《传热学》教学大纲 课程名称：传热学 课程类别（必修/选修）：必修 课程英文名称：HEAT TRANSFER 总学时/周学时/学分：64/4/4 其中实验/实践学时：8.0 先：课程：高等数学、工程热力学、流体力学 后续课程支撑：热交换原理与技术、换热器课程设计、锅炉原理、可再生能源技术 授课时间：114周（理论课时）：星期三(3-4节)星期五(12 授课地点：1-14周（理论课时）：7B-409 节)：15-16周：传热学实验，上课时间会根据学生时间集中授 15-16周（实验课时)：能源实验室12L201-203 课，安排在两个上午或者两个下午，或者一整天 授课对象：20能源1、2班 开课学院：化学工程与能源技术学院 任课救师姓名职称：郭晓娟/副教授、何奎博士讲师 答聚时间、地点与方式： 1课堂：每次上课的课前、课间和课后进行答疑： 2.课外：可直接到12L401办公室进行答疑： 3线上：建立微信课程群，实施线上答疑。 课程考核方式：开卷()闭卷（√）课程论文()其它() 使用散材： 1.《传热学》，杨世铭、陶文铨编，高等教育出版社，2006，第4版。 敦学参考资料： 《传热学重点难点及典型题精解》，王秋旺编，西安交通大学出版社，2001，第1版
1 《传热学》教学大纲 课程名称：传热学 课程类别（必修/选修）：必修 课程英文名称：HEAT TRANSFER 总学时/周学时/学分：64/4/4 其中实验/实践学时：8.0 先修课程：高等数学、工程热力学、流体力学 后续课程支撑：热交换原理与技术、换热器课程设计、锅炉原理、可再生能源技术 授课时间：1-14 周（理论课时）：星期三（3-4 节）星期五（1-2 节）；15-16 周：传热学实验，上课时间会根据学生时间集中授 课，安排在两个上午或者两个下午，或者一整天 授课地点：1-14 周（理论课时）：7B-409 15-16 周（实验课时）：能源实验室 12L201-203 授课对象：20 能源 1、2 班 开课学院：化学工程与能源技术学院 任课教师姓名/职称：郭晓娟/副教授、何奎博士/讲师 答疑时间、地点与方式： 1.课堂：每次上课的课前、课间和课后进行答疑； 2.课外：可直接到 12L401 办公室进行答疑； 3.线上：建立微信课程群，实施线上答疑。 课程考核方式：开卷（）闭卷（）课程论文（）其它（） 使用教材： 1. 《传热学》，杨世铭、陶文铨编，高等教育出版社，2006，第 4 版。 教学参考资料： 《传热学重点难点及典型题精解》，王秋旺编，西安交通大学出版社，2001，第 1 版
课程简介： 传热学是研究热量传递规律及其应用的工程技术学科，是我校能源与动力专业的一门必修的专业基础课程。本课程不仅为学生学习有关的工程技术 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和开发研究等方面的工作打下必要的基础。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支排： 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标1： 1.1掌握专业必需的用于解决能源与动 通过本课程的学习，使学生熟练学握导热、对流和热辐射 力工程复杂问题的数学和自然科学的 三种热量传递方式的物理概念、特点和基本规律，并能综 等基本概念、基本原理和基础知识。 1.工程知识：能够学握数学、自然科学、工程基础 合应用这些基础知识正确分析工程实际中的热量传递过 1.2掌握用于解决能源与动力工程复杂 和专业知识，并将其应用于解决能源与动力工程领 程或现象。 问题的工程基础知识。掌握专业必需的 域的复杂工程问题。 物理、化学、力学、计算机等自然科学 知识并运用其对能源动力领域中工程 问题进行原理描述复杂工程问题。 