传输原理教案 (第7章) 传热
《热的传递》教案
《热的传递》教案一、教学目标：1. 让学生了解热的传递现象，理解热传递的原理。
2. 培养学生运用科学知识解决实际问题的能力。
3. 培养学生观察、思考、交流、合作的能力。
二、教学内容：1. 热传递的定义：热传递是指热量从高温物体传向低温物体，或从同一物体的高温部分传向低温部分的过程。
2. 热传递的原理：热量总是从高温物体流向低温物体，直到两者温度相等。
3. 热传递的方式：传导、对流、辐射。
三、教学重点与难点：1. 教学重点：热传递的原理及方式。
2. 教学难点：热传递现象在实际生活中的应用。
四、教学方法：1. 采用问题驱动法，引导学生探究热的传递原理。
2. 利用实验、图片、动画等多种教学资源，帮助学生形象地理解热传递现象。
3. 组织学生进行小组讨论，培养学生的合作能力。
五、教学步骤：1. 导入新课：通过一个生活中的热传递现象，引发学生对热传递的兴趣。
2. 讲解热传递的定义：热传递是指热量从高温物体传向低温物体，或从同一物体的高温部分传向低温部分的过程。
3. 讲解热传递的原理：热量总是从高温物体流向低温物体，直到两者温度相等。
4. 讲解热传递的方式：传导、对流、辐射。
5. 热传递现象实验：组织学生进行实验，观察热传递现象，引导学生理解热传递的原理。
6. 小组讨论：让学生结合实验现象，讨论热传递在生活中的应用。
六、教学评估：1. 课堂问答：通过提问方式检查学生对热传递概念的理解。
2. 实验报告：评估学生在实验中的观察和分析能力。
3. 小组讨论：观察学生在小组讨论中的参与程度和合作能力。
七、课后作业：1. 绘制热传递方式的概念图。
2. 举例说明生活中热传递的应用，并写一篇短文进行阐述。
八、教学反思：教师在课后应对本节课的教学效果进行反思，包括学生的参与度、理解程度以及教学方法的有效性等，以便于调整教学策略，提高教学效果。
九、课程资源：1. 教学课件。
2. 实验器材：如温度计、热水、冷水和实验容器等。
3. 网络资源：关于热传递现象的视频和动画等。
传热课程设计A
传热课程设计A一、教学目标本课程旨在通过学习传热的基本概念、原理和计算方法，使学生掌握热传导、对流和辐射三种传热方式的规律，能够分析实际问题中的传热现象，并运用传热学知识解决工程问题。
具体目标如下：1.了解传热的基本概念和分类。
2.掌握热传导、对流和辐射的原理和计算方法。
3.理解传热在工程中的应用和意义。
4.能够运用传热学知识分析实际问题。
5.能够运用数学方法进行传热计算。
6.能够利用实验数据进行传热规律的验证。
情感态度价值观目标：1.培养学生的科学思维和创新能力。
2.增强学生对传热学的兴趣和热情。
3.培养学生对工程问题的敏感性和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括传热的基本概念、传热的方式、传热的计算方法以及传热在工程中的应用。
具体安排如下：1.第一章：传热的基本概念，包括温度、热量和热传递等。
2.第二章：热传导，包括热传导的定律、热传导的计算方法等。
3.第三章：对流，包括对流的类型、对流的计算方法等。
4.第四章：辐射，包括辐射的定律、辐射的计算方法等。
5.第五章：传热在工程中的应用，包括热交换器、热传导材料的选择等。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握传热的基本概念和原理。
2.讨论法：通过小组讨论，培养学生的思考能力和团队协作能力。
3.案例分析法：通过分析实际工程案例，使学生能够将理论知识应用于实际问题。
4.实验法：通过实验操作，使学生能够直观地了解传热现象，并验证传热规律。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：《传热学》教材，用于引导学生学习传热的基本概念和原理。
2.参考书：提供相关的参考书籍，供学生深入研究传热学的相关知识。
3.多媒体资料：制作多媒体课件，通过动画和图片等形式，使学生更直观地理解传热现象。
《热的传递》教案
《热的传递》教案一、教学目标：1. 让学生了解热的传递现象，知道热传递的实质。
2. 让学生掌握传导、对流和辐射三种热传递方式。
3. 培养学生运用物理学知识解决实际问题的能力。
二、教学重点与难点：1. 教学重点：热的传递现象，传导、对流和辐射三种热传递方式。
