传热学教学补充教材
编写和授课：陈建王治云杨茉李凌
单彦广郝晓红叶立高明
上海理工大学工程热物理研究所
2017年9月
目录
一、 教学进度计划表……………………………………...…..………….………..3 二、 思考题和练习题………………………………………………...…………….4 三、 补充习题…………………………………………………….……...…..……..4 四、 复习提纲………………………………………………………………………7 五、 计算机实习指导书…………………………………………….…….....……..11
1. 练习题一：一维稳态导热的数值计算………………………………………..11 2. 练习题二：二维稳态导热的数值计算……………………………………….14 3. 练习题三：一维非稳态导热的数值计算…………………………………….15
六、 补充内容：绕流平板的流动和换热,无量纲参数,比拟和相似………….19
1. 物理问题……………………………………………………..……………19 2. 数学模型…………………………………………………………………..19 3. 数学模型的无量纲化………………………………………………………19 4. 局部对流换热系数和平均对流换热系数……………………………………20 5. 局部阻力系数和平均阻力系数……………………………………………..22 6. 无量纲参数及其关联……………………………………………………....22 7. 比拟和相似………………………………………………………………..23
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教材杨世铭陶文铨编《传热学》第四版，高等教育出版社，2006。 教学参考书：
[1] 杨世铭陶文铨.传热学,第三版. 北京：高等教育出版社,1998
[2] J.P. Holman. Heat Transfer,Seventh. 9th Ed McGraw-Hill， New York 1999 [3] 陈钟颀. 传热学专题讲座. 北京：高等教育出版社,1989
[4] 南京工学院数学教研组. 数学物理方程与特殊函数. 北京：人民教育出版社，1978 [5] 谢树艺. 矢量分析与场论，第二版. 北京：高等教育出版社,1997
[6] 埃克特 E R G，德雷克 RM（美），航青译. 传热传质分析. 北京：科学出版社,1983 [7] 陶文铨. 数值传热学. 西安: 西安交通大学出版社, 1988
[8] Kreith, Frank.& Bohn, Mark.Principles of heat transfer. New York: Harper & Row,1986. [9] 任泽霈. 对流换热. 北京：高等教育出版社, 1998
[10] 阿巴慈V S ，拉森P S，顾传保等译. 对流换热. 北京：高等教育出版社,1992 [11] 王启杰. 对流传热传质分析. 西安交通大学出版社
[12] Nayeem M. Farukhi,Heat transfer--Denver, American Institute of Chemical engineers, 1985 . [13] Alan J. Chapman.Heat transfer. New York : Macmillan ; London : Collier Macmillan, 1984. [14] 斯帕罗 E M, 塞斯 R D. 辐射换热. 顾传保张学学译. 北京：高等教育出版社, 1982 [15] 余其铮. 辐射换热原理. 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2000 [16] 杨贤荣，马庆芳. 辐射换热角系数手册. 北京：国防工业出版社，1982 [17] 茹卡乌斯卡斯A A，马昌文等译. 换热器内的对流传热.北京：科学出版社,1986 [18] 黄素逸. 动力工程现代测试技术. 武汉：华中科技大学出版社，2002 [19] 曹玉璋. 实验传热学. 北京：国防工业出版社
[20] 王秋旺. 传热学重点难点及典型题精解. 西安：西安交通大学出版社，2001 [21] Cengel Y. A., Heat Transfer, A Practical Approach, WCB McGraw-Hill, Boston,1997
[22] Incropera F. P., DeWitt D P., Introduction to Heat Transfer, 4th edition, John Willey & Sons, 2001.
[23] Incropera F. P., DeWitt D. P., Fundamentals of Heat and Mass transfer, 5th edition, John Wiley & Sons 2002. [24] Holman J. P., Heat Transfer,10th Ed. McGraw-Hill, New York 2002.