目标2： 2. 问题分析：能够运用数学、自然科学和能源与动 学握计算各类热量传递过程的基本方法，学握强化或削弱 2.1能运用相关科学原理，识别和判断 力工程领域所涉及的基本原理和技术方法，进行能 热量传递过程的方法，并能提出工程实际中切实可行的强 能源与动力工程复杂问题的关键环节， 源与动力工程领域中复杂问题的识别、表达、文献 化或削弱传热的措施。掌握计算工程传热问题的基本分析 并结合专业知识进行有效分解。 研究及分析，并获得明确结论。 方法，并能熟练应用于传热分析与计算。 目标3： 4.2掌握科学研究基本方法，应用基础 4.研究：能够运用实验设计、数据分析、信息综合 通过实验，掌握传热学的测量内容和实验分析方法。学握 知识拟定能源与动力工程领域内复杂 等科学研究方法对能源与动力工程领域的复杂问 导热、对流和辐射系数的实验测定原理，学会应用实验来 问题解决思路，制订实验方案、构建实 题开展研究，并得到有效结论。 解决导热、对流换热、热辐射等传热问题。具备合理分析 验系统
2 课程简介： 传热学是研究热量传递规律及其应用的工程技术学科，是我校能源与动力专业的一门必修的专业基础课程。本课程不仅为学生学习有关的工程技术 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和开发研究等方面的工作打下必要的基础。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑： 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标 1： 通过本课程的学习，使学生熟练掌握导热、对流和热辐射 三种热量传递方式的物理概念、特点和基本规律，并能综 合应用这些基础知识正确分析工程实际中的热量传递过 程或现象。 1.1 掌握专业必需的用于解决能源与动 力工程复杂问题的数学和自然科学的 等基本概念、基本原理和基础知识。 1.2 掌握用于解决能源与动力工程复杂 问题的工程基础知识。掌握专业必需的 物理、化学、力学、计算机等自然科学 知识并运用其对能源动力领域中工程 问题进行原理描述复杂工程问题。 1. 工程知识：能够掌握数学、自然科学、工程基础 和专业知识，并将其应用于解决能源与动力工程领 域的复杂工程问题。 目标 2： 掌握计算各类热量传递过程的基本方法，掌握强化或削弱 热量传递过程的方法，并能提出工程实际中切实可行的强 化或削弱传热的措施。掌握计算工程传热问题的基本分析 方法，并能熟练应用于传热分析与计算。 2.1 能运用相关科学原理，识别和判断 能源与动力工程复杂问题的关键环节， 并结合专业知识进行有效分解。 2. 问题分析：能够运用数学、自然科学和能源与动 力工程领域所涉及的基本原理和技术方法，进行能 源与动力工程领域中复杂问题的识别、表达、文献 研究及分析，并获得明确结论。 目标 3： 通过实验，掌握传热学的测量内容和实验分析方法。掌握 导热、对流和辐射系数的实验测定原理，学会应用实验来 解决导热、对流换热、热辐射等传热问题。具备合理分析 4.2 掌握科学研究基本方法，应用基础 知识拟定能源与动力工程领域内复杂 问题解决思路，制订实验方案、构建实 验系统。 4. 研究：能够运用实验设计、数据分析、信息综合 等科学研究方法对能源与动力工程领域的复杂问 题开展研究，并得到有效结论
