chpter1-2010绪论
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chapter1 绪论PPT课件
2020/12/4
9
通信的发展——什么是通信
❖信息的传递与交换——传统理解 ❖通信+传感+计算机技术——信息社会的高级神经中枢 ❖通信的实现：
▪ 功能：将信息由一方传输到另一方； ▪ 媒介：语音、图像、数据； ▪ 载体：光、电信号；
❖通信的载体——信号：消息对应的物理量（振幅、频率、
相位等）
❖通信是一种产业——产品是信息在空间的转换
2020/12/4
6
课程的基本内容
❖ 绪论 ❖ 信号 ❖ 模拟调制系统 ❖ 模拟信号数字化 ❖ 数字信号基带传输 ❖ 数字信号频带传输 ❖ 数字信号的最佳接收 ❖ 信道编码与差错控制 ❖ 同步 ❖ 先进的数字带通调制和解调
2020/12/4
7
第一章 绪论
第一章 绪论
❖通信的发展 ❖ 消息、信息和信号 ❖数字通信 ❖信道 ❖信道中的噪声
2020/12/4
10
通信的发展——简史
❖ 雏形：手势、对话、烽火、灯光、信鸽、邮政、旗语。
I
Love
You
❖ 现代通信：电信(Telecommunication)远距离通信
电报 电话 电视
网络 Etc……
2020/12/4
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通信的发展——简史
❖ 1837年 ❖ 1864年 ❖ 1875年 ❖ 1887年 ❖ 1895年 ❖ 1901年 ❖ 1906年 ❖ 1918年 ❖ 1936年 ❖ 1937年 ❖ 1938年 ❖ 1940-1945
➢ 短波：容量小，通信质量差，间断； ➢ 微波：容量大，可传输距离有限； ➢ 卫星：地球外中继，远程、静止、稳定、质量好；
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通信的发展——方向
chapter1绪论
1.2 可靠性工程发展现状 .............................................................................................................3 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.2.5 可靠性的发展历史的四个阶段 ....................................................................................3 我国可靠性工程的发展现状 ........................................................................................4 可靠度与不可靠度 ........................................................................................................5 故障率（Failure Rate）与浴盆曲线 ............................................................................8 平均寿命 ......................................................................................................................12
1
第一章 绪论
有明确的说明。 可靠性与机械产品的设计、制造以及各个阶段紧密相关，每个阶段都在为创 造最经济而又具有一定可靠性水平的机械产品而努力。设计阶段为机械产品的可 靠性水平奠定了基础。机械产品的可靠性取决于零部件的结构、材料、各种安全 保护措施、润滑系统以及维修性等因素。制造过程中的工艺管理、质量管理环节 保证了产品的可靠性设计指标的实现。由设计和制造赋予产品的，并在理想的使 用和保障条件下所具有的可靠性称为产品的固有可靠性（Inherent Reliability） 。产 品在实际的环境中使用时所呈现的可靠性称为使用可靠性（Operation Reliability） ， 反映了产品设计、制造、使用、维修、环境等因素的综合影响。产品在规定的储 存条件下和规定的储存时间内，产品保持规定功能的能力，称为储存可靠性 （Storage Reliability） ，又称为贮存可靠性。 不可靠或可靠性差的产品不能在规定条件下有效地完成预期的工作，个别零 部件的损伤，或者功能水平的下降到允许水平之下而造成停机，都可能带来巨大 的经济损失，甚至造成灾难性的后果。即使在工业发达国家，也常因机械设备的 可靠性不符合技术要求而遭受重大的损失，可靠性影响着国家的安全与声誉。越 来越多的工业部门认识到可靠性问题的重要意义，把产品的可靠性看得与产品的 性能同样重要。重要的大型成套设备如电站、冶金、化工设备等都应进行可靠性、 安全性设计及风险评估，并控制其故障率。
MyChapter1_2010
space for each data item it stores, time to perform each basic operation, programming effort.
11
Data Structure Philosophy (cont)
每个问题都有可用空间和时间的限制. (Each problem has constraints on available space and time.) Only after a careful analysis of problem characteristics can we know the best data structure for the task.
6
1
Efficiency and Cost (cont)
A solution can also be efficient if it requires fewer resources than other known solutions
1.
