材料科学基础(热工设备)
《材料科学基础》课程教学大纲
《材料科学基础》课程教学大纲课程编号：08061211课程名称：材料科学基础英文名称：Fundamental of Materials Science课程类型：学科基础课课程要求：必修学时／学分：88／5.5 （讲课学时：80 实验学时：8 上机学时：0）适用专业：材料成型与控制工程；焊接技术及工程；金属材料工程；无机非金属材料工程一、课程性质与任务《材料科学基础》是材料科学与工程学院各专业学生学习和掌握材料的成分、组织结构与性能间的关系及其变化规律，特别是固体材料的结构、晶体缺陷、平衡相图、凝固和原子扩散过程诸方面的基本概念和基础理论，以及有关的加工工艺对材料的组织结构和性能的影响规律的学科基础课，也是学生将来学习专业课程的理论基础。
本课程在教学内容方面着重基本知识、基本理论和基本规律等方面的讲解；在培养实践能力方面着重试样的选取与制备及显微组织的观察等基本方法的训练，使学生熟悉材料科学的相关基础知识，为后续专业课程的学习以及将来解决材料的生产、加工等问题和探索新材料、新技术、新工艺打下比较系统而坚实的理论基础。
二、 课程与其他课程的联系选修课：大学物理，材料物理化学本课程是在学习了大学物理、材料物理化学等课程后方能学习本课程；该课程也是学习后续专业课程的理论基础。
通过该课程的学习，使学生掌握材料的成分、组织结构与性能间的关系及其变化规律，从而为进一步深入学习材料科学与工程学院各专业的专业课程奠定基础，并且理论结合实践，使其有机的结合起来，形成一个完整的系统的专业学科基础理论体系。
三、课程教学目标1．学习并掌握常见的晶体结构与材料的相结构、晶体缺陷及固态材料中的原子扩散、材料的凝固、二元相图及塑性变形等基本知识，使学生在材料方面具有扎实的基础理论知识，了解并掌握金属材料产品由不同工艺形成的组织特征，具有开发和选用新材料的能力和工程实际应用的能力；（支撑毕业能力要求1.1、1.2）2．培养学生的工程实践学习能力，使学生掌握观察材料显微组织的实验方法，获得实验技能的基本训练，具有查阅有关技术资料的能力；（支撑能力毕业要求2.1、2.3）3．培养学生对金属材料的各类物理现象、特性进行研究并通过实验验证的能力。
材料科学基础(第2版)
教学资源
教学资源
《材料科学基础（第2版）》开通了有数字资源的下载，其中包含《材料科学基础（第2版）》（各章知识点） （教学大纲）、《材料科学基础（第2版）》（测验题及其参考答案）、《材料科学基础（第2版）》（多媒体电 子课件）（PPT课件） 。
作者简介
作者简介
石德珂Байду номын сангаас西安交通大学材料系副教授 。
全书共10章，包含材料结构概论、晶体结构、高分子材料结构、晶体缺陷、相结构与相图等材料科学与工程 专业的技术知识，还阐述材料的成分、组织结构与性能间关系的基本原理。
成书过程
成书过程
《材料科学基础（第1版）》是遵照1996年12月全国高校材料工程类专业教学指导委员会的决定编写的。当 时考虑到专业改造与发展，将该书定为原“金属材料及热处理”和原“金属热加工”两类专业共用的技术基础课 教材，教学时数为100至120，几年的教学实践表明，多数院校的热加工专业已将该课程时数减少了许多，以致无 法共用。故这次按“材料科学与工程”专业的要求修订《材料科学基础（第2版）》 。
2019年12月2日，《材料科学基础（第2版）》由石德珂主编，机械工业出版社出版 。
内容简介
内容简介
《材料科学基础（第2版）》除导论外共十章，内容包括：材料结构概论、晶体结构、高分子材料结构、晶 体缺陷、相结构与相图、材料的凝固与气相沉积、扩散与固态相变、变形与断裂、材料的电子结构与物理性能及 材料概论 。
《材料科学基础》课程教学大纲
《材料科学基础》课程教学大纲一、《材料科学基础》课程说明（一）课程代码：08131015（二）课程英文名称：Fun dame ntals of Materials Scie nee（三）开课对象：材料物理专业（四）课程性质：《材料科学基础》是材料科学与工程系各专业本科生的一门重要的专业基础课，以介绍工程材料的基础理论为目的，既具有较强的理论性，又与生产实际有紧密的联系。
研究材料的成份、组织结构、性能及三者间的关系。
（五）教学目的：掌握有关工程材料的基本理论和知识，训练用所学理论分析实际问题的方法和思路。
