《傳熱學》課程教學大綱課程名稱：傳熱學HeatTransfer課程編號：020060120課程性質：R必修□選修課程類別：□通識課程R專業課程￡實踐教學適用專業：新能源科學與工程課程學時：總學時40，其中：理論36、實驗4課程學分：2.5應開課學期：第四學期先修課程：大學物理學、工程熱力學、流體力學任課學院、系部：能源科學與工程學院新能源科學與工程系一、課程簡介本課程為新能源科學與工程專業的一門專業核心課，課程性質為必修。本課程主要講授熱量傳遞的基本規律及控制和優化熱量傳遞過程的基本方法。通過本課程的學生，學生能夠理解和掌握熱量傳遞的基本方式及機理，掌握熱量傳遞基本方式情況下的傳熱量計算以及部分情況下下的溫度分布計算，對換熱器有初步的認識，能進行換熱器簡單的熱設計，能理解傳熱增強與削弱的原理及應用方法。該課程的學生將為后續專業課程的學習以及日后從事與能源動力、新能源科學與工程等有關的研究、設計與管理工作等打下必要的基礎。二、課程教學的目標及與畢業要求的關系（一）課程目標課程總目標：培養學生獲得較全面的熱量傳遞規律基礎知識，具備發現、分析和解決工程傳熱基本問題的基本能力，掌握計算工程傳熱問題的基本方法，具有相應的計算能力和實驗技能。課程目標1：掌握導熱、對流和熱輻射三種熱量傳遞方式的基本理論規律、掌握傳熱的理論分析和計算方法，能綜合應用傳熱學基礎知識正確分析工程實際中的傳熱問題。課程目標2：掌握強化和削弱熱量傳遞過程的方法，能提出工程實際中切實可行的強化或削弱傳熱的措施。（二）課程目標與畢業要求的對應關系本課程目標支持的主要畢業要求如下表：課程目標畢業要求1．掌握導熱、對流和熱輻射三種熱量傳遞方式的基本理論規律、掌握傳熱的理論分析和計算方法，能綜合應用傳熱學基礎知識正確分析工程實際中的傳熱問題。畢業要求1：能夠將數學、自然科學、工程基礎和專業知識用于解決新能源勘查、開發與綜合利用中的工程問題，具備工程科學思維和工程管理意識。畢業要求2：能夠應用新能源科學與工程理論與技術，并結合數學、自然科學等基本原理，通過理論分析和文獻研究，對新能源勘查、開發、利用過程中遇到的問題進行綜合分析。具備獨立思考、善于發現和提出問題并獨立分析工程問題的能力，掌握基本的分析問題和總結歸納的方法。2．掌握強化和削弱熱量傳遞過程的方法，能提出工程實際中切實可行的強化或削弱傳熱的措施。畢業要求1：能夠將數學、自然科學、工程基礎和專業知識用于解決新能源勘查、開發與綜合利用中的工程問題，具備工程科學思維和工程管理意識。畢業要求2：能夠應用新能源科學與工程理論與技術，并結合數學、自然科學等基本原理，通過理論分析和文獻研究，對新能源勘查、開發、利用過程中遇到的問題進行綜合分析。具備獨立思考、善于發現和提出問題并獨立分析工程問題的能力，掌握基本的分析問題和總結歸納的方法。三、課程教學的基本內容及教學安排（一）課程教學的內容及學時安排知識單元知識點學時數課程目標線下授課線上授課實驗/實踐1.緒論知識點1.1：熱量傳遞的三種基本方式；知識點1.2：傳熱過程和傳熱系數；知識點1.3：傳熱學的研究方法。4課程目標12.穩態熱傳導知識點2.1：導熱基本定律-傅里葉定律；知識點2.2：導熱問題的數學描述；知識點2.3：典型一維穩態導熱問題的分析解知識點2.4：具有肋片的導熱。82課程目標1,23.非穩態熱傳導知識點3.1：非穩態導熱的基本概念；知識點3.2：零維問題的分析方法；知識點3.3：典型一維物體非穩態導熱的分析解。4課程目標1,24.對流傳熱的理論基礎知識點4.1：對流傳熱概述；知識點4.2：對流傳熱問題的數學描述；知識點4.3：邊界層型對流傳熱問題的數學描述；知識點4.4：流體外掠平板傳熱層流分析解及比擬理論。5課程目標1,25.單相對流傳熱的實驗關聯式知識點5.1：相似原理與量綱分析；知識點5.2：相似原理的應用；知識點5.3：內部強制對流傳熱的實驗關聯式；知識點5.4：外部強制對流傳熱知識點5.5：大空間與有限空間內自然對流傳熱的實驗關聯式72課程目標1,26.熱輻射基本定律和輻射特性知識點6.1：熱輻射現象的基本概念；知識點6.2：黑體熱輻射的基本定律；知識點6.3：固體和液體的輻射特性；知識點6.4：實際物體對輻射能的吸收與輻射的關系。4課程目標1,27.輻射換熱的計算知識點7.1：輻射傳熱的角系數；知識點7.2：兩表面封閉系統的輻射換熱；知識點7.3：氣體輻射的特點及計算；知識點7.4：輻射換熱的控制（強化與削弱）4課程目標1,2合計364（二）課堂實驗/實踐教學內容及要求序號項目名稱內容、要求學時實驗/實踐類別實驗/實踐類型每組人數必做/選做課程目標1非穩態法測試固體類材料的導熱系數和比熱實驗采用非穩態法測試固體類材料導熱系數和比熱容，確定導熱系數隨溫度的變化關系。2專業綜合型7必做課程目標1,22空氣縱掠單管強迫對流換熱實驗測定空氣縱掠單管強迫對流換熱熱時的平均對流換熱系數。