Choosing your Data Structure
You should follow these steps
3
What is a data structure?
最广义地说, 数据结构是指数据的表示及其相 关操作(In the most general, a data structure is any data representation and its associated operations.) 更典型地讲, 数据结构是指一组数据项的组织 或结构(More typically, a data structure is meant to be an organization or structuring for a collection of data items.)
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Data Structure Philosophy (cont)
每个问题都有可用空间和时间的限制. (Each problem has constraints on available space and time.) Only after a careful analysis of problem characteristics can we know the best data structure for the task.
6
1
Efficiency and Cost (cont)
A solution can also be efficient if it requires fewer resources than other known solutions
1.
Choosing your Data Structure
You should follow these steps
3
What is a data structure?
最广义地说, 数据结构是指数据的表示及其相 关操作(In the most general, a data structure is any data representation and its associated operations.) 更典型地讲, 数据结构是指一组数据项的组织 或结构(More typically, a data structure is meant to be an organization or structuring for a collection of data items.)
Chapter1-绪论
s u p p fx X R nfx 0
亦即，把函数支撑起来的那些点集。
f(x)
例如：
f
x
10x
, ,
x 1 x 1
1
o
x
• 闭包：集合上的所有点以及边界点称为集合的闭包。
X R n f x 0 的 闭 包 ， 记 为 X R n f x 0 。 26
• 检验函数(严格定义)：
m li m fmx,x fx,x fxxdt0
那 么 ： fxm li m fmx x
• (t) 是一个广义函数。
• 注意用广义函数定义与用检验函数定义的差别
30
广义函数的导数
• 广函导数的积分检验
x D 在某个 [a, b] 之外恒等于0，考虑
D 上的广函f x，有： f (n) x, x (1)n f x, (n) x
(5) 金字塔逼近
t li m 0 1 1t utut
o
t 21
(6) 采样函数逼近（）
t lki m kSakt lki m ksin ktkt
k
●
2
k
k
(7) 采样函数平方逼近
t
sin2 kt
lim
k
kt2
(8) ？？逼近
t lim n
n 1n2t2
婴幼儿体格生长
Chapter1-绪论
前言
一、系统类课程的四个层次
• 信号与系统，郑君里
– 信号的表示 – 信号通过系统的输出/响应（系统分析） – 系统综合/设计（输入、输出 → 系统）
• 线性系统理论（与设计），郑大钟
– 状态空间描述与运动分析 – 可控性、可观性、稳定性、鲁棒性、反馈系统时域设计
Chapter01 绪论PPT资料92页
《数据结构（C语言版）》
2020/5/25
➢ 第1章 绪论 第2章 线性表 第3章 栈和队列 第4章 串 第5章 数组和广义表 第6章 树和二叉树 第7章 图 第9章 查找 第10章 内部排序
Software School, Zhengzhou University
2 郑州大学软件学院
2020/5/25
Software School, Zhengzhou University
9 郑州大学软件学院
例1 书目自动检索系统
线性表
书目文件
001
高等数书学目卡沈片享福
S01
002 登录理号论：力学 王暴富
L01
003
高等数学 华罗庚
S01
004 书名线：性代数 周结论
S02
…… 作者名…：…
1968年美国唐·欧·克努特教授开创了数据结构的最初体系，他所著的《计算机 程序设计技巧》第一卷《基本算法》是第一本较系统地阐述数据的逻辑结构和 存储结构及其操作的著作。
发展阶段：
数据结构的概念不断扩充，包括了网络、集合代数论、关系等“离散数学结构” 的内容。
70年代后期，我国高校陆续开设该课程。
2020/5/25
……
……
分类号：
按书名
出版单位：
按作者名
高 等 数 学001， 003… 出… 版时间：沈享福
理 论 力 学002， … … 价.. 格：
线 性 代 数004， … …
… … … … ..
华罗庚 周结论 …….
001,… 002,…. 004,…. …….
L S ……
索引表
按分类号
002,… 001,003, ……
2010_Chapter1
头发丝直径 血红细胞直径 可见光波长 集成电路线宽 ＝ 70,000 ＝ 8,000 nm nm
＝ 380～780 nm ～ ＝ 130 nm
纳米技术 0.1 ~ 100 nm ?
