传热传质学第1章45学时
考研化工备考传热传质的重点知识点
考研化工备考传热传质的重点知识点传热传质作为化工工程中的重要内容，是考研化工专业备考的重点之一。
在传热传质领域的复习过程中，需要掌握一些重要的知识点。
本文将从传热传质的基本概念、传热传质的机理和传热传质的应用等方面进行论述。
一、传热传质的基本概念传热传质是研究物体之间热量和物质的交换过程的一门学科。
传热一般包括传导、对流和辐射三种方式。
传质则是物质分子在相互接触的媒介中传递的过程。
在传热传质的过程中，需要考虑各种因素的影响，如温度差、物质浓度差、流速等。
二、传热传质的机理1.传导传导是指热量在物质中由高温处传递到低温处的过程。
传导的机理主要是通过物质中的分子间相互碰撞而实现的。
在传导中，我们需要了解热导率、导热方程等相关知识。
2.对流对流是指流体中的热量传递过程。
在对流传热中，热量通过流体的流动而传递。
对流分为自然对流和强制对流两种形式，需要理解对流传热的表达式以及相关参数的计算方法。
3.辐射辐射是指物体通过电磁波辐射传递热量的过程，无需介质的参与。
辐射传热是热量通过辐射在真空或透明介质中传递的。
辐射传热需要了解电磁波辐射的特性、辐射传热的计算方法等相关知识。
三、传热传质的应用传热传质在化工工程中有着广泛的应用。
下面列举一些常见的应用场景：1.换热器换热器是化工设备中常见的传热传质设备，主要用于实现不同物质之间的热量交换。
在备考过程中，需要掌握换热器的分类、换热器设计的基本原理以及换热器的性能计算方法。
2.蒸馏塔蒸馏塔是化工生产中用于分离液体混合物的设备，利用液体的汽化和冷凝过程实现组分的分离。
在蒸馏塔的设计和操作过程中，传热传质是必不可少的环节，需要理解传热传质对蒸馏过程的影响。
3.反应器反应器是化工过程中用于催化或热力学反应的设备。
在反应器的设计中，需要考虑传热传质对反应速率和选择性的影响。
因此，传热传质的知识对反应器的设计和优化具有重要意义。
4.干燥设备干燥是化工生产中常见的操作之一，用于去除物料中的水分。
传热传质学第5章45学时相变换热
过热蒸汽：计算公式中的汽化潜热改为过热蒸汽与饱 和液体的焓差
液膜过冷度：用r’代替公式中的r。r' r 0.68ts tw
管排的影响 将特征尺度d换成nd 。
膜状凝结换热的强化
第五章 凝结与沸腾换热 (Condensation and Boiling Heat Transfer)
§5.4 沸腾换热
一、大容积沸腾
2、气泡的最小半径 核态沸腾温差较小，换热强烈，工业上一般都设计在这
个范围。核态沸腾区，气泡的扰动对换热起重要作用。气泡 的形成与脱落取决于微观特性和与过程有关的状态参数。气 泡的微观过程包括：
气泡的临界半径——气泡生成瞬间的最小半径 气泡的增长速度
气泡的脱离直径 气泡的脱离频率
第五章 凝结与沸腾换热 (Condensation and Boiling Heat Transfer)
§5.1凝结换热现象
润湿性——液体从固体表面推开气体的现象
液cosθ 固液 固汽
液 cos 固汽 固液
液
固、汽
固、液
当θ<90o，液体润湿固体表面
当θ>90o，液体不润湿固体表面 当θ=0o，液体完全润湿固体表面；
只要求出某一段距离的平均液膜厚度， 凝结与沸腾换热
(Condensation and Boiling Heat Transfer)
§5.2膜状凝结换热分析解及实验关联式
四、纯净蒸汽在静止空间内的凝结换热(求表面传热系数h)
如何求液膜厚度的，见课本 1
4LL t
g
s
2 L
化工流体流动与传热0102学时.ppt
能源 环境 生物 制药 材料 冶金 信息
合成氨生产工艺装置
炼油生产工艺装置
一、化学工业与化工过程
2.化工过程
不同化工产品生产中所使用的各种化学和物 理过程。
输送 沉降
物理 过程
过滤 搅拌 换热 蒸发 吸收 蒸馏
单元 操作
萃取 干燥
结晶 吸附
二、单元操作的特点与分类
1.单元操作特点 单元操作特点
6
第三章 颗粒与流体之间 8
的相对运动
第四章 液体搅拌
2
第五章 传热过程基础
9
第六章 换热器
5
第七章 蒸发
2
总学时 56 授课 52 课堂讨论 2 期中考试 2
教学安排
二、教师安排 授课教师 贾绍义
助课教师 吴松海
三、作业安排 （1）每周二课后收、发作业 （2）题目有三种类型：思考题、作业题、综
合练习题。思考题课后复习思考不上交；作业题 必须独立完成上交；综合练习题分组讨论后在课 内研讨。
社, 2005 (2) W. L. McCabe, J. C. Smith. Unit Operations of
Chemical Engineering, 6th ed. New York: McGraw. Hill Inc., 2001
八、网络课程辅助教学 《化工原理及实验》网络课程
网址：202.113.7.181
一、流体密度的概念
定 义 单位体积流体具有的质量。