初步掌握材料的科学实验方法和有关的实验技术；掌握定量、半定量地解决工程材料问题的方法。
（六）教学内容：本课程主要包括工程材料中的原子排列、固体中的相结构、凝固、相图、固体中的扩散、塑性变形、回复与再结晶、固态相变、复合效应与界面，以上内容都是材料科学的基础理论，它对于发展新材料、培养学生创新能力具有深远的意义。
（七）学时数、学分数及学时数具体分配学时数：72学时分数：4 学分学时数具体分配：（八）教学方式：以讲授为主的教学方式。
（九）考核方式和成绩记载说明：考核方式为考试。
严格考核学生出勤情况，达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格。
综合成绩根据平时成绩和期末成绩评定，平时成绩占40%，期末成绩占60%。
二、讲授大纲与各章的基本要求第一章工程材料中的原子排列教学要点：通过本章的学习使学生掌握固体中原子的排列方式和分布规律，包括固体中的原子是如何相互作用并结合起来的，晶体的特征及其描述方法，晶体结构的特点，各种晶体间的差异，以及晶体结构中缺陷的类型及性质。
这些都是本章重点介绍的内容。
这些知识不仅是学习材料学科课程的基础，也是学习其他专业课程比不可少的基础。
1. 掌握晶面、晶向的表示方法2 •熟悉三种典型的晶体结构3 •晶体缺陷的基本类型、基本特征、基本性质4•位错的应力场和应变能；位错的运动与交互作用教学时数：13 学时教学内容：第一节原子键合一、固体中的原子的结合键（金属键、共价键、离子键、分子键、氢键）二、工程材料的分类第二节原子的规则排列一、晶体学基础（晶体、结构、空间点阵、布拉菲点阵晶面指数、晶向指数、晶面间距）二、晶体结构及其几何特征（金属中常见晶体结构、陶瓷的晶体结构）第三节原子的不规则排列一、点缺陷（平衡浓度、形成、结构和能量）二、线缺陷（位错的基本类型、柏氏矢量、位错密度、作用在位错上的力及位错的运动、位错的应力场与应变能位错之间的交互作用、位错的增值、塞积与交割、实际晶体中的位错）三、面缺陷（晶界、亚晶界、挛晶界和相界）考核要求：1、原子键合1.1 固体中的原子的结合键（识记）1.2 工程材料的分类（领会）2、原子的规则排列2.1 晶体学基础（领会）2.2 晶体结构及其几何特征（识记）3、原子的不规则排列3.1点缺陷（应用）3.2线缺陷（应用）3.3面缺陷（领会）第二章固体中的相结构教学要点：通过本章的学习使学生掌握固熔体、化合物、陶瓷晶体相、玻璃相及分子相等五类。
《材料科学基础》课件
THANKS
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稳定性
材料在化学环境中保持其组成和结构的能力。
腐蚀性
材料与化学物质反应的能力，一些材料容易受到腐蚀。
活性
材料参与化学反应的能力和程度。
耐候性
材料在各种气候条件下的稳定性，如耐紫外线、耐风雨等。
材料的力学性质
弹性模量
描述材料抵抗弹性变形的能力。
硬度
材料表面抵抗被压入或划痕的能力。
韧性
材料吸收能量并抵抗断裂的能力。
材料科学的发展历程
总结词
概述材料科学的发展历程，包括重要的里程碑和代表 性人物。
详细描述
材料科学的发展历程可以追溯到古代，如中国的陶瓷和 青铜器制作，古埃及的石材加工等。然而，材料科学作 为一门独立的学科是在20世纪中期才开始形成的。在 这个时期，一些重要的里程碑包括开发出高温超导材料 、纳米材料和光电子材料等新型材料，这些材料的出现 极大地推动了科技的发展。同时，一些杰出的科学家如 诺贝尔奖得主也在这个领域做出了卓越的贡献。随着科 技的不断进步，材料科学的发展前景将更加广阔。
。
绿色材料与可持续发展
绿色材料
采用环保的生产方式，开发具有环保性能的新型材料，如可降解 塑料、绿色建材等。
节能减排
通过采用新型材料和技术，降低能源消耗和减少污染物排放，实现 节能减排的目标。
可持续发展
推动材料科学的发展，实现经济、社会和环境的协调发展，促进可 持续发展。
非晶体结构与性质
非晶体的结构特征
非晶体中的原子或分子的排列是无序的，不遵循长程有序的晶体 结构。
非晶体的物理和化学性质
非晶体的物理和化学性质与晶体不同，如玻璃态物质具有较好的化 学稳定性和机械强度。
材料科学基础(第1章)
三、教材及参考书
教材： 崔忠圻.金属学与热处理（第2版）.机械工业出版社