氢原子直径 ＝ 0.10 nm
Definition
纳米技术：是指在0.1-100nm的 纳米技术：是指在0.1-100nm的尺度 范围内研究和应用物质的 范围内研究和应用物质的 行为、特性以及相互作用 的交叉学科及高新技术。 交叉学科及高新技术。
iron 1937
Max Knoll and Ernst Ruska -1931
electron microscopy
费曼(Feynman): 人类总有一天可排列原子 人类总有一天可排列原子(1959) 费曼
"There is plenty room at the bottom"
Moore’ Moore’s law
中国开始在纳米技术领域占一席之地 (1993)
The Nanometer Age: Challenge and Chance
H.Rohrer
Microelectronic Engineering,27(1995) 3-15 3-
The new player in the emerging nano-world are nanoindividual, selected objects of the size of some 50 nm down to molecules and atoms. The new aspect atoms. of science and technology on the nanometer scale is that these objects are treated as individuals, not as individuals, ensemble members. To a great extent, this requires realreal-space methods. Local probe methods, such as methods, scanning tunneling microcopy and its derivates, are therefore a key to the nano-word. Major challenges nano-word. of the new nanometer world are to….. to…
＝ 380～780 nm ～ ＝ 130 nm
纳米技术 0.1 ~ 100 nm ?
氢原子直径 ＝ 0.10 nm
Definition
纳米技术：是指在0.1-100nm的 纳米技术：是指在0.1-100nm的尺度 范围内研究和应用物质的 范围内研究和应用物质的 行为、特性以及相互作用 的交叉学科及高新技术。 交叉学科及高新技术。
iron 1937
Max Knoll and Ernst Ruska -1931
electron microscopy
费曼(Feynman): 人类总有一天可排列原子 人类总有一天可排列原子(1959) 费曼
"There is plenty room at the bottom"
Moore’ Moore’s law
中国开始在纳米技术领域占一席之地 (1993)
The Nanometer Age: Challenge and Chance
H.Rohrer
Microelectronic Engineering,27(1995) 3-15 3-
The new player in the emerging nano-world are nanoindividual, selected objects of the size of some 50 nm down to molecules and atoms. The new aspect atoms. of science and technology on the nanometer scale is that these objects are treated as individuals, not as individuals, ensemble members. To a great extent, this requires realreal-space methods. Local probe methods, such as methods, scanning tunneling microcopy and its derivates, are therefore a key to the nano-word. Major challenges nano-word. of the new nanometer world are to….. to…
分子生物学chapter1绪论
大量生产某些正常细胞代谢中产量很低的多肽， 如激素、抗生素、酶类及抗体等，提高产量， 降低成本。
定向改造某些生物的基因组结构、使它们所具 有的特殊经济价值或功能得以成百上千倍地提 高。
进行基础研究。
2、基因表达调控研究
蛋白质分子控制了细胞的一切代谢活动，而 决定蛋白质结构和合成时序的信息都由核酸 （主要是脱氧核糖核酸）分子编码，所以， 基因表达实质上就是遗传信息的转录和翻译 过程。
