传热过程的计算教学内容
传热实验教学设计
传热实验教学设计教学设计：传热实验实验目的：通过传热实验，让学生深入了解传热的基本概念和传热方式，掌握传热实验的基本方法和操作技巧，培养学生的实践能力和科学思维。
实验原理：传热是指物质内部热量从高温区向低温区传递的现象。
传热实验可以通过测量温度的变化来研究传热的规律。
传热有三种方式：导热、对流和辐射。
导热是通过直接的物质接触传递热量；对流是通过流体的运动传递热量；辐射是通过热辐射传递热量。
实验材料与仪器：热导体样品、热绝缘材料、温度计、时间计、热电偶、数字温度计。
实验步骤：1. 准备实验材料和仪器，确保实验仪器正常工作。
2. 将热导体样品由高温区域放置到低温区域。
3. 使用热电偶和数字温度计测量热导体样品的温度变化，并记录下来。
4. 在实验过程中，可适当调整低温区域的温度，观察温度变化的规律。
5. 重复实验，得到多组数据，并计算平均值。
6. 根据实验数据，分析传热方式和传热速率的关系，并写出实验报告。
实验要点：1. 实验前要检查仪器是否正常工作，确保安全。
2. 在测量温度时要及时记录数据，避免误差。
3. 实验数据要进行充分的重复和平均，提高实验结果的可靠性。
4. 实验结束后要仔细整理实验仪器和材料，保持实验室的整洁。
教学评估：1. 学生实验操作是否准确、规范。
2. 学生对实验原理的理解和应用能力。
3. 学生对实验结果的分析和总结能力。
4. 学生的实验报告是否完整、具备科学的实验逻辑。
教学扩展：1. 可以引导学生进行其他传热实验，如热辐射、对流传热等。
2. 可以将实验结果和理论知识进行对比和讨论，深化学生对传热理论的理解。
3. 可以组织学生进行小组讨论和实验设计，培养学生的团队合作和创新能力。
总结：通过传热实验的教学设计，学生可以深入了解传热的基本概念和传热方式，掌握传热实验的基本方法和操作技巧。
通过实际操作和数据分析，培养学生的实践能力和科学思维，加深对传热理论的理解。
此外，通过教学扩展，可以进一步拓宽学生的知识面和实践能力。
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。
传热学第三版课程设计
传热学第三版课程设计
一、课程设计目的
热传导、热对流和热辐射是传热学中的三种基本传热方式，广泛用于热工业、材料科学、环境保护等领域。
本课程设计旨在让学生深刻理解传热学各个方面的基本原理和数学模型，掌握用数学方法解决传热学问题的能力，并在实践中体验传热学的基本原理和现代应用。
二、教学内容
2.1 传热学基础理论
让学生掌握传热学基本概念、基本方程、基本原理和数学形式化模型，包括：•热传导定律
•热对流定律
•热辐射定律
•热传导方程
•热力学第二定律
2.2 典型传热学问题
讲解典型传热学问题，并要求学生利用传热学基础理论和数学方法进行求解。
包括：
•热传导问题
•对流传热问题
•热辐射问题
•复杂传热问题
1。
《传热学讲稿》教案
《传热学讲稿》教案传热学讲稿教案一、教学目标：1.理解传热学的基本概念和原理。
2.掌握热传导、对流传热和辐射传热的基本概念和数学表达。
3.了解传热学在工程实践中的应用。
二、教学重点与难点：1.热传导基本概念和数学表达。
2.对流传热原理和计算方法。
3.辐射传热的基本原理和计算方法。
三、教学准备：1.教学资料：PPT、教学录像、实验仪器。
2.教学辅助工具：投影仪、计算器。
四、教学过程：步骤一：导入（10分钟）1.利用教学录像或实验仪器展示一个热传导实验，引起学生对传热学的兴趣。
2.提出问题：你们觉得热是如何传导的？步骤二：热传导（30分钟）1.讲解热传导的基本概念和数学表达，包括传热的方式、传热方程等。
2.展示实验：用铜棒传热实验，通过测量温度的变化来验证热传导的存在。
3.讲解热传导实例，并引导学生用传热方程来解决问题。
步骤三：对流传热（30分钟）1.讲解对流传热的原理和计算方法。