2. 教学难点：热传递的实质，三种热传递方式的辨别。
三、教学方法：1. 采用问题驱动法，引导学生探究热的传递现象。
2. 利用实验、图片、动画等多种教学资源，帮助学生形象地理解热传递。
3. 组织小组讨论，培养学生合作学习的能力。
四、教学过程：1. 导入新课：通过一个生活中的实例，如烧水时水温的变化，引发学生对热传递的思考。
3. 讲解热传递的实质：解释热量是如何从高温物体传递到低温物体的。
4. 学习传导、对流和辐射三种热传递方式：通过图片、动画等资源，让学生了解这三种方式的差异。
5. 实践与应用：让学生举例说明三种热传递方式在生活中的应用。
五、课后作业：2. 设计一个实验，验证热传递现象。
3. 思考并回答：热传递在工业、农业、生活等领域有哪些应用？六、教学评价：1. 课堂提问：检查学生对热传递现象、三种热传递方式的理解和掌握情况。
2. 课后作业：评估学生对课堂所学知识的巩固程度，以及运用物理学知识解决实际问题的能力。
3. 实验报告：评价学生在实验过程中的观察能力、分析问题和解决问题的能力。
七、教学反思：本节课结束后，教师应认真反思教学效果，针对学生的掌握情况，调整教学策略，以提高教学效果。
八、教学拓展：1. 邀请相关领域的专家，进行专题讲座，加深学生对热传递在实际应用中的认识。
2. 组织学生进行实地考察，如参观热能发电厂、空调生产线等，让学生亲身体验热传递技术的应用。
九、教学资源：1. 实验器材：热水瓶、热水、温度计、铁架台等。
2. 教学课件：热的传递现象、传导、对流和辐射的动画演示。
3. 参考资料：热传递在各个领域的应用案例。
十、教学进度安排：本节课计划课时为2课时，第一课时用于讲解热传递现象和热传递方式的理论学习，第二课时用于实验演示和实际应用讨论。
传输原理教案 (第7章) 传热
8
第二篇 ： 热量传输
第七章 热量传输基本概念
7.2.3. 温度梯度：温度场中任一点沿等温面法线方向 的温度增加率即该点温度梯度。
温度梯度是用以反映温度 场在空间的变化特征的物 理量。
等温面上没有温差，不会 有热传递。 不同的等温面之间，有温 差，有导热。
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第二篇 ： 热量传输
第七章 热量传输基本概念
第二篇 ：热量传输（P132）
热力学第一定律：（能量转化守恒定律）热可以转变为功，功也可以转变为热；消 耗一定的功必产生一定的热，一定的热消失时，也必产生一定的功。
热力学第二定律： 克劳修斯（Clausius，1850）的表述： “不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其它变化。” 例如：致冷机 可使热量从低温物体传给高温物体, 但是在环境消耗了电能的条件下 进行的。 开尔文（Kelvin，1851）的表述： “不可能从单一热源取出热使之完全变为功，而不发生其它的变化。” 例如：理想气体可逆恒温膨胀, 系统从单一热源吸的热全转变为对环境作的功, 但系 统的状态发生了变化 (膨胀了). 热力学第二定律是实验现象的总结。它不能被任何方式加以证明，其正确性只能由 实验事实来检验。 1
本章作业：P136 7-4; 7-5
12
对流
辐射
传导
3
第二篇 ： 热量传输
第七章 热量传输基本概念（P132）
1. 传导：依靠物体中微观粒子（分子、原子、电子）的运动进 行热量传递。（一般在固体和静止的液体内部）
导热机理： (1)气体：气体分子不规则热 运动时相互碰撞的结果。 A 必须有温度差 (2)导电固体：自由电子运动。 B 物体直接接触 (3)非导电固体：晶格结构的 C 依靠分子、原子及自由电子等 振动。 微观粒子热运动而传递热量 (4)液体：很复杂。 D 不ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ生宏观的相对位移
传输原理教案传热
区段中流体各点的温度、平均温度，以及壁温都随着 Z 作线
性变化。
33
4 建立热量平衡微分方程(9-43)，求解得到温度分布
2T
12yT
3
(2) 边界层厚度
(9-20) ——温度分布式
将上式代回积分方程，并注意到
vx v
3y
2
y3
2 3
及
T 1
得 (T)33 4xd d(xT)31 14 3 P 1r