基本定理：
1.构成生物体有机大分子的单体在不同生物 中都是相同的；
2.生物体内一切有机大分子的建成都遵循着 各自特定的规则；
3.某一特定生物体所拥有的核酸及蛋白质分 子决定了它的属性。
1、DNA重组技术
是20世纪70年代初兴起的技术科学，目的是将 不同DNA片段（基因或基因的一部分）按照人 们的设计定向连接起来，在特定的受体细胞中 与载体同时复制并得到表达，产生影响受体细 胞的新的遗传性状。
DNA重组技术是核酸化学、蛋白质化学、酶工 程及微生物学、遗传学、细胞学长期深入研究 的结晶，而限制性内切酶DNA连接酶及其他工 具酶的发现与应用则是这一技术得以建立的关 键。
通过DNA连接酶把不同的DNA片段连接成一个整体。a. DNA的 粘性末端; b. DNA的平末端; c. 化学合成的具有EcoRI粘性末端的 DNA片段。
1．拥有特定的空间结构（三维结构）；
2．在它发挥生物学功能的过程中必定存在着 结构和构象的变化。
4、基因组、功能基因组与生物信息学研究
2001年2月，Nature 和Science同时发表了人类基因组 全序列。
已有数十种生物基因组被基本破译。
测定基因组序列只是了解基因的第一步，在基因组计 划的基础上提出了蛋白质组计划（又称后基因组计划 或功能基因组计划），旨在快速、高效、大规模鉴定 基因的产物和功能。
定向改造某些生物的基因组结构、使它们所具 有的特殊经济价值或功能得以成百上千倍地提 高。
进行基础研究。
2、基因表达调控研究
蛋白质分子控制了细胞的一切代谢活动，而 决定蛋白质结构和合成时序的信息都由核酸 （主要是脱氧核糖核酸）分子编码，所以， 基因表达实质上就是遗传信息的转录和翻译 过程。
基本定理：
1.构成生物体有机大分子的单体在不同生物 中都是相同的；
2.生物体内一切有机大分子的建成都遵循着 各自特定的规则；
3.某一特定生物体所拥有的核酸及蛋白质分 子决定了它的属性。
1、DNA重组技术
是20世纪70年代初兴起的技术科学，目的是将 不同DNA片段（基因或基因的一部分）按照人 们的设计定向连接起来，在特定的受体细胞中 与载体同时复制并得到表达，产生影响受体细 胞的新的遗传性状。
DNA重组技术是核酸化学、蛋白质化学、酶工 程及微生物学、遗传学、细胞学长期深入研究 的结晶，而限制性内切酶DNA连接酶及其他工 具酶的发现与应用则是这一技术得以建立的关 键。
通过DNA连接酶把不同的DNA片段连接成一个整体。a. DNA的 粘性末端; b. DNA的平末端; c. 化学合成的具有EcoRI粘性末端的 DNA片段。
1．拥有特定的空间结构（三维结构）；
2．在它发挥生物学功能的过程中必定存在着 结构和构象的变化。
4、基因组、功能基因组与生物信息学研究
2001年2月，Nature 和Science同时发表了人类基因组 全序列。
已有数十种生物基因组被基本破译。
测定基因组序列只是了解基因的第一步，在基因组计 划的基础上提出了蛋白质组计划（又称后基因组计划 或功能基因组计划），旨在快速、高效、大规模鉴定 基因的产物和功能。
1-绪论-2010
行高标准的选择性突破
讲究现存的传统规范
讲究未来的发展趋势
强调学生对当今社会的适应能力 注重学生对未来社会的应变能力
强调模仿与继承，培养“应试型”、 强调应变和发展，培养“创新
“知识型”人才
型”、“素质型”人才
东北林业大国学 外创造创新学的发展史
序时代
人物
贡
献
1
亚里斯多德 将知识分为理论科学、实践科学和创造科学三大
秦九韶 秦九韶法 它是世界数学史上解高次方程的最 早发明
东北林业大学
世界科技史上的前27项重要发明（续三）
序 发明 号 年代
23 1453
国家 或地域
德国
24 1508 阿拉伯
25 1556 德国
26 1567~ 中国 1572
27 1536~ 中国 1610
发明者 发明项目
古腾堡 印刷机 不明 玻璃眼镜
中国
中国 古罗马
中国 中国 中国
不明
蔡伦 凯撒 不明 不明 不明
十进位
纸 报纸 瓷器 水车 风车 算盘
李约瑟：“没有这个十 进位，几乎不可能出现 我们这个统一化的世界 了。”
对人类文化传播产生了 广泛、久远影响。
这是传播人类文化的最 早载体
它是中国人对世界文明 的独特贡献
它是人类利用水力、风 力的早期工具
创新思维是每一个人必须具备的基本素质
东北林业大学
创新教育的必要性
创新是一个民族进步的灵魂，是国 家兴旺发达的不竭动力。21世纪是知识 经济时代，国际竞争将主要体现为创新人 才的竞争。
高等学校是培养创新人才的基地和 摇篮，肩负着重要的历史使命，必须全方
创新
位更新观念，把培养学生和科技人员的创 新能力，作为教育改革的核心。
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的方式称为辐射。其中因热的原因而发出辐射
能的现象称为热辐射。
辐射换热：辐射与吸收过程的综合作用造成
了以辐射方式进行的物体间的热量传递称为辐
射换热。 注：辐射换热与热辐射的区别.