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一、教学进度计划表
上课周次 日期 起 | 讫 理论教学 时数 其他环节 时数 必读教材及参考 书或课外作业 内容 (注明章节页数) 自学 时数 内容 第一章绪论 §2-1导热基本定律 §2-3典型一维稳态导热问题的分析解 §2-2导热微分方程式及定解条件 §2-4通过肋片的导热 §2-5具有内热源的一维导热及多维导热 国庆放假占4学时 §3-1非稳态导热的基本概念 §3-2集总参数法的简化分析 §3-3典型一维非稳态导热问题的分析解 §4-1数值解的基本思想及内节点离散方程建立 §4-2边界点离散方程的建立及代数方程的求解 §4-3非稳态导热问题的数值解法 上机占4学时（时间地点另排） 内容 3 9/18~9/22 4 第一章：4，10，15，18，24，27，28 8 第二章：1，2，3，13，14，16，24，26 第二章：31，42，45，51，53 8 4 9/25~9/30 2 5 10/2~10/6 2 第三章：2，6，10，12，13，15 8 6 10/9~10/13 4 8 7 10/16~10/20 4 第四章：9 8 8 10/23~10/27 4 8 9 10/30~11/3 10 11/6~11/10 11 11/13~11/17 §5-1对流换热概说 §5-2对流换热问题的数学描写 4 §5-3边界层型对流传热问题的数学描述 §5-4流体外掠平板传热层流分析解及比拟理论 §6-1相似原理与量纲分析 §6-2相似原理的应用 §6-3内部流动强制对流传热实验关联式 4 §6-4外部流动强制对流传热实验关联式 §6-5大空间与有限空间内自然对流传热及其实验关联式 §7-1凝结传热的模式 §7-2膜状凝结分析解及计算关联式 §7-3膜状凝结的影响因素及其传热强化 4 §7-4沸腾换热现象 §7-5大容器沸腾传热实验关联式 §7-6沸腾传热的影响因素及其强化 上机占4学时（时间地点另排） 期中测验 习题课 §8-1热辐射现象的基本概念 §8-2黑体热辐射的基本定律 §8-3固体和液体的辐射特性 §8-4实际物体对辐射能的吸收与辐射的关系 §9-1辐射传热角系数的定义、性质及计算 §9-2两表面封闭系统的辐射传热 §9-3多表面系统的辐射传热 §9-4辐射传热的强化与削弱 §9-5气体辐射的特点 §10-1传热过程的分析和计算 §10-2换热器的类型及平均温压 §10-3间壁式换热器的热设计 4 4 前七章复习 前七章复习 第五章：1，2，3，6，8，13 8 第六章 1，6，7，8，20，27，24，37，42，52，61 8 补充习题：1，2，3，4，5，6， 7 8 第七章：12，19 12 13 11/20~11/24 11/27~12/1 4 8 14 12/4~12/8 4 4 第八章：7，15，17 8 15 12/11~12/15 4 第九章：5，6，7，18，20，24， 29，34，35，37，38，39，42，8 45 第十章 2，3，6，9，13，17，21，25，26，28，32，33，50 8 8 16 17 12/18~12/22 12/25~12/29 4 4 3
18 1/1~1/5 §10-4传热的强化和隔热保温技术 总结复习 4 补充习题8，9，10，11，12，13，14，15，16 8
二、思考题和练习题
（注：括号内编号为第三版相对应的习题编号）： 第一章 思考题：5（5），7（7）
习题：4（1），10（7），15（12），18（14），24（20），27（23），28（24）
第二章 思考题：3（3），4（4），6（6）
习题：1（1），2（2），3（3），13（8），14（9），16（11），24（19），26（21），
31（26），42（35），45（38），51（44），53（46）
第三章 思考题：6（6）
习题：2（2），6（6），10（10），12（12），13（13），15（15）
第四章 思考题：1（1），6（6）
习题：9（9）
第五章 思考题：1（1），2（2），3（3）
习题：1（1），2（2），3（3），6（6），8（7），13
第六章 思考题：3（5.10），5（5.12），6（5.13），9(5.16)
习题：1（5.16），6（5.21），7（5.24），8（5.25），20（5.37），27（5.44），
34（5.51），37（5.54），42（5.59），52（5.69），61(5.76)
第七章 思考题：1（1），5（5），6（6），10(10)
习题：12(6.12) 19（6.21）
第八章思考题：5（5），7(7)
习题：7（7），15（16），17(18)
第九章思考题：1（1），3（3），5（5），9(9)
习题：5（5），6（6），7（7），18（18），20（20），24（24），29（29），34（34），
35（35），37（37），38（38），39（39），42（42），45(45)
第十章思考题：4（4），5（5），10(10)
习题：2（2），3（3），6（6），9（9），13（13），17（17），21（21），25（25），
26（26），28（28），32（32），33（33），50（50）
三、补充习题
1. 已知一厚度为δ的无内热源大平板两侧壁温度分别为t1和t2，导热系数λ=λ0+at2，其中
λ0和a为常数。分别对a＜0、a=0和a＞0三种情况画出平板中温度分布曲线的示意图（三种情况画在同一张图上以便于比较），并求当λ0=0时板内温度分布和热流密度计算式。
2. 厚δ=100mm的水平平板，λ=10W/m℃，放在温度为tf=20℃的空气中。其上表面接收
350W/m2的辐射热，下表面散给环境200W/m2的热量。平板上表面与空气对流换热的表面传热系数为h=10 W/m2.℃,求平板上、下表面温度。
?，平板中的一维稳态温度分布为t?b?cx，式3. 一块大平板，厚度??5cm，有内热源Φ2中b?200C，c =-200 ℃/m2。假定平板的导热系数λ=50 W/(m·℃)，试确定：(1)平板中
o?之值；内热源Φ（2）x?0和x??边界处的热流密度。
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