符号
质量浓度
单 位 kg /m3
m 定义式 ρ lim
V 0 V
本教 材 附录
获取途径 （1）由物化手册或有关资料中查得；
（2）由实验测定。
一、流体密度的概念
[交通运输]传热传质学第6章—45学时
![[交通运输]传热传质学第6章—45学时](https://img.taocdn.com/s3/m/fb2e84a5172ded630a1cb632.png)
6.1辐射的基本概念
单 色
Rayleigh-Jeans公式
辐
射
强
度
l
6.2黑体辐射的基本定律
基本定义
辐射力Eb ——单位时间、单位表面积向半球空间所有方向上发 射的全部波长的辐射能的总量。W m2
Eb 0Ebldl
单色辐射力 Ebl ——单位时间、单位表面积，在某一特定波长
(光谱辐射力)
下单位波长间隔向半球空间所有方向上
lT
1
C1 3.742 1016 W m2
C2 1.4388 102 W K2
6.2黑体辐射的基本定律
黑体辐射的基本定律
二、维恩(位移)定律
给出了单色(光谱)辐射力为最大值时的波长与温度的关系 lmaxT 2.898103 （m K）
三、斯第芬-波尔兹曼定律
给出了黑体辐射力与温度的关系
1896年Wien位移定律。
19世纪末L.Rayleigh-J.H.Jeans公式。
1900年M.Planck定律。
GLEAeunJuILWrdOgtsmM1oawlt1Sia8rrlla8yaEinhdi465gna3xFde482yn5RpBlPmS--haop11lpTyapyl89hWhtEsnlh90241zyeiycFmy36879csiskgAeiisiscanihctNcinisisntstt
定向辐射强度L与辐射力Eb之间的关系为：
Eb
2
dΦ
dA
L 2
cosd
L
6.3 两无限大黑体平板间的辐射换热
T 1 T 2
q
Φ A
T14
T24
T12 T22 T1 T2 T1 T2
与温度的 4 次方之差成正比，在温差一定时温度的绝对
教案化工原理传热与传质计算
教案化工原理传热与传质计算教案：化工原理传热与传质计算前言化工工程领域中，传热与传质计算是至关重要的一部分。
准确计算传热和传质过程可以帮助我们设计高效的化工设备和工艺流程。
本教案旨在介绍一些基本的传热与传质计算理论和方法，并通过例题进行实际应用。
一、传热计算传热是指物体之间由于温度差异而发生的热量传递过程。
在化工工程中，我们通常需要计算传热速率和传热系数等参数。
A. 热传导热传导是一种通过物质内部分子间相互碰撞传递热量的方式。
根据傅立叶热传导定律，热传导速率（q）与温度梯度（dT/dX）成正比，与传热介质的导热系数（λ）成反比。
其数学表达式为：q = -λ * (dT/dX)B. 对流传热对流传热是指通过流体介质（如气体或液体）中的对流现象进行热量传递。
常见的对流传热计算公式为：q = h * A * (T1 - T2)其中，q为传热速率，h为对流传热系数，A为传热面积，T1和T2为温度差。
C. 辐射传热辐射传热是指通过电磁波辐射传递热量的过程。
根据斯特凡-玻尔兹曼定律，辐射传热速率与传热体表面的辐射率、温度差以及传热面积之间成正比。
其计算公式为：q = ε * σ * A * (T1^4 - T2^4)其中，q为传热速率，ε为辐射率，σ为斯特凡-玻尔兹曼常数，A为传热面积，T1和T2为温度差。
二、传质计算传质是指物质之间由于浓度差异而发生的物质传递过程。
在化工工程中，我们常常需要计算传质速率和传质系数等参数。
A. 传质速率传质速率可以通过菲克定律来计算。
菲克定律表明，传质速率（N）与物质浓度梯度（dC/dX）成正比，与传质介质的传质系数（D）成反比。
其数学表达式为：N = -D * (dC/dX)B. 质量传输系数质量传输系数是衡量传质能力的重要参数。
对于液体和气体传质，我们可以使用对应的传质系数模型进行计算，如夏姆夸克方程和莫尔塔方程等。
三、例题分析现在我们通过一个例题来应用所学的传热与传质计算方法。
第1章 绪论(4学时)
Classes of Separation Operation
1.2 别离过程的研究和技术开发
Study on Separation Process and Development
第17页，共138页。
主要内容与要求：
了解别离操作在化工生产 中的重要性，别离过程的分
类。
了解化工别离过程的研 发现状和开展趋势。
in composition.(将混合物转变成组成 不同的两种或更多种产品的过程)
第29页，共138页。
Analytical Separations • small scale • quantitative analysis
Preparative Separations • small scale • materials for R&D
第21页，共138页。
What is Separation?
