思维导图在传热学教学中的应用与实践
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边 界 层 有层 流 和 湍 流 之分 ， 即使 在 旺 盛 的 湍 流 区 也 存
意 义 ：缩 小 ｓ ＇ Ｈ－ 算 区域 ，简 化 了 运 动 方 程
平 板层 流 的分 析 解 ：Ｎｕ ＝ ０ ６ ６ ４ Ｒｅ（１ ／ ２）Ｐ ｒ（１ ／ ３） 雷 诺 比拟 的条 件 ：Ｐ ｒ ＝ １
普 朗 特 数 的 定 义 及 其 物 理 意 义 流场 分 为边 界 层 流 动 隧和 主 流 区
Ｐｒ＝
ｖ ａ
． — —
／
．．．．．．．．．．．．．．
表 示 动 量 扩 散 率 和热 扩散 率 的相 对 大 小
边 界 层 流动 区存 在 较 大 的 速 度 梯 度 和 温 度梯 度
圭 互囹 墼量丝塑 垦： 垂亘王圭堕复塑塑 垦
第 ５期
李
敏 等： 思维导 图在传热学教学 中的应用 与实践
７
２ 思维导 图总结章节模块
按 照 传热 学 的知识 模块 ， 教 与学从 第 二章 开始 ， 逐 章进 入 每一个 模 块 的知 识 分 解 与深 入 探 讨 ， 从 更 广 泛 的 内容分 布 和更深 厚 的 内容 层 次来解 读 和理解 四个关 键模 块 中所 涉 及 到 的知 识 ， 并 与 实 践 应 用需 要 紧密 地联 系起 来 。对初 学 者来说 ， 一 本厚 厚 的书 ， 读 一遍 可 能有 点 印象 ， 读 两遍 可 能会 印象 深刻 ， 但要 达到学 完 知识后 能 应 用 于 实 践 中去 ， 并 能 完 整 地利 用 专业 术语 来解 答 或 解 决 遇 到 的 科 学 问题 ， 那 就 需
应 用 热 平 衡 法 导 出节 点物 理 嚣 的代 数 方 程
一
Ｉ维 稳 态 导 热 ＿ 维非稳态导热
蝗堡 丝 盟堡 ！ 圭 坠塑直 垡
非 稳 态 问题 显 式 差 分 方 程 的 不 稳 定性
图 ２ 热传导的知识框架导航 图
８
重 庆 电 力 高 等 专 科 学 校 学 报
定 义 ：流速 发 生 剧 烈 变 化 的 流 体 薄 层
ｌ 厚 度及 特点 ：从贴壁开始到来流速度的９ ９ ％ 处 的距离 流动边界层 Ｉ 数量级 ：厚度是远 比平板长度小一个以上数量级的小量
壅墨！鉴 塞壁亘塑鏖垄生 型变 煎 』 奎 堕堡
厚 度 ： 比贴 壁 开 始 到 温 度 为 来 流 过 余 温度 的９ ９ ％处 的 距 离
高等教育 出版社 出版 ， 由杨世 铭 和陶文 铨编 写 的 《 传热学》 第 四版 ， 其章结思维导图就是 以本书的知 识 导读 为线 索来 编 画的 。本 书第一 章是 以概 述 的形 式对热量传递的三种方式进行 总论 ， 引入全 书的主
分析和应用
导热基本定律
Ｊ 文字和数学描述 ｌ
ｌ 解的 应 用
Ｌ 。 。 。。 。 。 。 。。 。 。 。 。。 。 。 。 。。 。 。 。 ‘ 一
宣 窒 箜
Ｉ 壁 丝 垫 堕
数 学 描 写
解 的 分 析 和 应 用
塑窒睡 盟囹 厩变垡
周 期 性 的
丝
ｌ
非周期性 广
上 的热 流 量 处 处 不
Ｉ 匿
堑 箜 三耋塑显
固体
Ｉ 气体
物理条件及其简化
～
墅 塑 坌 堡 卜 ｌ 应 ｛ 嚣 用 ； 范 ； 围 袄 据
…Baidu Nhomakorabea ． 一
ｌ 热扩散率的物理意义
初始条件 边界条件
送
ｌ 第三类
平板
一
维无内热稳态导热 ｌ 圆筒壁
１ 数学描写 肋片的导热 ｌ ｌ
。。’ 。
肋效率 ｌ 肋 面总效率
流 动 起 因
ｌ流 动 状 态
影响对流换热的主要 影响 ｌ 换热壁面的几何性状
Ｉ流体 有 无 相 变
Ｉ流体 的物一 ｔ ｔ －
分 析 法
翌 垫塑婴壅查鲨
ｈ 与 温 度 场 的联 系 ：对 流换 热 微
型 盟 墨
直 壁
层 流 和 湍流 （ 存在层流底层 ） 流 态 判 别 的』 界 宙 诺 数 ：Ｒｅ ｃ ＝ ５×１ ０（ ５）
导游 一样 带领 学生 在这个 亮 丽 的风景 区进行 游环 和
赏识 ， 如 何把 每个 景点 留在 学生心 中并 能常 常想起 ， 其思 维导 图就 有其 重要 的作 用 了。第二 、 三、 四章 的