参考书及实验指导书： （1）石得珂.材料科学基础.机械工业出版社 （2）李超.金属学原理.哈尔滨工业大学出版社 （3）张廷楷.金属学及热处理实验指导书.重庆大学出
版社 （4）林昭淑.金属学及热处理实验.湖南大学出版社
3. 不透明并呈现特有的量，因而具有不透明性。而
吸收了能量被激发的电子随后会辐射出具有一定波长的光能，从而具
有一定光泽。
4. 良好的塑性变形能力，金属材料的强韧性好。
金属键没有方向性，原子间也没有选择性，所以在受外力作用而
发生原子位置的相对移动时，结合键不会遭到破坏。
第一节 原子结构
一、 物质的组成 一切物质都是由无数微粒按一定的方式聚集
而成的。这些微粒可能是分子、原子或离子。 原 子结构直接影响原子间的结合方式。 二、 原子的结构
近代科学实验证明：原子是由质子和中子组 成的原子核，以及核外的电子所构成的。原子的 体积很小，直径约为10-10m数量级，而其原子核 直径更小，仅为10-15m数量级。然而，原子的质 量恰主要集中在原子核内。因为每个质子和中子 的质量大致为1.67x10-24g，而电子的质量约为 9.11x10-28g，仅为质子的1/1836。
1.4 范德华力 属物理键，系一种次价键，没有方向性和饱
和性。比化学键的键能少1～2个数量级。不同 的高分子聚合物有不同的性能，分子间的范德 华力不同是一个重要因素。
1.5 氢键 是一种特殊的分子间作用力。它是由氢原子
同时与两个电负性很大而原子半径较小的原子 （ｏ，ｆ，ｎ等）相结合而产生的具有比一般 次价键大的键力，具有饱和性和方向性。氢键 在高分子材料中特别重要。
材料科学基础简介
材料科学基础简介一、什么是材料科学基础呢？材料科学基础啊，就像是打开材料世界大门的一把超级钥匙。
你想啊，我们周围到处都是材料，从我们住的房子用到的砖头、水泥，到我们身上穿的衣服的布料，再到手机、电脑这些高科技产品的外壳和内部零件，那可都是材料呢。
材料科学基础就是要去研究这些材料是怎么构成的，为什么有的材料特别硬，像钻石，而有的材料又软乎乎的，像棉花糖（当然这只是个超级简单的比喻啦）。
它会研究材料的原子结构。
就好比每个材料都是由好多超级小的“积木块”组成的，这些“积木块”就是原子啦。
不同的原子怎么排列，就会让材料有不同的性质。
比如说金属材料，里面的原子排列就很有规律，就像一群训练有素的士兵整齐地站着，所以金属一般都比较硬，还能导电呢。
还有材料的晶体结构，这就更有趣了。
晶体就像是精心搭建的小城堡，原子按照一定的规则排列成不同的形状。
有的晶体结构像正方体，有的像金字塔的形状。
这些不同的晶体结构会让材料的性质千差万别。
比如说石墨和金刚石，它们都是由碳元素组成的，就因为晶体结构不一样，一个软得能用来写字，一个硬得可以用来切割玻璃。
材料科学基础还会研究材料的相图。
相图就像是材料的地图，告诉我们在不同的温度、压力等条件下，材料会变成什么样子。
比如说水在不同的温度下，会变成冰、水或者水蒸气，这就是相的变化，相图就能很清楚地表示出来。
二、材料科学基础的重要性这可太重要啦！如果没有材料科学基础的研究，我们就不会有现在这么多厉害的材料。
比如说航空航天领域，需要超级轻但是又特别结实的材料，这样飞机、火箭才能飞得又高又快，还能装很多东西。
要是没有对材料的深入研究，哪能找到这种合适的材料呢？在医疗领域也是一样的。
现在很多人造器官、假肢之类的，都需要特殊的材料。
这些材料要能和人体很好地兼容，不能让人体产生排异反应。
这就需要材料科学基础的知识来开发这种合适的材料啦。
而且在我们日常生活中，材料科学基础也无处不在。
像现在的节能灯泡，之所以能节能，就是因为材料科学家研究出了新的发光材料。
833材料科学基础参考书
833材料科学基础参考书材料科学是研究材料的组成、结构、性能以及制备、加工和应用的学科，其涉及范围广泛，包括金属、陶瓷、高分子、复合材料等。
为了深入了解材料科学，有很多经典的参考书籍可以供我们参考。
1. 《材料科学基础》（Materials Science and Engineering: An Introduction）作者：William D. Callister Jr.这本书是材料科学领域的经典教材，涵盖了材料科学的基础知识和主要原理，包括原子结构、晶体结构、缺陷和析出等。