借助一定的别离剂，实现混合物中的组分分级 〔Fractionalization〕、浓缩〔Concentration〕、 富集〔Enrichment〕、纯化〔Purification〕、精 制〔Refining〕与隔离〔Isolation〕等的过程称 为别离过程。
Separation Process(别离过程)
The separation process may be defined as those operations which transform a mixture of substances into two or more products which differ from one another
第6页，共138页。
References---Journals
传热传质学概念汇总
《传热传质学》概念汇总第一章绪论1.传热学：研究热量传递规律的科学。
2.热量传递的基本方式：导热、对流、辐射。
3.热传导：物体的各部分之间不发生相对位移，依靠微观粒子的热运动产生的热量传递现象。
4.纯粹的导热只能发生在不透明的固体之中。
5.热流密度：单位时间内通过单位面积的热流量（W/m2）。
6.常温下导热系数（W/m℃）：银：427；纯铜：398；纯铝：236；普通钢：30~50；水：；空气：；保温材料：；水垢：1~3；烟垢：~7.热对流：由于流体各部分之间发生相对位移而产生的热量传递现象。
8. 热对流只发生在流体之中，并伴随有导热现象。
9.自然对流：由于流体密度差引起的相对运动。
10. 强制对流：由于机械作用或其它压差作用引起的相对运动。
11. 对流换热：流体流过固体壁面时，由于对流和导热的联合作用，使流体与固体壁面间产生热量传递的过程。
12. 辐射：物体通过电磁波传播能量的方式。
13. 热辐射：由于热的原因，物体的内能转变成电磁波的能量而进行的辐射过程。
14. 辐射换热：不直接接触的物体之间，由于各自辐射与吸收的综合结果所产生的热量传递现象。
15. 传热过程：热流体通过固体壁面将热量传给另一侧冷流体的过程。
16. 传热系数：表征传热过程强烈程度的标尺，数值上等于冷热流体温差1℃时，单位面积上的热流量（W/m 2℃）。
17. 单位面积上的传热热阻：kR K 118. 单位面积上的导热热阻：λδλ=R 19. 单位面积上的对流换热热阻：h R 1=α 20. 对比串联热阻大小可以找到强化传热的主要环节。
21. 单位：物理量的度量标尺。
22. 基本单位：基本物理量的单位。
23. 导出单位：由物理含义导出，以基本单位组成的单位。
24. 单位制：基本单位与导出单位的总和。
25. 常用单位换算： Wh kcal kJ kcal N kgf Pa atm 163.1/1;1868.4180665.91;1013251==== 第二章 导热基本定律及稳态导热26. 温度场：物体中温度分布的总称。
传热学教学大纲
传热学课程教学大纲、基本情况(5) 了解导热问题数值解法的指导思想，掌握有限差分法的基本原理、节点温度差分方程的建立方法、节点温度差分方程组的求解方法及非稳态导热问题的数值解法。
(6) 掌握对流换热的基本计算公式：牛顿冷却公式，了解对流换热的影响因素及流换热的求解方法。
(7) 掌握对流换热的数学描述、边界层理论的主要内容及其对求解对流换热问题的作用与边界层微分方程，了解外掠平板层流换热分析求解方法，掌握对流换热特征数表达式及其物理意义。
(8) 掌握相似原理的主要内容及相似原理指导下的实验研究方法、会利用有关实验关联式计算单相流体内部流动及外部流动强迫对流换热，掌握自然对流换热的特点、数学描述，会利用有关实验关联式计算自然对流换热冋题。
(9) 了解凝结换热现象的特点，掌握膜状凝结换热的分析求解方法，了解影响膜状凝结换热的主要因素，会利用有关实验关联式计算凝结换热问题；了解沸腾换热现象的特点、沸腾换热的机理及影响沸腾换热的主要因素，会利用有关实验关联式计算沸腾换热问题。
(10) 掌握热辐射的基本概念、黑体辐射的基本定律、实际物体的辐射特性及基尔霍夫定律。
(11) 掌握角系数的定义及计算方法，掌握黑体和灰体表面组成的封闭空腔内辐射换热的计算方法，辐射换热的强化与削弱方法。
(12) 了解体辐射的特点、气体与包壳间辐射换热的计算方法、太阳辐射的特点。