导 图框架 如 图 ２所 示 ， 在 学 习和 复 习及 回忆 的过 程
中， 可 以将如 此类 似 的思 维 导 图拿 出进 行 自我检测 ， 当遇 到 不会或 想 不起 来 的 概 念 时 ， 及 时 翻 阅教 材 或 其他 有效 资 料 ， 这样 将 会 取 得 非 常 好 的学 习效 果 。 有 了知识 大框架 后 ， 学 生 还 可 以根据 自己 的个 性要 求， 添 加 或缩减 其 中 自己认 为 非 常重 要 或 不 重 要 的 内容 ， 达 到个性 化 的学 习要求 。
要 反复 地 思考 和理解 熟悉 。本校 教学 采用 的教 材是
要风 景 点 ， 从第 二 章起 分 章 节 分 层 次对 三 种 热 量 传 递方 式进 行介 绍 和应用 分析 ， 进行 风景 解读 ， 第 十章 通 过欣 赏风景 又把 三种 热量 传递 方式 在传热 过程 及 换热 器设 计 中的应 用联 系进行 回归总结 。教 师就 像
第 １ ８卷
图 ３为对流换 热环 节所对 应 的理论 基础部 分 的
知识 总结和 导 图框 架 。
有 宏 观 流 动 的 流 体 ，与 固 体 壁 面 有 温差
导
存 在 速 度 梯 度 和 温 度 梯 度 较 大 的 边 界层
婴窒丝： 垒 星 堡 塑塑丝堡垫
计 算 公 式 ：牛 顿 冷 却 公 式
工 笪塑匡
条 件 ：Ｂ ｉ ＜ Ｏ ． １ ；原 因 ：各 处 温 度 的 不 平 衡 ＜ ５ ％
数 学 描 写 ，过 余 温度 的计 算 分 式
解 的 分 析
模型和数学描写
ｌ
＝ ＝ ＝ 三 ｊ 丽 化情形
ｌ 无限大平板
二 丝韭
亚塑 堡堕壁塑塞 型 堕 堂 Ｌ 基查星塑
意 义 ：缩 小 ｓ ＇ Ｈ－ 算 区域 ，简 化 了 运 动 方 程
平 板层 流 的分 析 解 ：Ｎｕ ＝ ０ ６ ６ ４ Ｒｅ（１ ／ ２）Ｐ ｒ（１ ／ ３） 雷 诺 比拟 的条 件 ：Ｐ ｒ ＝ １
普 朗 特 数 的 定 义 及 其 物 理 意 义 流场 分 为边 界 层 流 动 隧和 主 流 区
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表 示 动 量 扩 散 率 和热 扩散 率 的相 对 大 小
边 界 层 流动 区存 在 较 大 的 速 度 梯 度 和 温 度梯 度
圭 互囹 墼量丝塑 垦： 垂亘王圭堕复塑塑 垦
第 ５期
李
敏 等： 思维导 图在传热学教学 中的应用 与实践
７
２ 思维导 图总结章节模块
按 照 传热 学 的知识 模块 ， 教 与学从 第 二章 开始 ， 逐 章进 入 每一个 模 块 的知 识 分 解 与深 入 探 讨 ， 从 更 广 泛 的 内容分 布 和更深 厚 的 内容 层 次来解 读 和理解 四个关 键模 块 中所 涉 及 到 的知 识 ， 并 与 实 践 应 用需 要 紧密 地联 系起 来 。对初 学 者来说 ， 一 本厚 厚 的书 ， 读 一遍 可 能有 点 印象 ， 读 两遍 可 能会 印象 深刻 ， 但要 达到学 完 知识后 能 应 用 于 实 践 中去 ， 并 能 完 整 地利 用 专业 术语 来解 答 或 解 决 遇 到 的 科 学 问题 ， 那 就 需
应 用 热 平 衡 法 导 出节 点物 理 嚣 的代 数 方 程
一
Ｉ维 稳 态 导 热 ＿ 维非稳态导热
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非 稳 态 问题 显 式 差 分 方 程 的 不 稳 定性
图 ２ 热传导的知识框架导航 图
８
重 庆 电 力 高 等 专 科 学 校 学 报
定 义 ：流速 发 生 剧 烈 变 化 的 流 体 薄 层
ｌ 厚 度及 特点 ：从贴壁开始到来流速度的９ ９ ％ 处 的距离 流动边界层 Ｉ 数量级 ：厚度是远 比平板长度小一个以上数量级的小量
壅墨！鉴 塞壁亘塑鏖垄生 型变 煎 』 奎 堕堡
厚 度 ： 比贴 壁 开 始 到 温 度 为 来 流 过 余 温度 的９ ９ ％处 的 距 离