书中通过简明易懂的语言和图示系统地介绍了各种材料的组织结构和性质，对于初学者来说是一本很好的入门书。
2. 《材料科学与工程概论》（Introduction to Materials Science and Engineering）作者：William D. Callister Jr., David G. Rethwisch这本教材是《材料科学基础》的新版，继承了原版的核心内容，并且增加了对新材料和技术的讨论。
书中包含了大量的实例和案例分析，使读者能够更好地理解材料科学的实际应用。
此外，书中还介绍了材料工程师的职业发展和实践技巧，对于准备从事材料科学研究和工作的学生来说是一本很有价值的参考书。
3. 《材料科学工程导论》（Introduction to Materials Science and Engineering）作者：David G. Rethwisch, William D. Callister Jr.这本教材详细介绍了材料的结构、性质和加工过程。
书中对各种材料的特点进行了比较和分析，包括金属、陶瓷、高分子材料和杂化材料。
此外，书中还讨论了材料的力学、热学和电学性质，以及材料的耐久性和故障分析等方面的知识。
4. 《材料科学基础教程》（An Introduction to Materials Science）作者：W. D. Callister Jr., D. G. Rethwisch这本教材是一本简明扼要地介绍了材料科学基础知识的书籍，主要关注材料的组织结构、原子排列和晶体缺陷等方面的内容。
材料科学基础复习资料
材料科学基础复习资料材料科学基础是各个工程领域的基本学科，是各个领域的基础。
材料科学基础涵盖了材料的结构、物理与化学性质、制备工艺等方面内容，是材料科学领域学习过程中必须掌握的知识。
因此，为帮助有需要的人顺利复习材料科学基础知识，本文整理了一些相关的复习资料。
一、材料基础知识1. 基本的物理性质：包括化学成分、密度、电导率、热导率等基本参数，通常在每种材料的材料数据表中都可查到。
2. 结构相关：晶体结构：晶体结构指材料中原子、离子、分子排布的类型和规律，常用的晶体结构有：立方晶系、四方晶系、六方晶系、等轴晶系、正交晶系、单斜晶系、三斜晶系等。
非晶态：非晶态作为一种新兴的材料类型，其分子呈无序排列，在某些情况下可能拥有更好的性能。
3. 材料特性：热膨胀系数：在温度变化时，材料线膨胀的速度大小，通常用公式ΔL/L0 = αΔT 表示，其中α为热膨胀系数。
韧性：材料在受到剪切力或拉伸力时的弹性变形程度，是一种考量材料性能的指标，通常可以通过材料变形曲线进行查看。
4. 金属与合金相关：金属材料通常具有良好的导电、导热等特性，同时在高温、高压等环境下具有较强的稳定性。
合金则通常是由多个金属或者非金属元素组成的混合物，其性质与材料组分、配比等有关。
二、材料治理、工艺及应用1. 材料的处理：常用材料的处理包括固化、焊接、框架处理、表面处理以及高压工艺等，其中固化的过程包括了煅烧、烧结等过程。
2. 材料配方：通常材料的配方根据材料的成分、目的等进行确定，其中分子键长、键能以及分子排列等指标都可能用来确定最终配方。
3. 材料的加工工序：通常材料加工工序包括切削、钣金、打压成形等过程，每个工序都会影响材料的性质和特性。
三、材料的主要分类1. 材料的物理分类：主要涉及到材料的形态、密度以及各种物理性质，通常有固体、液体、气体以及等离子体等分类方式。
2. 材料的化学分类：不同的元素应用于不同的方案分类，这种分类通常依据材料的化学成分。
837-材料科学基础
千里之行，始于足下。
837-《材料科学基础》考试大纲第一部分考试说明一、考试性质《材料科学基础》是材料学科的专业基础课，着重讲述材料的微观组织与性能之间的关系，强调晶体材料中的个性基础问题，对于理解现有材料和开辟新材料都具有重要的指导意义。
该课程被指定为材料学、材料加工工程及材料工程（工程硕士）专业硕士研究生入学统一考试的科目之一。
《材料科学基础》考试要力求科学、平等、确切、规范地测评考生的基本素质和综合能力，选拔具有发展潜力的优秀人才入学攻读硕士学位。
二、考试的学科范围材料的结构与缺陷，材料的凝结与相图，塑变与再结晶及固态相变等基础知识模块。
三、评价目标考试的目标是考查考生对《材料科学基础》基本理论的控制情况以及应用基本理论分析材料问题的能力。