(13) 掌握肋壁传热的计算方法，了解传热的强化与削弱方法。
(14) 了解换热器的类型与构造，掌握换热器热计算的对数平均温差法和效能-传热单元数法。
(15) 通过自学与调研熟悉了解有关太阳能利用、热管工作原理及其应用、传质过程以及传热学在现代科学技术领域中的应用等几个传热学专题七、教学日历（授课内容详细至二级标题，实验课、讨论课写出题目或主题）八、实验：4个实验（1）圆球法测量材料导热系数实验；（2）非稳态平面热源法测量材料的导热系数与导温系数实验;（3）强制对流换热与自然对流换热实验；（4）固体表面黑度的测量实验。
化工学中的传热与传质工程
化工学中的传热与传质工程引言化工学中的传热与传质工程是一个重要的学科领域，它研究物质在化工过程中的传热和传质现象以及相关的工程应用。
传热与传质工程的理论和实践对于化工过程的优化和改进起着至关重要的作用。
本教案将从传热与传质的基本原理、传热与传质的数学模型、传热与传质的实验方法以及传热与传质在化工工程中的应用等方面进行论述，旨在帮助学生深入理解和掌握这一学科的核心内容。
一、传热与传质的基本原理传热与传质是物质在不同温度或浓度下的扩散现象。
传热主要指的是热量的传递，而传质则是物质的传递。
在化工过程中，传热与传质的基本原理是理解和解决化工过程中的热和物质平衡问题的基础。
1.1 热传导热传导是指热量通过物质内部的传递。
它是由于物质内部的分子热运动而产生的。
热传导的速率与物质的导热性质有关，可以通过热传导方程进行描述。
在化工过程中，我们需要了解材料的导热性质，以便设计和优化热交换设备。
1.2 对流传热对流传热是指热量通过流体的传递。
它是由于流体的流动而产生的。
对流传热的速率与流体的流动性质有关，可以通过对流传热方程进行描述。
在化工过程中，我们需要了解流体的流动性质，以便设计和优化传热设备。
1.3 辐射传热辐射传热是指热量通过辐射的方式传递。
它是由于物体的热辐射而产生的。
辐射传热的速率与物体的温度和表面性质有关，可以通过辐射传热方程进行描述。
在化工过程中，我们需要了解物体的辐射性质，以便设计和优化辐射传热设备。
二、传热与传质的数学模型传热与传质的数学模型是描述传热与传质现象的基础。
它们可以帮助我们理解和预测传热与传质过程中的各种现象和行为。
2.1 传热与传质的质量守恒方程传热与传质的质量守恒方程是描述传热与传质过程中物质的传递行为的方程。
它可以通过质量守恒定律推导得到。
在化工过程中，我们可以使用质量守恒方程来计算物质的传递速率和传递量。
2.2 传热与传质的能量守恒方程传热与传质的能量守恒方程是描述传热与传质过程中能量的传递行为的方程。
《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。
传热传质学第1章45学时
学会传热学分析和解决实际问题的思路和方法，
培养综合分析问题的能力和创造性的思维能力 。
加强工程实际训练，理论与实践相结合,培养工程
分析能力和灵活应用经验公式、计算图表的能力。
12
传热学
传热学的历史、发展方向 (History and Trends)？ 传热学的基本内容(Contents)？
医疗
空气调节
传热学 (Heat Transfer)
航空航天
7
1.2 为什么要学习传热学(Why)？
传热学是能源、动力、化工、航空航天、机械、 电子、土木等学科的技术基础课。
传热学与工程热力学、流体力学和燃烧学是动力 工程及工程热物理学科的主要技术基础课。
8
1.2 为什么要学习传热学(Why)？
工程传热问题可分为两种类型
达到 a 掌握热量传递规律的基本知识 b 具备分析工程传热问题的基本能力 c 掌握计算工程传热问题的基本方法
14
1.4 本课程的要求 (Requirements)？
要求
一部分同学能够在 国民经济主战场及国防 建设上学以致用，解决 工程实际问题。
一部分同学在本课程的 基础上能继续向本学科的未 知领域进军。
Heat transfers between a solid and a fluid when there is a temperature difference between the fluid and the solid.