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Thermal
（2）辐射换热的特点
任何物体，只要温度高于0 K，就会不停地向周围空间发出热
• 新能源： 太阳能；燃料电池.
* 16 / 51
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Thermal
§1.2 热能传递的三种基本方式
热量传递的三种基本方式：导热(热传导)、对流和辐射
1.2.1 导热（热传导）(Conduction)
(1)定义：指温度不同的物体各部分或温度不同的两物体直 接接触时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运
*
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Thermal
稳态问题的研究占主要部分（因为热力设备
的设计往往是以额定功率下持续运行为依据 的）。 本书第三章讨论非稳态导热问题.
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Thermal
1.1.4 传热学在科学技术各个领域中的应用
自然界与生产过程中到处存在温差—传热现象很普遍。尽管
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Thermal
（6）h 数量级的概念
就介质而言
h水 h空气
h相变 h无相变
同种流体
就换热方式而言
h强制 h自然
空气自然对流的数量级1～10，而水的强制对流换 热系数的数量级为成千上万。
*
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Thermal
1.2.3. 热辐射 （1）基本概念 辐射和热辐射：物体通过电磁波来传递能量
最高，良导电体，也是良导热体，液体次之，气体
最小。
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Thermal
1.2.2. 热对流（Convection)
(1)定义：是指由于流体的宏观运动，从而使流体各 部分之间发生相对位移，冷热流体相互掺混所引起
的热量传递过程，对流仅发生在流体中，且必然伴
随着导热发生。 （热对流） 对流换热：流体流过与之温度不同的固体壁面时与 固体壁之间的换热，是导热和对流联合作用的结果 －具有实际意义。 对流换热与热对流不同，既有热对流，也有导热；它 不是基本的传热方式。如暖气管道及电子器件的散热。
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Thermal
（3）导热基本定律－傅里叶定律
dt A dx
[W]
dt q dx
[W/m2]
Φ：热流量，单位时间传递的热量. [W]
q:
热流密度，单位时间通过单位面积传递的热量. 热导率，又称导热系数. W m K
:
负号表示热量传递的方向与温度升高的方向相反。 q 正负的规定
Thermal
传热过程的分类
按温度与时间的依变关系，可分为稳态和非稳态两大类 稳态传热过程（定常过程） 凡是物体中各点温度不随时间而变的热传递过程均称稳 态传热过程。 非稳态传热过程（非定常过程） 凡是物体中各点温度随时间的变化而变化的热传递过 程均称非稳态传热过程。 各种热力设备在持续不变的工况下运行时的热传递过 程属稳态传热过程；而在启动、停机、工况改变时的 传热过程则属非稳态传热过程。
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1.1.3 传热学与工程热力学的关系
Thermal
高数、工程流体力学、工程热力学、大学物理为先修课
工程热力学：热能的性质、热能与机械能及 其它形式能量之间相互转换的规律.
传热学：热量 Q 传递过程的规律. 热力学 研究平衡态. 传热学 研究过程和非平衡态.
热力学 在研究能量转换时不涉及时间和机理（J/kg、J） 传热学 研究热量传递的速率和机理（W、 W/m2）
1.1 传热学的研究内容及其在科学技术和工程中的应用
1.1.1 传热学的研究内容 研究由温差引起的热量传递规律的科学，具体来讲 主要有热量传递的机理、规律、计算及测试方法，
其内容主要包括:
研究热量传递的速率 （J/S、W） Q
确定物体中的温度分布
t f x , y , z ,
动而产生的热量传递现象。
(2)导热的特点：a 必须有温差；b 物体直接接触；c 依靠 分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量； d 在引力场下单纯的导热只发生在密实固体中；e 不发 生宏观的相对位移.
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Thermal
导热过程示意图
*
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3、考核方法
闭卷考试 80%，平时20％(实验、作业、 / 51
Thermal
4、参考书
• 《传热学》 戴锅生编著，高等教育出版社. • 《传热学》 赵镇南编著，高等教育出版社.
• 《传热学重点难点及典型题精解》王秋旺编著，西
安交通大学出版社.