四、考试形式与试卷结构试卷满分150分，考试时光180分钟，闭卷笔试。
包括名词解释、填空、挑选、计算和分析论述等不同形式的题目。
五、参考书目1、赵品主编。
材料科学基础教程，哈尔滨工业大学出版社，2009年代第3版。
2、潘金生主编。
《材料科学基础》，清华大学出版社出版，1998年。
第二部分考查要点朽木易折，金石可镂。
一、材料的结构1、材料的结合方式化学键和物理键工程材料的键性2、晶体学基础晶体与非晶体空间点阵晶向指数与晶面指数晶体的极射赤面投影3、材料的晶体结构典型金属的晶体结构共价晶体的晶体结构离子晶体的晶体结构合金相结构二、晶体缺陷1、点缺陷点缺陷的类型及形成点缺陷的运动及平衡浓度点缺陷对性能的影响2、线缺陷位错的基本概念位错的运动位错的弹性性质实际晶体中的位错3、面缺陷外表面晶界与亚晶界三纯金属的凝结1、纯金属的结晶过程液态金属的结构千里之行，始于足下。
纯金属的结晶过程2、结晶的热力学条件结晶的过冷现象凝结的热力学条件3、形核逻辑匀称形核非匀称形核4、长大逻辑液一固界面的微观结构晶核的长大机制纯金属的生长形态四、相平衡与相图1、相图的基本知识相图的表示主意相图的建立相平衡与相律二元相图的一些几何逻辑2、二元相图的基本类型匀晶相图共晶相图包晶相图3、二元相图的分析和使用其他类型的二元相图复杂二元相图的分析主意4、铁碳相图和铁碳合金铁碳相图碳和杂质元素对碳钢组织和性能的影响合金铸件的组织与缺陷五、固体材料的变形与断裂朽木易折，金石可镂。
材料科学基础第二版
材料科学基础第二版材料科学是一门研究材料的性质、结构、制备和应用的学科，它涉及到物质的基本特性和相互作用，对于现代工业和科技的发展起着至关重要的作用。
本书《材料科学基础第二版》旨在系统介绍材料科学的基本理论和知识，帮助读者全面了解材料科学的基本概念和原理，为相关专业的学生和科研人员提供一本全面而深入的参考书籍。
第一章从材料科学的基本概念和发展历程入手，介绍了材料科学的研究对象、基本特征以及其在工程技术中的应用。
通过对材料科学的起源和发展进行梳理，读者可以更好地理解材料科学的学科内涵和研究意义。
第二章主要介绍了材料的结构与性能。
材料的性能直接受其结构的影响，因此了解材料的结构对于预测和改善材料的性能至关重要。
本章详细介绍了晶体结构、非晶态结构以及材料的力学性能、热学性能等方面的知识，为读者提供了全面的材料结构与性能的基础知识。
第三章涉及了材料的制备与加工技术。
材料的制备和加工是材料科学的重要内容之一，它直接影响着材料的性能和应用。
本章主要介绍了材料的制备方法、加工工艺以及相关的材料表征技术，为读者提供了全面了解材料制备与加工技术的知识基础。
第四章讨论了材料的性能测试与评价。
材料的性能测试是材料科学研究的重要手段，通过对材料性能的测试和评价，可以全面了解材料的特性和应用潜力。
本章详细介绍了材料性能测试的方法、技术以及测试结果的分析与评价，为读者提供了全面了解材料性能测试与评价的知识基础。
第五章介绍了材料的应用与发展。
材料的应用是材料科学研究的最终目的，本章主要介绍了材料在工程技术、电子材料、光学材料、生物材料等方面的应用，并展望了材料科学的未来发展方向。
通过对材料科学基础的系统介绍，本书旨在帮助读者全面了解材料科学的基本理论和知识，为相关专业的学生和科研人员提供一本全面而深入的参考书籍。
希望本书能够成为读者学习和研究材料科学的重要工具，为材料科学的发展做出贡献。
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材料工程基础及设备多媒体课件
第一章 传热学复习–––基本概念与基本原理
2．平壁的稳定热传导 单层平壁：Q t1 t 2
b S t R
多层（n层）平壁： i 1 公式表明导热速率与导热推动力（温度差） 成正比，与导热热阻（R）成反比。 由多层等厚平壁构成的导热壁面中所用材料 的导热系数愈大，则该壁面的热阻愈小，其 两侧的温差愈小，但导热速率相同。
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第一章 传热学复习–––基本概念与基本原理
用无因次准数方程形式表示下列各种传热情况 下诸有关参数的关系： 无相变对流传热 Nu=f（Re，Pr，Gr） 自然对流传热 Nu=f（Gr，Pr） 强制对流传热 Nu=f（Re，Pr）