对流换热的分类： 自然对流 强迫对流 相变换热
29
1.5 传热学的基本内容(Contents)
(3) 热辐射(Termal Radiation)
热辐射： 由于热的原因而产生的辐射，物体 将内能转变为电磁波，或者物体吸 收电磁波而变为内能。
流体流动与传热的数值计算
12
三、本课程的目的
❖ 数值求解有关过程的方法很多，但本课程不 打算介绍所有现成的方法，这样只会把同学 们搞糊涂，感到茫然、不知所措。
❖ 本课程主要介绍由Patankar教授与Spalding教 授所开创的（通用）数值计算方法。学习和 掌握这一套方法后即可用以计算分析在科研 工作中可能遇到的实际问题，并可在此基础 上学习、掌握其他数值计算方法。
❖ 但试验的代价→昂贵，某些时候甚至不可能实现，尤 其是在大型工业化装置上进行实验更为困难。
❖ →只能针对已有的现象或装置做→很难用于开发。1： 1，逐渐放大→大大影响了我国化学工业的发展。
❖ 对一些基本物理现象的规律并不都能从实物试验中获 得。
20.8.16
15
②相似理论指导下的实验
缩小规模：或取一局部物体作模型试验。如 裂解炉的开发：单管试验、多管缩小尺寸、 传热试验、加热时间等；再如降膜结晶法：a. 短单管→物理现象观察分析；b. 长、单管， 中间实验；c. 多根管的放大试验；d工业装置。 但即使如此，有时也存在不同程度的困难。
2. R.B. Bird & W.E.Steward，Transport Phenomena
3. E.R.G. Eckert，Analysis of heat and mass transfer
4. Jacob，Heat Transfer 5. 王补宣，工程传热与传质学
6. O.C. Zienkiewieg，The finite element method , by 7. H. Schlichting，Boundary layer theory
→所有这些都要求更细的过程、更精密的控制 →有必要预测有关的过程。
20.8.16
传热传质学PDF课件
h = 1135 W (m 2 ⋅ K) 。壳体 δ = 50mm ， λ = 56.8 W (m ⋅ K) ， a = 4.13 × 10−6 m 2 s ，内
侧绝热。 求：落入海洋后 5min 时表面温度为多少？壳体壁面中最高温度为多少？ (b)无限长圆柱 3-34 、 已 知 ： 一 长 轴 ， d = 170mm ， 初 温 为 17 C ，
λ = 1.15 W ( m ⋅ K ) 。其它条件不变。
求： k = ? 传热过程及综合分析 1-27、已知：黑体表面 1、2 组成的空腔厚度远小于高度与宽 度 ， 平 板 δ = 0.1m ，
λ = 17.5 W (m ⋅ K) 。 tw1 = 27 o C ，
tw 2 = 127 o C 。
求：稳态工况的 t w3 = ? 1-28 、 已 知 ： 玻 璃 窗 尺 寸 为 60cm × 30cm ， δ = 4mm ，
A = 37.2m 2 ， t f 1 = −2 D C ， t f 2 = 30 D C ， h1 = 1.5W/(m 2 ⋅ K) ， h2 = 2.5W/(m 2 ⋅ K) 。
求：每小时的Φ=？ ， t1 = 180 C ， t2 = 30 C ，空 2-8、已知：如图，δ远小于 d。
D D
气隙的导热系数可分别按 t1、t2 查取。忽略辐射。 求：空气隙的存在给导热系数的测定带来的误差。 圆筒体 2－10、已知：外径 d=50mm 的蒸气管道， tw1 = 400 C ，包覆有
t f 1 = 20 o C ， t f 2 = −20 o C
，
h1 = 10 W ( m 2 ⋅ K ) ， h2 = 50 W ( m 2 ⋅ K ) ，
λ = 0.78 W ( m ⋅ K ) 。
对流传热传质
朗特数Pr、施密特数Sc和刘易士数Le
n n
边界层的动量方 程式、能量方 程式和质量组 分方程式彼 此间有许多类似 之处 一种传递 过程的 求解结果经过 适当变换后可用于另 一种 传 递过程 ，这种变换和 下面的 三个无 量纲参 数密切 相关
普朗特数Pr
n
高低Pr介质的速度边界层和热边 界层
n
普 朗特数 是一个与动量和能量传递有 关的无 量纲量 。流 体可按 Pr数的大小分为 低 Pr数介 质：液态金属 Pr为 10**-2数 量级 高 Pr数介 质：油 类Pr为 10**2-10**3数量 级 大多数气 体和轻液体 (如水 )： Pr≈ 1 Pr定义式 可知： 动量扩散率对 热扩散率的比 值 高 Pr介质流过壁面：υ >a，速度分布 的发展 速度比 温度 分 布的发 展速度 快得多 低 Pr介质流过壁面：υ <a，温度分布 的发展 速度比 速度 分 布的发 展速度 快得多 Pr≈1介质流 过壁面：速度 边界层 和热边界层以 相近的 速 度 发展
n
热传导(导热)：热量从物质中温度较高的部分传递到温度 较低的部分，或者从高温物质传递到与之相邻的低温物质 的热量传递现象 特点：由于物质微观粒子的热运动而引起的热量传递，在 传热方向上无物质的宏观位移，存在于固体、静止流体及 滞流流体中 发生热传导的条件是有温度差存在，其结果是热量从高温 部分传向低温部分
n
整个流场分为两个区域： 边界层区： 层内动量传递主要取决 于分子动量传递 层外势流区：可近似按 无粘性的势流理论计算