2.展示实验：用水箱传热实验，通过观察水的流动和温度变化来验证对流传热的存在。
3.讲解对流传热实例，并引导学生用对流传热公式来解决问题。
步骤四：辐射传热（30分钟）1.讲解辐射传热的基本原理和计算方法。
2.展示实验：用黑体辐射传热实验，通过测量黑体的辐射能量来验证辐射传热的存在。
3.讲解辐射传热实例，并引导学生用辐射传热公式来解决问题。
步骤五：应用实例（20分钟）1.引导学生思考传热学在工程实践中的应用。
2.展示传热学在建筑、冶金、能源等领域的应用实例。
3.让学生自主选择一个实例进行研究并进行报告。
步骤六：小结与拓展（10分钟）1.对传热学的重点内容进行小结，并解答学生提出的疑问。
2.引导学生拓展传热学的知识，查阅相关文献或进行更深入的研究。
五、教学评价：1.讲稿撰写评价：鼓励学生探索传热学的知识，理论与实践相结合。
2.学生报告评价：评估学生对传热学应用实例的研究和表达能力。
六、教学延伸：1.鼓励学生参与与传热学相关的科研课题或实验项目。
《热传导》教学设计
《热传导》教学设计热传导是热能在物体内部由高温区向低温区传递的过程。
在物理学中，它是热平衡的基本概念之一，也是研究热力学和热工学的重要内容之一。
下面我将根据教学大纲和学生的实际情况，设计一个关于热传导的教学方案。
一、教学目标：1. 知识目标：了解热传导的概念和基本特征，掌握热传导的方程和计算方法。
2. 能力目标：能够运用热传导方程解决相关问题，理解热传导的应用。
3. 情感目标：培养学生的实验观察能力和实践动手能力，增强学生对科学研究和实践的兴趣。
二、教学内容：1. 热传导的概念和基本特征。
2. 热传导的方程和计算方法。
3. 热传导的应用领域。
三、教学方法：1. 探究式教学法：通过实验观察和实践操作，让学生亲自操作实验仪器，感受热传导的过程。
2. 讲授法：通过讲解热传导的基本概念、方程和应用领域，帮助学生理解和掌握相关知识。
四、教学过程设计：1. 导入活动（10分钟）：通过一个生活实例（如锅炉传热）引导学生思考热传导的过程，从而激发学生对热传导的兴趣和好奇心。
2. 知识讲解（20分钟）：a. 讲解热传导的概念和基本特征，例如：高温区向低温区传热并使物体温度达到平衡。
b. 讲解热传导的方程和计算方法，例如：热传导方程（Fourier定律）和导热系数的概念。
3. 实验操作（30分钟）：a. 分组进行实验操作，实验内容为使用导热仪测量不同材料的热传导率。
b. 指导学生按照实验步骤操作，记录实验数据，并进行数据处理和分析。
c. 引导学生发现实验现象和规律，加深对热传导特征的理解。
4. 知识总结（20分钟）：a. 让学生归纳总结热传导的特征和方程，并回答相关问题。
b. 对实验结果进行讨论和解释，加深对热传导的理解。
c. 巩固热传导的相关知识，进行知识点回顾和小测验。
5. 拓展应用（20分钟）：a. 讲解热传导在工程领域的应用，例如：热传导在材料选择和设计中的应用。
b. 分组探究热传导在日常生活中的应用，例如：散热器、冷暖气等。
工程热力学与传热学-第十六章-各种对流换热过程的特征及其计算公式教学内容
根据自然对流换热原则性准则方程，工程中广泛 使用的是下列形式的关联式：
NuC(GrPrn)
定性温度：tm(twt)/2
特征长度：竖平板、竖圆柱为高度H，横圆柱 为外径d
参数C、n的选取查看相关表格
二、有限空间自然对流换热
流体在夹层两侧壁温不等的空间内进行对流换热时 为有限空间自然对流换热。
讨论如图所示的竖的和水平的两种封闭夹层的自然对流换热 。
Nuf
1.86Re lf/d Prf
1/3
0.14
f
w
定性温度为流体平均温度 t f（ 按 w 壁温
确定）t w ，管内径为特征长度，管子处于
均匀壁温。
实验验证范围为： Prf 0.48~16700,
f 0.0044~9.75， w
Ref Prf
l/d
1/3
0.14
f
w
2。
2. 管内过渡状态时的准则方程 在Ref=2300-104范围内，流动为过渡状态 查看P198表16-1