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第一章 传热学复习–––基本概念与基本原理
第一章 传热学复习–––基本概念与基本原理
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第一章 传热学复习–––基本概念与基本原理
3. 流体在圆形直管中作强制湍流流动 对流过程是流体和壁面之间的传热过程，定 性温度是指确定准数中各物性参数的温度。 无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在 传热边界层或滞流层内，减少热阻的最有效 的措施是提高流体湍动程度。 引起自然对流传热的原因是系统内部的温度 差，使各部分流体密度不同而引起上升、下 降的流动。
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第一章 传热学复习–––基本概念与基本原理
传热是由于温度差引起的能量转移，又称热传 递。由热力学第二定律可知，凡是有温度差存在 时，就必然发生热从高温处传递到低温处。 根据传热机理的不同，热传递有三种基本方 式：热传导（导热）、热对流（对流）和热辐 射。热传导是物体各部分之间不发生相对位移， 仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动 而引起的热量传递；
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第一章 传热学复习–––基本概念与基本原理
二、对流传热
1. 对流传热基本方程––––牛顿冷却定律
Q St
α–对流传热系数，单位为：W/（m2· ℃）， 在换热器中与传热面积和温度差相对应。
2. 与对流传热有关的无因次数群（或准数） 表1 准数的符号和意义
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四、间壁两侧流体的热交换 间壁两侧流体热交换的传热速率方程式 Q=KSΔtm 式中K为总传热系数，单位为：W/（m2· ℃）； Δtm为两流体的平均温度差，对两流体作并流或 逆流时的换热器而言， t t1 t 2
m
ln(t1 / t 2 )
当Δt1/Δt2< 2时，Δtm可取算术平均值，即： Δtm=（Δt1+Δt2）/2
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第一章 传热学复习–––基本概念与基本原理
热对流是流体各部分之间发生相对位移所引起
的热传递过程（包括由流体中各处的温度不同引 起的自然流和由外力所致的质点的强制运动引
起的强制对流），流体流过固体表面时发生的对
流和热传导联合作用的传热过程称为对流传热 （给热）；热辐射是因热的原因而产生的电磁波 在空间的传递。
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第一章 传热学复习–––基本概念与基本原理
任何物体只要在绝对零度以上，都能发射辐射 能，只是在高温时，热辐射才能成为主要的传热 方式。传热可依靠其中的一种方式或几种方式同 时进行。 传热速率Q是指单位时间通过传热面的热量 （W）；热通量q是指每单位面积的传热速率 （W/m2）。
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第一章 传热学复习–––基本概念与基本原理
五、换热器 消除列管换热器温差应力常用的方法有三种， 即在壳体上加膨胀节，采用浮头式结构或采用U 型管式结构。翅片式换热器安装翅片的目的是增 加传热面积；增强流体的湍动程度以提高α。为 提高冷凝器的冷凝效果，操作时要及时排除不凝 气和冷凝水。
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第一章 传热学复习–––基本概念与基本原理
五、换热器 间壁换热器管壁温度tw接近α大的一侧的流 体温度；总传热系数K的数值接近热阻大的一侧 的α值。如在传热实验中用饱和水蒸气加热空 气，总传热系数接近于空气一侧的对流传热膜系 数，而壁温接近于水蒸气侧的温度。 对于间壁换热器m1Cp1(T1-T2)=m2Cp2(t1- t2） =KSΔtm等式成立的条件是稳定传热、无热损失、 无相变化。