n
整个温场分为两个区域： 热边界层区： 层内分子导热起主要作 用 层外的近似等温区
传质边界层
n
当混合物 流体掠过平壁时，若 某一组成物的质量百 分 数和壁面 上的数值不等，就要引起传质，在近壁的一 薄层流体中有显著的密度梯度 ，称为传质边界层
《传热传质学》课程教学大纲 - 上海交通大学-机械与动力
《传热传质学》课程教学大纲课程名称：传热传质学课程代码：PO306学分/学时：3学分/51学时开课学期：秋季学期适用专业：机械工程及自动化、热能与动力工程、建筑环境与设备、核工程与科学及相关专业先修课程：流体力学、工程热力学、高等数学、大学物理后续课程：无开课单位：机械与动力工程学院一、课程性质和教学目标（需明确各教学环节对人才培养目标的贡献，专业人才培养目标中的知识、能力和素质见附表）课程性质：传热传质学是机械类专业的一门重要专业基础课，是机械、能源动力和相关专业的必修主干课。
教学目标：传热传质学是研究由温差引起的热量传递规律的科学。
本课程不仅为学生学习有关专业课程提供必要的基础理论知识，也为从事相关专业技术工作、科学研究工作及管理工作提供重要的理论基础。
（A5.2，A5.3，A5.4，B2，B3，B4，C1，C2，C4）本课程由基本概念、热传导、热对流、热辐射及应综合用五部分组成。
通过本课程教学，不仅使学生在热量传递过程的特点和规律、实际传热过程的综合分析等方面树立正确的概念，同时培养学生科学抽象、逻辑思维能力，进一步强化实践是检验理论的唯一标准的认识观。
具体来说：（1）掌握热传导、热对流和热辐射三种传热方式的基本规律、基本概念和相关能量守恒方程，并能用于实际传热问题的分析。
（B2、C1、C2）（2）初步掌握数值计算的基本分析过程、特点和实际应用能力以及商业数值分析软件。
（A5.2、B2）（3）初步掌握采用实验手段解决实际传热问题的技能，直观地认识传热过程的特点、测量传热参数的基本仪器。
（A5.2、A5.3、A5.4、B4）（4）能运用常用工质物性表、诺谟图、以及其他一些相关图表（如角系数图等）。
（A5.2）（5）初步具有综合分析实际传热问题的能力、从实际问题抽象为理论，并运用理论分析解决实际问题能力。
（B2、B3、C4）（6）强化理论来源于实践，实践是检验理论的唯一标准的认识观。
（A5.2，B4, C2）二、课程教学内容及学时分配（含实践、自学、作业、讨论等的内容及要求）1、绪论（2学时）：（B4, C2）本课程概论，并介绍热传导、热对流和热辐射的基本定义、基本计算公式、传热过程简单介绍以及热阻分析法。
内科大传热学课程教学大纲
传热学课程教学大纲英文名称：Heattransfer课程编号：62000208学时数：64其中实验学时数：8课外学时数：0学分数：4.0适用专业：热能与动力工程一、课程的性质、目的和任务本课程为热能与动力工程专业的专业技术基础课之一，必修课，总学时为64学时，4.0学分。
课程分为课堂教学与实验两部分。
本课程的任务是使学生明确传热研究对象，掌握传热传质基本原理、基本规律，为后续专业课的学习提供充分的理论准备；也为学生以后应用基本规律解决生产实际问题、将来从事科学研究打下必要的理论基础。
在教学中要注重培养学生运用技术基础课的能力，培养其分析和解决实际问题的综合素质。
二、课程教学内容的基本要求、重点和难点第1章绪论重点：传热过程的基本概念及其传热量的计算公式1.1 热能传递的三种基本方式了解传热学的发展简史、现状及发展方向和趋势掌握热量传递的三种基本方式及传热过程1.2 传热过程和传热系数理解传热系数的物理意义第2章稳态热传导重点：导热的基本定律和稳态导热问题的分析解法难点：稳态导热问题的分析解法1.1导热基本定律理解温度场、等温面（线）、热扩散率、导热系数、热流密度等基本概念的物理意义及特点1.2导热问题的数学描写掌握导热的基本定律及导热微分方程2.3 典型一维稳态导热问题的分析解熟练掌握工程中常见的三种典型几何形状物体的热流量及温度分布的计算方法3.4 通过肋片的导热理解肋片导热的分析方法和肋片效率2.5 具有内热源的一维导热问题理解具有内热源的导热问题的分析解法第3章非稳态热传导重点：非稳态导热的基本概念难点：非稳态导热问题的分析解法3.1 非稳态导热的基本概念理解毕渥数、傅立叶数等准则数和非稳态导热、半无限大物体等基本概念的物理意义3.2集总参数法掌握集总参数法的分析解法3.3 典型一维物体非稳态导热的分析解理解一-维非稳态导热稳态的分析解法3.4 半无限大物体的非稳态导热了解半无限大物体非稳态导热问题的分析解法第4章热传导问题的数值解法重点：导热问题数值解法的基本思想和基本方法。
经典传热传质学传热传质学-第1章
用式(1.1.2)定义的孔隙率在概念上是非常清楚的，但在实际应用时，仍有很多细
节需要辨清及正确处理。
1.对于非吸湿性多孔材料，由于其固相骨架不吸收水分，多孔材料整体的体积V 不
会因为孔隙中是否有水而发生变化，则可用简单的实验方法求得孔隙率。例如，用水将多孔
材料中孔隙灌满，而后测量孔隙中水的质量，求得其体积，按式(1.1.2)的定义得到孔隙率。