1、纯净蒸汽层流膜状凝结分析解
假定：1）常物性；2）蒸气静止；3）液膜的惯性 力忽略；4）气液界面上无温差，即液膜温度等于 饱和温度；5）膜内温度线性分布，即热量转移只 有导热；6）液膜的过冷度忽略； 7）忽略蒸汽密 度；8）液膜表面平整无波动
根据以上 9 个假设从边界层微分方程组推出努 塞尔的简化方程组，从而保持对流换热理论的 统一性。同样的，凝结液膜的流动和换热符合 边界层的薄层性质。
夹层内流体的流动，主要取决于以夹层厚度δ为特征长度的Gr数
—般关联式具有 : 对于竖空气夹层:
（H/δ的实验验证范围为11～42） 对于水平空气夹层，推荐以下关联式：
值得指出，对于竖直夹层，当Grδ Pr≤2000、对水平夹层Grδ Pr＜ 1700时，夹层中的热量传递过程为纯导热。 除了自然对流以外，夹层 的热量传递还有辐射换热。通过夹 层的换热量应是两者之和。
《传热学》教学大纲【可修改文字】
可编辑修改精选全文完整版《传热学》课程教学大纲一、课程名称：传热学/ Heat Transfer二、课程编号：0300302三、学分学时：3学分/48学时四、使用教材：《传热学》（第4版）杨世铭、陶文铨编，高等教育出版社，2014年12月五、课程属性：专业基础课/必修六、教学对象：新能源科学与工程专业七、开课单位：机械工程学院八、先修课程：高等数学、大学物理、流体力学九、教学目标：1、掌握传热学的基本概念、基本理论和基本计算方法，2、培养和建立学生的工程观点和理论联系实际解决工程实际问题的初步能力，并为学习后续的专业课程提供必要的理论基础支撑。
十、课程要求：通过本课程的学习，学生需掌握热量传递的三种基本方式及综合传热过程所遵循的基本规律，学会对传热过程进行分析处理和计算的基本方法，能运用这些规律提出增强传热、提高热经济性和削弱传热减少热损失的途径，具备分析工程传热问题的能力，并基本掌握换热设备的两种基本计算方法；结合热工实验课，使学生掌握一定的传热实验的技能。
主要以课堂讲授为主，充分采用多媒体教学。
十一、教学内容：本课程主要由以下内容组成（理论教学48学时）第一章绪论（2学时）知识要点：传热学的研究对象及其在工程技术中应用；热量传递的基本方式；导热、对流和辐射，传热过程及热阻重点难点：热量传递的三种基本方式，传热过程与传热系数教学方法：课堂讲授、讨论第二章稳态热传导（6学时）知识要点：温度场、等温面、等温线，温度梯度及傅立叶定律，导热系数，各向同性、具有内热源的导热微分方程及导热过程单值性条件的确定；通过单层、多层和复合平壁的稳态导热，通过单层和多层圆筒壁的稳态导热，通过肋壁的稳态导热，具有变导热系数的单层平壁导热问题的处理方法，肋效率、等截面直肋和环肋的工程计算，接触热阻及形状系数。
重点难点：傅立叶定律，导热微分方程及其单值性条件；能够依据直角坐标系下导热微分方程和导热过程单值性条件对常物性、无内热源、简单几何形状的物体的一维稳态导热问题进行分析计算教学方法：课堂讲授、讨论第三章非稳态导热（4学时）知识要点：非稳态导热过程特点，一维非稳态导热问题分析解及其讨论，诺模图，简单几何形状一维、二维和三维非稳态导热的计算，周期性变化边界条件和常热流通量边界条件下半无限大物体非稳态导热。
数值传热课程设计
数值传热课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握数值传热的基本概念、原理和计算方法，能够运用数值传热的基本理论分析解决实际问题。
知识目标：使学生了解数值传热的基本概念、原理和计算方法，掌握有限差分法、有限元法等数值传热计算方法，了解传热问题的常见解法及其适用范围。
技能目标：培养学生运用数值传热的基本理论分析和解决实际问题的能力，能够独立完成数值传热计算，并能够对计算结果进行分析和判断。