实验结果和撰写实验报告的能力。 目标4： 121:认识到自主学习和终身学习的重 培养作为一个能源工程技术人员的项目管理、有效沟通协 毕业要求12：终身学习：具有自主学习和终身学习 要性与必要性，掌握自主学习的方法， 调与团队合作能力，学会分工协作，发掘、处理工程应用 的意识，有不断学习和适应发展的能力。 了解知识拓展和能力提高的途径 中与传热相关的复杂问题。 理论教学进程表 敏学模式 授课 学时 周次 敏学主题 数 敏学内容（重点、难点、课程思攻融入点） 支撑课程 (线上/线 教学方法 作业安排 教师 下 目标 重点：热量传递的基本方式：导热、对流 腾讯会议 和热辐射。 绪论 郭晓娟 2 线上教学 讲授+讨 目标一 难点：传热学应用领域、研究内容和研究 方法 论 腾讯会议 绪论、导热基本定律 郭晓娟 2 重点：传热过程和传热系数： 线上教学 讲授+讨 目标一 和导热微分方程 难点：傅里叶定律和导热微分方程： 论 2-4、2-13、 腾讯会议 典型一维稳态导热问 2-18、2-32 郭晓娟 2 重点：常见的三类边界条件。 线上教学 讲授+讨 目标二 题 难点：不同条件下导热微分方程的形式 论 2-46 重点：肋片分析，具有内热源的一维导热 腾讯会议 导热微分方程应用 郭晓娟 2 线上教学 目标二 问题 讲授+讨 3
3 实验结果和撰写实验报告的能力。 目标 4： 培养作为一个能源工程技术人员的项目管理、有效沟通协 调与团队合作能力，学会分工协作，发掘、处理工程应用 中与传热相关的复杂问题。 12-1:认识到自主学习和终身学习的重 要性与必要性，掌握自主学习的方法， 了解知识拓展和能力提高的途径 毕业要求 12：终身学习：具有自主学习和终身学习 的意识，有不断学习和适应发展的能力。 理论教学进程表 周次 教学主题 授课 教师 学时 数 教学内容（重点、难点、课程思政融入点） 教学模式 （线上/线 下 教学方法 作业安排 支撑课程 目标 1 绪论 郭晓娟 2 重点：热量传递的基本方式：导热、对流 和热辐射。 难点：传热学应用领域、研究内容和研究 方法 线上教学 腾讯会议 讲 授 + 讨 论 目标一 1 绪论、导热基本定律 和导热微分方程 郭晓娟 2 重点：传热过程和传热系数； 难点：傅里叶定律和导热微分方程； 线上教学 腾讯会议 讲 授 + 讨 论 2-4 、 2-13 、 2-18、2-32 2-46 目标一 2 典型一维稳态导热问 题 郭晓娟 2 重点：常见的三类边界条件。 难点：不同条件下导热微分方程的形式 线上教学 腾讯会议 讲 授 + 讨 论 目标二 2 导热微分方程应用 郭晓娟 2 重点：肋片分析，具有内热源的一维导热 问题 线上教学 腾讯会议 讲 授 + 讨 目标二
难点：多维稳态导热求解 论 重点：非稳态导热的类型与特点 腾讯会议 3 非稳态热传导 郭晓娟 2 难点：掌握集总参数法的分析求解方法， 线上教学 讲授+讨 目标二 了解其限制条件。 论 重点：一维非稳态导热问题进行分析求解。 腾讯会议 典型一维物体非稳态 3 郭晓娟 2 难点：能列出一维非稳态导热问题的微分 线上教学 讲授+讨 3-2、3-15、 目标二 导热的分析解 方程及定解条件。 论 3-25 重点：三种边界条件下半无限大物体温度 腾讯会议 场的分析解，无量纲温度场的乘积解法的 4 多维非稳态导热问题 郭晓娟 2 线上教学 讲授+讨 目标二 应用 论 难点：分析解所包含物理概念的理解 重点：掌握牛顿冷却公式，理解对流换热 的影响因素： 课程思政作 难点：对流传热问题的数学描写，流体能 腾讯会议 业：观看纪录 目标一 对流换热原理 何奎 量方程推导 线上教学 讲授+讨 片《钱学森》， 目标二 课程思政融入点：介绍钱学森在流动传热 论 并摸写不少 领域的重要贡献及报效祖国的感人事迹， 于500字的 激发学生科研报国的理想情怀。 观后感。 重点：流动边界层、热边界层物理概念理 腾讯会议 对流传热理论分析方 目标一 5 何奎 2 解 线上教学 讲授+讨 法 5-1、5-10、 目标二 难点：运动流体能量方程推导 论 5-19 5 边界层流对对流传热 何奎 重点：理解描写常物性流体对流换热的微 线上教学 腾讯会议 目标二