良好的产品性能是材(物)料加工行业追求的主要目标之一，而产品的性能往往更多地 依赖于多孔材(物)料中的固相骨架的性能。因此，讨论这类多孔材(物)料传热传质问题时其 重点不仅是材(物)料内流体相的流动与传热传质而更关注固相骨架本身及流体相对固相骨 架的影响，例如，木材人造板在经受热压加工过程中，板坯内温度分布与含水率分布直接影 响板坯的密度分布，最终影响板材的力学性能。又如，很多多孔性固体产品在干燥过程，为 保证产品质量，往往要求控制其变形，而材料的变形与其中温度分布与含水率分布关系密切。
状态不同，相继发生的传热传质行为也不同。又如，按控制多孔介质中流体的动量、能量和
质量传递的不同模式分类[2,3]。分为：多孔介质中流体流动过程; 多孔介质中热传导及质 量扩散过程; 多孔介质中对流传热及对流传质过程; 多孔介质中相变传热及传质过程等。
在材料学科中，为了更好地认识多孔材料的全貌，对繁多的多孔材料进行了分类与鉴
图 1-3 一种典型的针叶树材南方松粗视构造。
三层细胞壁 胞间层
管胞
微纤丝 晶体
微纤丝 四层胞间层
晶胞
图 1-4 构成针叶树材细胞壁的各元素间的相互关系
4
从以上两个简图中，我们可清楚地看到木材结构的复杂性。关于更多木材结构方面的 知识，读者可阅读有关木材学教材中的相关章节[10,11]。从木材的宏观特性来看，细胞结 构的复杂性表现在如下几个特征同时存在：
《传热传质学》课程教学大纲
《传热传质学》课程教学大纲（Heat and Mass Transfer Curriculum Outline）课程编号：10122007总学时：32学时总学分：2学分其中实验学分：0课程性质：学科基础课适用专业：机械设计制造及其自动化、材料成型与控制工程、农业机械及其自动化先修课程：高等数学、线性代数、大学物理后续课程：其它专业课程、课程设计、毕业设计主讲教师：程宏辉博士、讲师，研究方向为材料加工工程，hhchengnimte@金朝阳博士、讲师，研究方向为材料加工工程，zyjin@张敬尧硕士、讲师，研究方向为材料加工工程，jyzhang@一、教学目的与要求《传热传质学》是机械设计制造及其自动化、材料成型与控制工程、农业机械及自动化专业的学习基础课程。
通过传热传质学的学习，学生应对工业生产实际和日常生活中常见的传热现象有较深刻的理解，应能计算绝大多数稳态传导、对流和辐射及其组合情况下的换热问题,并对生产中常见的非稳态传热过程有一定分析计算能力。
对传质学的相关内容有一定初步了解。
设置本课程的具体要求是：使学习者掌握传热传质学的基本知识和理论，包括稳态导热、非稳态导热、对流换热、热辐射、对流传质、质扩散等基本概念和主要内容，能够分析工业和生活中一些复合传热过程，并能够计算热流量，总换热量、温度场等。
初步掌握传热传质学数值计算方法和实际应用。
了解传热传质学的发展过程和研究方法。
二、课程内容与学时安排第一章绪论[目的要求] 了解传热学的基本概念、研究对象及其在生产实践中的应用。
[教学内容] 导热、对流、热辐射的基本概念，气体、液体、固体的导热是如何实现的，对流换热的分类，物体的热辐射是如何实现的，液体的对流换热是如何实现的，傅里叶定律、牛顿冷却公式、Stefan-Boltzmann定律。
[重点难点] 传热传质学研究的连续性假设前提，三种基本的热量传递方式，导热、对流、热辐射的热量传递机理，传热计算过程的单位换算。
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1.4 传热学的研究方法 (Research methods)？
理论分析 实验研究 数值计算
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1.4 传热学的研究方法 (Research methods)？
理论分析
控制方程：导热微分方程
t
a
2t x2
0 x
初始条件：
0 , t x, t 0 , 0 x 边 界 条 件 ： x 0 , t x, 0
传热学的研究方法 (Research methods)？
本课程的要求 (Requirements)？ 如何学好传热学(How)？ 为什么要学习传热学(Why)？ 传热学研究的对象(Object)？
13
1.4 本课程的要求 (Requirements)？
要求
通过 a 对传热机理的学习 b 传热关系式的推导 c 传热速率的计算
传热学的研究方法 (Research methods)？
本课程的要求 (Requirements)？ 如何学好传热学(How)？ 为什么要学习传热学(Why)？ 传热学研究的对象(Object)？
22
1.5 传热学的基本内容(Contents)
热量传递的三种基本形式
3There are three basic ways
过程有较为深刻的理解。
学会传热学分析和解决实际问题的思路和方法，
培养综合分析问题的能力和创造性的思维能力 。
加强工程实际训练，理论与实践相结合,培养工程
分析能力和灵活应用经验公式、计算图表的能力。
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传热学
传热学的历史、发展方向 (History and Trends)？ 传热学的基本内容(Contents)？
传热学的研究方法 (Research methods)？
本课程的要求 (Requirements)？ 如何学好传热学(How)？ 为什么要学习传热学(Why)？ 传热学研究的对象(Object)？
6
1.2 为什么要学习传热学(Why)？
研究传热的应用 造纸 食品 化工