情感态度价值观目标：培养学生对自然科学的热爱和好奇心，激发学生对数值传热研究的兴趣，培养学生的科学精神，提高学生的综合素质。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括数值传热的基本概念、原理和计算方法。
1.数值传热的基本概念：包括数值传热的定义、特点和分类，传热问题的常见解法及其适用范围。
2.数值传热的原理：包括热传导方程、对流换热方程和辐射换热方程，以及它们的边界条件和初始条件。
3.数值传热的计算方法：包括有限差分法、有限元法等，以及它们的原理、计算步骤和应用实例。
三、教学方法本课程的教学方法主要包括讲授法、案例分析法和实验法。
1.讲授法：通过讲解数值传热的基本概念、原理和计算方法，使学生掌握相关知识。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解数值传热计算方法在实际问题中的应用。
3.实验法：通过实验，使学生了解实验设备的使用方法，培养学生的实验技能和观察能力。
四、教学资源本课程的教学资源主要包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统、全面的知识体系。
2.参考书：提供相关的参考书籍，为学生提供更多的学习资源。
3.多媒体资料：制作精美的多媒体课件，提高学生的学习兴趣和效果。
4.实验设备：准备实验所需的设备，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
1.平时表现：通过课堂参与、提问、小组讨论等环节，评估学生的学习态度和参与度。
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肋面总效率
o
(A1 f
Ao
A2)
7
hi1 A i tfiA it f0ho1 oAoh 1i A A io A0 (tfi A A tiof 0)ho1 o
以肋侧表面积为基准的肋壁传热系数
kf
1
Ao
1
Ao
1
hi Ai Ai hoo
定义肋化系数： Ao Ai
则传热系数
8
工程上一般都以未加肋时的表面积为基准计算肋壁传热系数
增强还是削弱呢？这要看d/ddo2 和d2/ddo22的值
10
Φ
l(t fi t fo )
1 1 ln( do1 ) 1 ln( do2 ) 1
hidi 21 di 22 do1 hodo2
(do2 )
1 hi di
1
21
ln(
do1 ) di
1
22
ln(
do2 ) d o1
1 hod o2
Φ l(t fi t fo ) (do2 )
d
ddo2
l(t fi t (do2 )
fo )
2
1
22do2
1
h2
d
2 o2
d 0 ddo2
do2
22
h2
dcr
or
Bi do2h2 2
2
临界热绝缘直径
Bi 是管道外表面的毕渥数
可见，确实是有一个极值存在，从热量的基本传递规律可知，
hi ho
1 lhid i
1 ho ld o
ln(do di ) 2 l
5
上面三式相加
ltf1tf2
1 hidi
21lnddoi
1 hodo
对外侧面积而言得传热
系数的定义式由下式
表示：
ld0 tf1tf2 d0 d0 lndo 1 hidi 2 di ho
k ko
do
1 do lndo 1
板式 螺旋板式
管 束 式
)
管
翅
式
管
带
式
板 翅 式
混合式
蓄热式
14
❖间壁式换热器： 是指冷热流体被壁面隔开进行换热的热 交换器。如暖风机、燃气加热器、冷凝器、蒸发器；
❖间壁式挨热器种类很多，从构造上主要可分为：管壳式、 肋片管式、板式、板翅式、螺旋板式等，其中以前两种用 得最为广泛。 ❖另外，按流体流动方向可有顺流、逆流、交叉流之分。
hidi 2 di ho
从热阻的角度来看
Rk1o Ahi1 A i 21lln d do i ho1 A o
6
10.1.3 通过肋壁的传热
肋壁面积： Ao A1A2
稳态下换热情况：
hiAi(tf1tw1)
Ai(tw1two)
hoA 1(tw otfo )ho fA2(tw otfo )