2專業綜合型7必做課程目標1,2基本要求1．嚴格按輔導教師及實驗指導書上所講的操作步驟進行實驗；2．每次實驗前，學生應認真預習有關的實驗內容；3．學生完成實驗后須撰寫實驗報告。注：實驗/實踐類別：專業、上機等實驗/實踐類型：操作型、驗證型、演示型、綜合型等。四、本課程與其他課程的聯系本課程的預修課程為《高等數學》、《大學物理》、《工程熱力學》和《流體力學》，這些課為本課程的學習提供了必須的數學、力學和流動的基礎知識。本課程是新能源科學與工程專業學生學習地熱能開發、風力發電和光伏發電等相關專業課的基礎。五、教材與其他教學資源（含教學參考書或在線資源）（一）建議教材（建議選用新出版的國家級規劃教材）[1]陶文銓.傳熱學[M].高等教育出版社,2019.[2]弗蘭克P.英克魯佩勒,大衛P.德維特,狄奧多爾L.伯格曼,艾德麗安S.拉維恩著.葛新石,葉宏,譯.傳熱和傳質基本原理[M].化學工業出版社,2021.（二）其他教學資源[1]Dr.YunusA.Cengel.傳熱與傳質[M].高等教育出版社,2020.[2]圓山重直,編.王世學,張信榮,等譯.傳熱學[M].北京大學出版社,2011.[3]鄧元望.傳熱學[M].機械工業出版社,2021.[4]中國大學MOOC:傳熱學/course/HRBEU-1464023181[5]中國大學MOOC:傳熱學/course/XJTU-1003741001六、教學方法與學習建議授課方式：教學過程中采用多媒體課件、自學與討論等相結合的啟發式、互動式、討論式和研究式相結合的教學方式，可以充分發揮學生在學習中的主體作用，充分調動學生的主動性、積極性，讓學生能在課堂中主動參與，使課堂成為積極互動的、高質高效的課堂，使學生和教師一道成為課堂的主人。多媒體課件主要用于課程要點、難點的講解，圖形圖像資料和模擬演示等。自學與討論通過網絡課堂、資料閱讀、習題練習、課堂討論等形式來完成非重點難點和描述性內容的學習；鼓勵學生通過閱讀參考文獻、撰寫課程論文、開展課堂討論來調動主動學習的積極性。課程教學中強調基本理論、基本方法的教授與實踐能力培養并舉，且注重素質教育，培養創新型人才。重點：熱傳遞的三種基本方式、傳熱過程、傳熱系數、導熱基本定律、導熱微分方程、平板及圓筒壁導熱、肋片的計算、非穩態導熱過程、集總參數法；一維非穩態問題、邊界層理論、邊界層分離、單管換熱規律、內部流動及換熱特征、流動及換熱隨流體溫度的變化、自然對流驅動力、黑體輻射、黑體和吸收比的定義及其影響因素、基爾霍夫定律、角系數、表面輻射換熱計算、氣體輻射換熱計算難點：導熱微分方程、肋片導熱的計算、一維非穩態問題、邊界層分離、邊界層分離、內部流動及換熱特征、表面輻射換熱計算后續自主學習建議：傳熱問題的數值計算、相變對流傳熱、傳熱過程與熱交換器、傳熱學在新能源科學與工程專業其他學科的應用、傳熱學在新能源開發與利用中的重要作用及其發展趨勢。七、課程考核及成績評定方式（一）課程考核本課程成績評定包括平時考核（課堂出勤率）、過程考核（隨堂問答、課堂測驗、課后作業和實驗報告）和終結性評價（期末考試）三部分，其中平時成績占課程總成績的10％，過程成績占課程總成績的30％，終結性評價成績占課程總成績的60％。具體要求及評分方法如下：平時成績：出勤成績采用扣分制，每缺勤一次扣平時成績1分，每遲到或早退一次扣平時成績0.5分，無故曠課4次以上者取消本次課程成績，占總成績的10%。過程成績：課堂測驗、課后作業要求學生必須獨立完成，未按時提交作業或作業有抄襲（雷同）現象的，該次作業成績按零分計，占總成績的10%。課程回答問題與課堂討論采用鼓勵方式進行，積極主動回答問題且回答正確的一次加4分、積極主動回答問題但回答錯誤的一次加2分、不積極主動回答問題的0分，占總成績的10%。未按時完成實驗并提交實驗報告或實驗報告有抄襲（雷同）現象的，該次實驗成績按零分計，占總成績的10%。終結性評價：形式為閉卷考試，其成績占總成績的60%。（二）課程目標與考核內容的關系課程具體目標與知識單元和考試內容的關系如下：課程目標知識單元考試內容1．掌握導熱、對流和熱輻射三種熱量傳遞方式的基本理論規律、掌握傳熱的理論分析和計算方法，能綜合應用傳熱學基礎知識正確分析工程實際中的傳熱問題。1.熱量傳遞的三種基本方式2.傳熱過程和傳熱系數3.傳熱學的研究方法考核知識點：熱傳遞的三種基本方式、傳熱過程與傳熱系數考核要求：掌握三種基本傳熱方式及特點；掌握傳熱過程的定義及傳熱系數的概念。2．掌握強化和削弱熱量傳遞過程的方法，能提出工程實際中切實可行的強化或削弱傳熱的措施。1.穩態熱傳導2.非穩態熱傳導3.對流傳熱的理論基礎4.單相對流傳熱的實驗關聯式5.熱輻射基本定律和輻射特性6.輻射換熱的計算考核知識點：導熱基本定律、導熱微分方程、平板及圓筒壁導熱、肋片的計算；非穩態導熱過程、集總參數法；一維非穩態問題；邊界層理論、邊界層分離、單管換熱規律