26
解之，得 (T)3Cx34131
14Pr
由边界条件：x = x0 时，T＝0 （x0 为温度边界层起始位置）
第二篇 ： 热量传输
第九章 对流换热 p185
9.1 对流换热基本概念
对流换热是指 “相对于固体表面流动的” 流体与固体表面 之间的热量传输。
描述： 1. 对流换热是在流体流动进程中发生的热量传递现象。 2. 它是依靠流体质点的移动进行热量传递的。 3. 与流体的流动情况密切相关。 4. 当流体作层流流动时，在垂直于流体流动方向上的热
对流输入的热量 － 对流输出的热量 +传导输入的热量 － 传导输出的热量 ＝微元体内能的累积量
15
经推导，最后得到热量平衡方程 ：（9-5）和（9-6） 也叫做傅立叶---克希霍夫方程（F-K 方程）
T t vx T x vy T y vz T z a x 2 T 2 y 2 T 2 2 zT 2 （9-5）
24
9.3.2. 平板边界层对流换热积分方程组 p195 （了解）
对于Pr＝/a > 1，流体温度T，流速v，只考虑y方向上的导热
热量积分方程： d d[x0 T(TT)vxd]ya( T y)y0 (9-18)
传递过程原理 电子教案
ρ ux
dy dx x z
积累的质量速率为dM/dθ，即为dρdV/dθ,或写成下式： 根据质量守恒定律可知：
dxdydz
( u y ) ( u x ) ( u z ) dxdydz dxdydz dxdydz dxdydz x y z ( u x ) ( u y ) ( u z ) 0 x y z
p pb pc
当工质的绝对压力低于大气压力时，测压仪表指示的读数称为真 空度，用 pv 表示.
p pb pv
第一章 传递过程概论
第一节 流体流动导论
一、静止流体的特性 流体平衡微分方程
质量力：质量力也称体积力，流体的每一质 点均受这种力的作用。用 FB 表示，单位 流体质量所受的质量力用， fB 表示， fB 在三个坐标轴上的投影分量分别以 X 、 Y 、p Z表示。 表面力：是流体微元与其相邻流体作用所产 生。如压力、摩擦力、粘性力。表面力 用FS表示。 微元体的受力分析(以x方向为例)： 质量力 dF Xm Xdxdydz 表面力
二、流体流动的基本概念 流速 dx dy
d
;
uz
dz d
流率：单位时间内流体通过流动截面的量。
体积流率： dVs
ux dA
Vs ux dA
A
(1 12)
质量流率： w Vs ux dA 主体平均流速：
单位面积上的流率
(1 13)
Vs 1 ub u x dA A A A
p p p dx dy dz ( Xdx Ydy Zdz) x y z
dp ρZdz -gdz dp -gdz p p0 ρgh
传热 ( Heat Transfer)概述
传热 ( Heat Transfer)概述
1.1 传热过程在化工生产中的应用 1.2 传热的三种基本方式 1.3 冷热流体接触方式 1.4 传热速率和热通量
2
传热 ( Heat Transfer)概述
1.1 传热过程在化工生产中的应用
加热或冷却 某些单元操作的需要 热能的合理利用 保温
强化传热过程 削弱传热过程
3
传热 ( Heat Transfer)概述
1.2 传热的三种基本方式
一、 热传导 (Conduction ) 特点：质点不发生宏观的相对位移 金属—自由电子的迁移 固体的不良导体和液体—分子运动 气体—分子无规则热运动 工业生产中存在于：接触良好的固体之间、 换热器壁面、湍流流体的层流内层。
1.4 传热速率和热通量
传热速率Q：单位时间内通过传热面的热量，J/s或W。 热通量q（热流密度）：单位时间内通过单位传热面 积的热量，W/m2
qQ A
对于定态传热，通过换热器各传热面的传热速率 为定值，而热通量与所选择的面积有关，选内侧、外 侧和平均面积时q( Heat Transfer)概述
1.3 冷热流体接触方式
一、直接混合式
常用于热气体的水冷或热水的空冷。
6
传热 ( Heat Transfer)概述
二、蓄热式
常用于气体余热的利用
7
传热 ( Heat Transfer)概述
三、间壁式
A ndl
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传热 ( Heat Transfer)概述
4
传热 ( Heat Transfer)概述