三、热辐射 1. 辐射基本概念 热辐射及其特点，吸收、反射和穿透 1
辐射力、单色辐射力及Ebλ、Eb。 2. 辐射基本定律 Boltzmann定律、Wien位移定律、Lambert定律 也称为余弦定律
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第一章 传热学复习–––基本概念与基本原理
三、热辐射 3. 灰体与吸收率 灰体定义、基尔霍夫定律 4.角系数及其性质
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t t n 1 Q 1n bi S i 1 i
t R
n
第一章 传热学复习–––基本概念与基本原理
3．圆筒壁的稳定热传导 单层圆筒壁：Q 2l (t1 t 2 ) 或
ln
Q
当S2/S12时，用对数平均值，即：
当S2/S12时，用算术平均值，即：
5.投入辐射、有效辐射
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第一章 传热学复习–––基本概念与基本原理
三、热辐射 6.两固体表面间的辐射换热 表面辐射热阻、空间辐射热阻 不同位置的辐射换热计算 强化辐射换热的主要途径、削弱辐射换热 的主要途径；加入辐射板后的变化
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第一章 传热学复习–––基本概念与基本原理
3．圆筒壁的稳定热传导 一包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥 受潮后，其保温效果应降低，主要原因是因 水的导热系数大于保温材料的导热系数，受 潮后，使保温层材料导热系数增大，保温效 果降低。 在包有两层相同厚度保温材料的圆形管道上， 应该将导热系数小的材料包在内层，其原因 是为了减少热损失，降低壁面温度。
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第一章 传热学复习–––基本概念与基本原理
五、换热器 列管换热器，在壳程设置折流挡板的目的是 增大壳程流体的湍动程度，强化对流传热， 提高α值，支撑管子。 在确定列管换热器冷热流体的流径时，一般 来说，蒸汽走管外；易结垢的流体走管内； 高压流体走管内；有腐蚀性的流体走管内； 粘度大或流量小的流体走管外。
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第一章 传热学复习–––基本概念与基本原理
一.热传导 1. 导热基本方程––––傅立叶定律
t dQ dS n
λ —导热系数，表征物质导热能力的大小， 是物质的物性之一，单位W/（m.℃）。纯金 属的导热系数一般随温度升高而降低，气体 的导热系数随温度升高而增大。式中负号表 示热流方向总是和温度剃度的方向相反。
第三章 传热学复习
重点、难点
基本概念与基本原理
材料工程基础及设备多媒体课件
第一章 传热学复习
重点、难点
重点：傅里叶定律、平壁圆筒壁传热计算 牛顿冷却定律、准数的含义、辐射换热 基本定律、两固体间辐射换热计算、复合 传热分析、换热器的设计。
难点：圆筒壁传热计算、两固体间辐射换 热计算、部分辐射定律。
材料工程基础及设备多媒体课件
第一章 传热学复习–––基本概念与基本原理
四、间壁两侧流体的热交换 基于管外表面积So的总传热系数Ko ：
bSo So So 1 1 Ro Ri Ko o w S m Si i Si
五、换热器 间壁式换热器有夹套式、蛇管式、套管式、 列管式、板式、螺旋板式、板翅式等。提高间壁 式换热器传热系数的主要途径是提高流体流速、 增强人工扰动；防止结垢，及时清除污垢。
r2 r1
t1 t 2 t b R S m
Sm
S 2 S1 S2 ln S1
2l (t1 t n 1 ) Q ri 1 1 ln r 多层（n层）圆筒壁： i i
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Sm=（S1+S2）/2
第一章 传热学复习–––基本概念与基本原理