ho oA o(tw otfo )
第十章 传热过程分析与换热器的热计算
1
本章要求掌握的内容：
定量：传热过程的计算； 对数平均温差的计算； 间壁式换热器的设计计算及校核计算。
定性：掌握传热过程的热阻分析法； 传热过程强化与削弱措施。
2
10-1 传热过程的分析和计算
• 传热过程：热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另 一侧流体中去的过程称传热过程。
• 传热过程分析求解的 基本关系为传热方程式
KtfA 1 tf2
式中K为传热系数（在容易与对流换热表面传热 系数相混淆时，称总传热系数）。
3
10.1.1 通过平壁的传热
单层
k
1
1
1
h1 h2
多层
k
1
1
n i 1
h1 i1 i h2
说明： (1)由于平壁的两侧的面积是相等的，因此传热
蓄热式换热器
17
混和式换热器
混合式换热器：冷热流体 直接接触，彼此混合进行 换热，在热交换同时存在 质交换，如空调工程中喷 淋冷却塔，蒸汽喷射泵等；
18
按表面紧凑程度区分
紧凑式:700m2
/m3或dh
15
蓄热式换热器：换热器由蓄热材料构成，并分成两半，冷 热流体轮换通过它的一半通道，从而交替式地吸收和放出 热量，即热流体流过换热器时，蓄热材料吸收并储蓄热量， 温度升高，经过一段时间后切换为冷流体，蓄热材料放出 热量加热冷流体。一般用于气体，如锅炉中间转式空气预 热器，全热回收式空气调节器等。
16
应该是极大值。也就是说，do2在do1- 1`之间，是增加的，
当do2大于dcr时，降低。
11
【例】外径为5.1mm的铝线，外包=0.15W/(m·K)的绝缘
层。tfo=40ºC，twi≤70ºC。绝缘层表面与环境间的复合传热 系数ho=10W/(m2 ·K)。求：绝缘层厚度δ不同时每米电线
的散热量。 (P465)
增加电线的绝缘层厚度，可增强电流的通过能力。 一般的动力保温管道很少有必要考虑临界热绝缘直径。
13
10.2 换热器的型式及平均温差
换热器：用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足规 定的工艺要求的装置。 10.2.1 换热器的分类按照操作过程来自间壁式 套管式
壳管式 ( 管壳式 交叉流换热器
解：每米电线在不同的绝缘层外径｛do｝=0.0051+2｛δ｝
m的散热量为：
(tfitfo)
π(7 0 -4 0 )
l 1ln (do)1
1 ln do 1
2 di h odo 20 .1 5 0 .0 0 5 1 1 0do
取do＝10~70mm，计算结果用图线表示于图中。
12
散热量先增后减，有最大值。
9
10.1.4 临界热绝缘直径
Φ
l(t fi t fo )
1 1 ln( do ) 1
hidi 2 di hodo
圆管外敷保温层后：
Φ
l(t fi t fo )
1 1 ln( do1 ) 1 ln( do2 ) 1
hidi 21 di 22 do1 hodo2
可见，保温层使得导热热阻增加，换热削弱；另一方面，降 低了对流换热热阻，使得换热赠强，那么，综合效果到底是
系数的数值不论对哪一侧来说都是一样的。 （2） h1和
h2的计算,如果计及辐射时对流换热系数应该采用等效换 热系数(总表面传热系数)
ht hc hr 4
10.1.2 通过圆管的传热
内部对流： hidil(tf1tw)i
圆柱面导热：
Φ (twi two ) 1 ln( do )
2 l di
外部对流： hodol(tw otf2)
hi1Ai tfiA itf0ho1oAo h 1i A i(tf i hto fA 0o)iAo kfh 1i 1hoA oiAo h 1i 1ho1o
所以，只要 o 就1可以起到强化换热的效果。
由于β值常常远大于1，而使η0β的值总是远大于1，这就使 肋化侧的热阻显著减小，从而增大传热系数的值。