二、 热对流 (Convection)
流体质点间发生宏观相对位移而引起的热量传递
按引起质点运动的原因：自然对流和强制对流 工业生产中，对流发生在固体壁面与流体之间，伴 有热传导 —— 对流传热或给热。
初二上册物理学习教案二：热量传递的方式与应用
初二上册物理学习教案二：热量传递的方式与应用热量传递是一个非常重要的概念，它是我们生活中无处不在的。
从被窝里温暖的睡眠到冬天取暖，从蒸汽机到核反应堆，热量传递无处不在，其重要性不言而喻。
因此，我们需要了解不同的热量传递方式，以及它们的应用。
热量传递是指热量从高温物体流向低温物体的过程。
在热力学中，我们将热量传递分为三种方式：传导、对流和辐射。
传导是热量在物体内部传递的过程。
当物体的不同部分热量不平衡时，热量会从高温物体部分流向低温物体部分。
导体是能够传导热量的物质，如金属、玻璃和陶瓷等。
热量在导体中的传导速度取决于导体的热传导性、温度差和传导路程。
热传导还可以分为自由电子热传导和晶格热传导。
对流是指热量通过流体（如空气或液体）传递的过程。
当流体不能均匀加热时，将形成对流。
对流可分为自然对流和强制对流。
如太阳通过辐射将热量传递给地球，地球表面的大气层受到加热，导致温暖空气上升，冷空气下降，形成自然对流。
而电器设备中的风扇可以通过强制对流增强热量传递。
辐射是指热量通过电磁波辐射传递的过程。
热辐射的频率在远红外线到可见光之间。
辐射的热传输不需要物理接触，可以在真空中传递。
例如，太阳采用辐射将大量的热量传输到地球。
这也是为什么我们在夏天可以感受到阳光的温暖，即使我们在不直接接触阳光的情况下。
我们可以利用这些热量传递方式来应用于很多工程和生活的领域。
例如，在工业上，冶炼铁或其他金属时，一个液态金属的较高温度通常用传导方式通过一个具有较高热传导率的导体（如铜）通过传导的方式使温度更均匀。
在办公室和家庭中，暖气系统使用辐射将热量传递到空气中，从而加热房间。
在汽车的内部，强制对流被用来散热。
热量传递也在医学上得到了广泛的应用。
在肿瘤治疗中，通过辐射将热量注入肿瘤细胞来摧毁癌细胞。
此外，在医疗设备中，热量传递也是很重要的，如血透设备，需要使用对流将血浆穿过一种人造的肾脏，从而去除体内的废物和过多的水分。
热量传递是一个重要的概念，它揭示了热力学中的基本物理学。
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第二篇 ：热量传输（P132）
传热学： 研究热测试方法 热力学第二定律：热量可以自发地由高温热 源传给低温热源。 热量传递过程的推动力：温度差
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第二篇 ： 热量传输
第七章 热量传输基本概念
7.1 热量传输基本方式（p132） 传导、对流、辐射
本章作业：P136 7-4; 7-5
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三种换热方式机理不同，但在实际过程中通 常是两三种热量传输方式同时出现的。
6
7.2 温度场、等温面和温度梯度
1. 温度场： 传热体系内温度在空间和时间上的分布情况。 温度场是时间和空间的函数： 三维温度场表达式 T f ( x, y, z, t ) 二维温度场表达式 T f ( x, y, t ) 一维温度场表达式 T f ( x, t ) 非稳定温度场：它们的特点是随着时间变化，属于非稳定温 度场，传热过程为非稳态导热
rT－单位面积的热阻 （Km2 / W）
T T q K T 1 K rT
K是传热系数。
T T Q KFT 1 KF RT
RT－单位面积的总热阻 （K/ W）
K是传热系数。
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由于Q与q 的表达与欧姆定律： I = U / R 形式相同。 故此， Q 、q 表达式的物理意义： 传热中热流（热通量）与温压（ Δ T）成正比，与 单位面积热阻或者总热阻成反比。
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第二篇 ： 热量传输
第七章 热量传输基本概念（P132）
2. 对流：流体各部分之间发生相对位移，或当流体流 过一固态物体表面时引起的热量传递。