纺织
能源 电子
建筑 机械 交通
15
1.4 本课程的要求 (Requirements)？
参考书
1、杨世铭、陶文铨编著，传热学，第三版， 高等教育出版社。
2、曹玉璋 编， 传热学，北京航空航天大学出版社。
3、John H. Lienhard IV/John H. Lienhard V, A Heat Transfer Textbook, 3rd Edition /lienhard/www/ahtt.html
医疗
空气调节
传热学 (Heat Transfer)
航空航天
7
1.2 为什么要学习传热学(Why)？
传热学是能源、动力、化工、航空航天、机械、 电子、土木等学科的技术基础课。
传热学与工程热力学、流体力学和燃烧学是动力 工程及工程热物理学科的主要技术基础课。
8
1.2 为什么要学习传热学(Why)？
工程传热问题可分为两种类型
传热传质学
Heat and Mass Transfer
传热学课程建设小组
1
第一章 绪论
传热学
传热学的历史、发展方向 (History and Trends)？ 传热学的基本内容(Contents)？
传热学的研究方法 (Research methods)？
本课程的要求 (Requirements)？ 如何学好传热学(How)？ 为什么要学习传热学(Why)？ 传热学研究的对象(Object)？
达到 a 掌握热量传递规律的基本知识 b 具备分析工程传热问题的基本能力 c 掌握计算工程传热问题的基本方法
14
1.4 本课程的要求 (Requirements)？
要求
一部分同学能够在 国民经济主战场及国防 建设上学以致用，解决 工程实际问题。
一部分同学在本课程的 基础上能继续向本学科的未 知领域进军。
4
1.1 传热学研究的对象(Object) ？
自然界温差无处不在、无处不有。
传热学——研究由温差引起热量转 移规律的科学。
工程热力学研究的是最终状态、不 涉及速率和设备尺寸；而传热学引 入了时间和设备尺寸。
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传热学
传热学的历史、发展方向 (History and Trends)？ 传热学的基本内容(Contents)？
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1.3 如何学好传热学(How)？
传热学课程的特点：
理论严谨、工程性很强。 专业基础课。 是联系基础课与专业课的纽带。 能量守恒定律是贯穿全书的主线。
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1.3 如何学好传热学(How)？
传热学课程的学习方法：
抓住主线，注意各内容是如何围绕主线展开的。 重视基本概念和基本理论, 做到对所研究的物理
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传热学
传热学的历史、发展方向 (History and Trends)？ 传热学的基本内容(Contents)？
传热学的研究方法 (Research methods)？
本课程的要求 (Requirements)？ 如何学好传热学(How)？ 为什么要学习传热学(Why)？ 传热学研究的对象(Object)？
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传热学
传热学的历史、发展方向 (History and Trends)？ 传热学的基本内容(Contents)？
传热学的研究方法 (Research methods)？
本课程的要求 (Requirements)？ 如何学好传热学(How)？ 为什么要学习传热学(Why)？ 传热学研究的对象(Object)？
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1.4 传热学的研究方法 (Research methods)？
实验研究
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1.4 传热学的研究方法 (Research methods)？
数值计算
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传热学
传热学的历史、发展方向 (History and Trends)？ 传热学的基本内容(Contents)？
that heat may be transferred between substances at different temperatures conduction, convection, and radiation.
a 计算传热量
b 确定温度场
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传热学
传热学的历史、发展方向 (History and Trends)？ 传热学的基本内容(Contents)？
传热学的研究方法 (Research methods)？
本课程的要求 (Requirements)？ 如何学好传热学(How)？ 为什么要学习传热学(Why)？ 传热学研究的对象(Object)？