4 难点：多维稳态导热求解 论 3 非稳态热传导 郭晓娟 2 重点：非稳态导热的类型与特点 难点：掌握集总参数法的分析求解方法， 了解其限制条件。 线上教学 腾讯会议 讲 授 + 讨 论 3-2 、 3-15 、 3-25 目标二 3 典型一维物体非稳态 导热的分析解 郭晓娟 2 重点：一维非稳态导热问题进行分析求解。 难点：能列出一维非稳态导热问题的微分 方程及定解条件。 线上教学 腾讯会议 讲 授 + 讨 论 目标二 4 多维非稳态导热问题 郭晓娟 2 重点：三种边界条件下半无限大物体温度 场的分析解，无量纲温度场的乘积解法的 应用 难点：分析解所包含物理概念的理解 线上教学 腾讯会议 讲 授 + 讨 论 目标二 4 对流换热原理 何奎 2 重点：掌握牛顿冷却公式，理解对流换热 的影响因素； 难点：对流传热问题的数学描写，流体能 量方程推导 课程思政融入点：介绍钱学森在流动传热 领域的重要贡献及报效祖国的感人事迹， 激发学生科研报国的理想情怀。 线上教学 腾讯会议 讲 授 + 讨 论 课 程 思 政 作 业：观看纪录 片《钱学森》， 并 撰 写 不 少 于 500 字 的 观后感。 目标一 目标二 5 对流传热理论分析方 法 何奎 2 重点：流动边界层、热边界层物理概念理 解 难点：运动流体能量方程推导 线上教学 腾讯会议 讲 授 + 讨 论 5-1 、 5-10 、 5-19 目标一 目标二 5 边界层流对对流传热 何奎 2 重点：理解描写常物性流体对流换热的微 线上教学 腾讯会议 目标二
问题的数学描写 分方程组，了解其定解条件。 讲授+讨 难点：着重理解流体层流流动时能量微分 论 方程的边界层简化方法及这一简化的物理 和数学意义。 腾讯会议 目标一 6 期中考试 何奎 第1章第5章的内容 线上教学 讲授+讨 目标二 论 重点：重点理解相似原理与量纲分析 腾讯会议 目标一 6 相似原理 何奎 2 难点：理解相似原理或量纲分析在指导对 线上教学 讲授+讨 目标二 流换热实验中的作用，准则方程的导出。 论 重点：能正确和熟练地运用准则方程（实 验关联式)计算圆管及非圆形通道内（层 流和湍流)强制对流换热 单相流体对流换热 何奎 2 雅点：掌握管内换热入口段与充分发展段 线上预习 课堂讲授 目标二 的概念。 线下教学 课程思政融入：1、分享历届项目案例优 秀案例：2、引导项目工程案例团队探寻 生活或生产需解决的传热问题。 6-10、6-21、 重点：能正确和熟练地运用准则方程（实 6-26、6-37 何奎 验关联式)计算外掠单管及管束强制对流 线上预习 目标一 外部强制对流传热 课堂讲授 换热。 线下教学 目标二 难点：各种典型对流换热过程的流动图象
5 问题的数学描写 分方程组，了解其定解条件。 难点：着重理解流体层流流动时能量微分 方程的边界层简化方法及这一简化的物理 和数学意义。 讲 授 + 讨 论 6 期中考试 何奎 2 第 1 章-第 5 章的内容 线上教学 腾讯会议 讲 授 + 讨 论 目标一 目标二 6 相似原理 何奎 2 重点：重点理解相似原理与量纲分析 难点：理解相似原理或量纲分析在指导对 流换热实验中的作用，准则方程的导出。 线上教学 腾讯会议 讲 授 + 讨 论 6-10、6-21、 6-26、6-37 目标一 目标二 7 单相流体对流换热 何奎 2 重点：能正确和熟练地运用准则方程（实 验关联式）计算圆管及非圆形通道内（层 流和湍流）强制对流换热 难点：掌握管内换热入口段与充分发展段 的概念。 课程思政融入：1、分享历届项目案例优 秀案例；2、引导项目工程案例团队探寻 生活或生产需解决的传热问题。 线上预习 线下教学 课堂讲授 目标二 7 外部强制对流传热 何奎 2 重点：能正确和熟练地运用准则方程（实 验关联式）计算外掠单管及管束强制对流 换热。 难点：各种典型对流换热过程的流动图象， 线 上 预 习 线下教学 课堂讲授 目标一 目标二