• 《传热学》 章熙民，任泽霈等编著，中国建筑工
度边界层（Boundary layer） 。
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Thermal
（3）对流换热的分类
• 无相变：强制对流和自然对流换热。 • 有相变：沸腾换热和凝结换热。 自然对流：因流体冷、热各部分的密度不同而引起流
体的流动。 如：暖气片表面附近受热空气的向上流动
强制对流：流体的流动是由于水泵、风机或其它压差
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Thermal
（2）对流换热的特点：
• 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程。
• 必须有直接接触（流体与壁面）和宏观运动；也必须
有温差。
• 由于流体的粘性及受固体壁面摩擦阻力的影响，紧贴
壁面处会形成速度梯度很大的速度边界层；同样，由
于温差的作用，在壁面附近会形成温度梯度很大的温
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Thermal
（3）辐射换热的研究方法
假设一种理想的物体—黑体，忽略其它因素，只 关心热辐射的共性规律，然后将真实物体的辐射 与黑体辐射进行比较，通过实验获得修正系数， 从而获得真实物体的热辐射规律。
各个科学技术领域中遇到的传热问题形式多样，但大致上可
以归纳为三种类型的问题。 （1）强化传热：即在一定的条件下（如一定的温差、体积、 重量或泵功等）增加所传递的热量。 （2）削弱传热（或称热绝缘）：即在一定的温差下使热量的
传递减到最小。
（3）温度控制：为使一些设备能安全经济地运行，或者为得 到优质产品，要对热量传递过程中物体关键部位的温度进行
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Thermal
（3）导热基本定律－傅里叶定律
（经验的提炼，1822 年法国物理学家－提出的）
如图所示：两个表面分别维
持均匀恒定温度的平板，是
个一维导热问题。对于x方向
上任意一个厚度为dx 的微元 层来说，根据傅里叶定律， 单位时间内通过该层的导热 热量与当地的温度变化率及
平板面积A成正比，即：
作用所造成的。
沸腾换热及凝结换热：液体在热表面上沸腾，蒸汽在 冷表面上凝结的对流换热，称为沸腾换热及凝结换热
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Thermal
（4）对流换热的基本计算式 －牛顿冷却公式
Φ hA(tw t f ) W
q h( t w t f )
[W/m2] h —表面传热系数
*
与x 轴正向相同为正 q > 0 与x 轴正向相反为负 q < 0
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[W/m2]
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Thermal
（4）导热系数
• 导热系数是表征材料导热性能优劣的参数，是一种
物性参数。单位： W m K
• 不同材料的导热系数值不同，即使同种材料，导热
系数值与温度、湿度、密度等因素有关。金属材料
Thermal
传热学
（Heat Transfer）
杨世铭 陶文铨 编
高等教育出版社
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Thermal
1、教学目的
通过学习能熟练掌握传热过程的基本规律、 实验测试技术及分析计算方法，从而达到认 识、控制、优化传热过程的目的。 2、学时分配
课内学时58学时，实验环节6学时，共64学时， 4个学分。
业出版社.
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第一章 绪 论
主要包含以下内容： 研究对象及内容 传热学与工程热力学的关系 传热学工程应用实例 传热过程的分类
Thermal
连续体的假设及其意义
研究方法
课程的特点以及与本专业的关系
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Thermal
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Thermal
•电子器件的冷却：随着大规模集成电路技术的迅速
发展，电子芯片单位面积的功率不断增加，及时地
将器件的功耗所产生的热量排出，以保持器件一定
的工作温度已成为当前电子技术进一步发展的一个 关键问题。芯片的有效冷却从空气冷却（风冷）向 液体直接冷却的技术发展，此外，热管冷却技术也 有所发展。
控制。
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Thermal
• 强化传热问题：家用空调的尺寸不断缩小，所需的 能耗也有所降低，这都是归于强化传热研究的成果。 • 热绝缘类型的问题，对于高温的设备，目的是减少 散热损失；对于低温设备，则是减少冷量的损失，或 称减少漏热。 •温度控制类型的问题：电子器件的冷却、航天器重返 大气层时的热防护。 •飞行器以当地音速的20倍速度飞行时，前缘点的温度 可达10 000K，如何在这样恶劣的条件下对飞行器进 行热防护是航天飞机设计工作的关键问题。美国哥伦 比亚号航天飞机失事就是因为热保护瓦脱落所致。