高等教育 出版社 出版 ， 由杨世 铭 和陶文 铨编 写 的 《 传热学》 第 四版 ， 其章结思维导图就是 以本书的知 识 导读 为线 索来 编 画的 。本 书第一 章是 以概 述 的形 式对热量传递的三种方式进行 总论 ， 引入全 书的主
分析和应用
导热基本定律
Ｊ 文字和数学描述 ｌ
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Ｌ 。 。 。。 。 。 。 。。 。 。 。 。。 。 。 。 。。 。 。 。 ‘ 一
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塑窒睡 盟囹 厩变垡
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…Baidu Nhomakorabea ． 一
ｌ 热扩散率的物理意义
初始条件 边界条件
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ｌ 第三类
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维无内热稳态导热 ｌ 圆筒壁
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影响对流换热的主要 影响 ｌ 换热壁面的几何性状
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翌 垫塑婴壅查鲨
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层 流 和 湍流 （ 存在层流底层 ） 流 态 判 别 的』 界 宙 诺 数 ：Ｒｅ ｃ ＝ ５×１ ０（ ５）
导游 一样 带领 学生 在这个 亮 丽 的风景 区进行 游环 和
赏识 ， 如 何把 每个 景点 留在 学生心 中并 能常 常想起 ， 其思 维导 图就 有其 重要 的作 用 了。第二 、 三、 四章 的
导 图框架 如 图 ２所 示 ， 在 学 习和 复 习及 回忆 的过 程
中， 可 以将如 此类 似 的思 维 导 图拿 出进 行 自我检测 ， 当遇 到 不会或 想 不起 来 的 概 念 时 ， 及 时 翻 阅教 材 或 其他 有效 资 料 ， 这样 将 会 取 得 非 常 好 的学 习效 果 。 有 了知识 大框架 后 ， 学 生 还 可 以根据 自己 的个 性要 求， 添 加 或缩减 其 中 自己认 为 非 常重 要 或 不 重 要 的 内容 ， 达 到个性 化 的学 习要求 。
要 反复 地 思考 和理解 熟悉 。本校 教学 采用 的教 材是
要风 景 点 ， 从第 二 章起 分 章 节 分 层 次对 三 种 热 量 传 递方 式进 行介 绍 和应用 分析 ， 进行 风景 解读 ， 第 十章 通 过欣 赏风景 又把 三种 热量 传递 方式 在传热 过程 及 换热 器设 计 中的应 用联 系进行 回归总结 。教 师就 像
第 １ ８卷
图 ３为对流换 热环 节所对 应 的理论 基础部 分 的
知识 总结和 导 图框 架 。
有 宏 观 流 动 的 流 体 ，与 固 体 壁 面 有 温差
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存 在 速 度 梯 度 和 温 度 梯 度 较 大 的 边 界层
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工 笪塑匡
条 件 ：Ｂ ｉ ＜ Ｏ ． １ ；原 因 ：各 处 温 度 的 不 平 衡 ＜ ５ ％
数 学 描 写 ，过 余 温度 的计 算 分 式
解 的 分 析
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ｌ
＝ ＝ ＝ 三 ｊ 丽 化情形
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二 丝韭
亚塑 堡堕壁塑塞 型 堕 堂 Ｌ 基查星塑