對流換熱過程;

(3)定量計算對流換熱系數;

6. 第六章 凝結與沸騰換熱

內容：(1)凝結換熱現象;

(2)膜狀凝結分析解及實驗關聯式;

(3)影響膜狀凝結因數的討論;

(4)沸騰換熱現象

要求：(1)掌握凝結換熱現象產生的條件，凝結現象的兩種基本形式及產生的原因;

(2)掌握純凈蒸汽在豎壁上作層流膜狀凝結時的努謝爾特理論分析;

(3)能對不凝性氣體、蒸汽流速、蒸汽過熱等對凝結換熱的影響作出準確的解釋;

(4)掌握產生沸騰現象的條件，能正確區別大容器沸騰、強制對流沸騰、飽和沸騰和過冷沸騰;

7. 第7章 輻射換熱的基本定律

內容： 7.1 熱輻射的基本概念

7.1.1 吸收、反射與透射

7.1.2 灰體與黑體

7.1.3 輻射強度

7.1.4 輻射力

7.2 黑體輻射的基本定律

7.2.1 普朗克定律

7.2.2 斯蒂芬—玻耳茲曼定律

7.2.3 蘭貝特定律

7.3 實際物體的發射特性與基爾霍夫定律

7.3.1 實際物體的發射特性

7.3.2 基爾霍夫定律

要求：(1)掌握熱輻射的物理本質及其與導熱、對流換熱兩種熱量傳遞方式的不同;

(2)黑體的概念及黑體輻射的基本定律;

(3)實際物體對投入到其表面上輻射的吸收、反射和穿透特性以及物體表面的黑度、吸收率、反射率和穿透率;

(4)實際物體表面的輻射特性以及與黑度、吸收率有關的基爾霍夫定律和灰度概念。

(5)熟練掌握黑體輻射函數，以及利用黑體輻射函數進行黑度、吸收率等的計算。

8. 第8章 輻射換熱的計算

內容： 8.1 輻射換熱的角系數

8.1.1 角系數的定義

8.1.2 角系數的性質

8.1.3 角系數的計算方法

8.2 黑體表面間的輻射換熱計算

8.3 灰體表面間的輻射換熱計算

8.3.1 有效輻射

8.3.2 兩個漫灰表面構成的封閉空腔中的輻射換熱

8.3.3 多個漫灰表面構成的封閉空腔中的輻射換熱

8.3.4 重輻射面

8.4 氣體輻射

8.4.1 氣體輻射的選擇性吸收和發射

8.4.2 氣體與封閉表面的輻射換熱

8.5 輻射換熱的強化與削弱

8.5.1 改變表面輻射熱阻——表面涂層

8.5.2 改變空間輻射熱阻——遮熱板

8.5.3 復合換熱

要求：(1)熟練掌握角系數的計算(代數法);

(2)熟練掌握黑、灰體表面間傳熱量的計算，掌握輻射空間熱阻和表面熱阻的概念;

(3)掌握重輻射的概念、計算，復合換熱的概念、計算。

(4)掌握輻射換熱的強化與削弱的基本方法。

9. 第9章 換熱過程與換熱器

內容：(1)傳熱過程的分析和計算;

(2)換熱器的型式及平均溫壓;

(3)換熱器的熱計算;

(4)傳熱的強化和隔熱保溫技術。

要求：(1)掌握復合換熱的概念及其計算原則;

(2)掌握傳熱過程的概念、傳熱過程的計算;

(3)能用平均溫壓法進行換熱器的熱計算;

(4)掌握強化傳熱(或削弱傳熱)的原則和措施。

四、考試結構：包括基本概念、簡答和計算題。其中60%屬于應該掌握的基本內容，25%為需要一定技巧和綜合思考的內容，15%為較高要求的內容。