A 相对位移指宏观相对运动。 B 对流仅发生在流体中，并且必然伴随 导热。 C 对流分为 ： （1）自然对流（密度随温度改变引起流 动）。 （2） 强制对流 （外力作用产生流动）
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第二篇 ： 热量传输
第七章 热量传输基本概念
7.2.3. 温度梯度：温度场中任一点沿等温面法线方向 的温度增加率即该点温度梯度。
温度梯度是用以反映温度 场在空间的变化特征的物 理量。
等温面上没有温差，不会 有热传递。 不同的等温面之间，有温 差，有导热。
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第二篇 ： 热量传输
第七章 热量传输基本概念
流体流过固体表面所发生的热交换过程称对流换热（区别于单 纯对流）。 这时流/固热量传递是对流与导热联合起作用的方 式。（既有对流，也有传导，不属于基本的热量传输方式）
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第二篇 ： 热量传输
第七章 热量传输基本概念（P132）
3. 辐射－通过电磁波传输热量
物体与环境处于热平衡时，辐射换热为零。 热辐射与导热和对流相比具有如下特点： 1)热辐射可以在真空中传播，传输热量时不 需要物体的相互接触。 2)热辐射产生能量转移，并伴随能量形式的 转化（辐射能－热能）。 3)无论温度高低，物体都在不停地相互辐射 能量。
第二篇 ：热量传输（P132）
热力学第一定律：（能量转化守恒定律）热可以转变为功，功也可以转变为热；消 耗一定的功必产生一定的热，一定的热消失时，也必产生一定的功。
热力学第二定律： 克劳修斯（Clausius，1850）的表述： “不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其它变化。” 例如：致冷机 可使热量从低温物体传给高温物体, 但是在环境消耗了电能的条件下 进行的。 开尔文（Kelvin，1851）的表述： “不可能从单一热源取出热使之完全变为功，而不发生其它的变化。” 例如：理想气体可逆恒温膨胀, 系统从单一热源吸的热全转变为对环境作的功, 但系 统的状态发生了变化 (膨胀了). 热力学第二定律是实验现象的总结。它不能被任何方式加以证明，其正确性只能由 实验事实来检验。 1
对流
辐射
传导
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第二篇 ： 热量传输
第七章 热量传输基本概念（P132）
1. 传导：依靠物体中微观粒子（分子、原子、电子）的运动进 行热量传递。（一般在固体和静止的液体内部）
导热机理： (1)气体：气体分子不规则热 运动时相互碰撞的结果。 A 必须有温度差 (2)导电固体：自由电子运动。 B 物体直接接触 (3)非导电固体：晶格结构的 C 依靠分子、原子及自由电子等 振动。 微观粒子热运动而传递热量 (4)液体：很复杂。 D 不发生宏观的相对位移
T T T 温度梯度 grad T i j k T x y z
i ,j,k 是 x,y,z 轴方向单位矢量。
温度是标量，温度梯度是矢量，其正方 向为温度增加的方向。
对一维温度场：
dT grad T dx
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7.3 热流、热通量、传热系数和热阻
热流（量）Q－单位时间通过某空间截面的热量 。 单位：W 或者 （J/S） 热通量（热流密度）q－单位时间内通过单位面积传 输的热量。 －－W/m2 (J/m2s) Q=F·q （F-面积） 稳定传热， 热通量与温度差成正比。
稳定温度场：不随时间变化的温度场 （稳态导热）
T 0, t T f ( x, y , z )
三维稳定温度场
7
第二篇 ： 热量传输
第七章 热量传输基本概念
7.2.2. 等温面（线）：同一时刻，温度场中由温度相 同的点所组成的面（线）。 等温面与等温线的特点：
(1) 不同的等温面上温度不同 (等温线彼此不能相交) (2) 在连续的温度场中，等温面 或等温线不会中止，它们或者 是物体中完全封闭的曲面（曲 线），或者就终止于物体的边 界上.