參考書(shū)目:陶文銓主編,傳熱學(xué)(第五版),北京:高等教育出版社,2019年
一、復習總體要求
要求考生掌握傳熱學(xué)的基本概念、定律與重要的數學(xué)描述,熟悉三種熱量傳遞方式的特點(diǎn)與分析方法。能熟練、靈活地運用學(xué)過(guò)的基本概念、原理與計算方法分析解決單一的導熱、對流換熱、輻射換熱問(wèn)題以及傳熱過(guò)程、復合換熱類(lèi)綜合性問(wèn)題。
二、復習內容
(一) 緒論
1. 熱量傳遞的三種基本方式
2. 傳熱過(guò)程和傳熱系數
掌握導熱、對流和熱輻射的概念和所傳遞熱量的計算公式。掌握傳熱過(guò)程的概念及傳熱方程,能夠進(jìn)行工程實(shí)際問(wèn)題的傳熱過(guò)程分析。理解熱阻概念及其在分析傳熱問(wèn)題中的重要地位。
(二) 導熱基本定律及穩態(tài)導熱
1. 導熱基本定律
2. 導熱微分方程及定解條件
3. 通過(guò)平壁、圓筒壁、球殼和其他變截面物體的導熱
4. 通過(guò)肋片的導熱
5. 具有內熱源的導熱及多維導熱
掌握傅里葉定律和導熱微分方程。了解影響導熱系數的主要因素。著(zhù)重理解推導各向同性材料、具有內熱源的導熱微分方程的理論依據和思路,以及導熱微分方程中各項的物理意義。能應用導熱微分方程對常物性、無(wú)內熱源的一維穩態(tài)導熱問(wèn)題(平壁、圓筒壁、球壁和等截面直肋片)進(jìn)行分析求解。能確定一般導熱問(wèn)題的定解條件——初始條件和邊界條件,重點(diǎn)為常見(jiàn)的三類(lèi)邊界條件。了解變導熱系數的處理方法。了解肋片在工程中的應用場(chǎng)合。能應用肋效率的曲線(xiàn)來(lái)計算肋片問(wèn)題。理解熱阻概念及其在分析導熱問(wèn)題時(shí)的重要性。
(三) 非穩態(tài)導熱
1. 非穩態(tài)導熱的基本概念
2. 集總參數法的簡(jiǎn)化分析
3. 一維非穩態(tài)導熱的分析解
了解非穩態(tài)導熱過(guò)程的特點(diǎn)及熱擴散率。掌握集總參數法的分析求解方法,了解其限制條件。能列出一維非穩態(tài)導熱問(wèn)題的微分方程及定解條件,能應用諾謨圖或近似計算公式對簡(jiǎn)單形狀物體的二維、三維問(wèn)題的乘積解法進(jìn)行工程計算;了解半無(wú)限大物體非穩態(tài)導熱問(wèn)題的基本概念。了解周期性非穩態(tài)導熱的基本概念。
(四) 熱傳導問(wèn)題的數值解法
1. 導熱問(wèn)題數值求解的基本思想及內節點(diǎn)離散方程的建立
2. 邊界節點(diǎn)離散方程的建立及代數方程的求解
3. 非穩態(tài)導熱問(wèn)題的數值解法
4. 導熱問(wèn)題數值計算實(shí)例
了解數值解法求解導熱問(wèn)題的基本方法與思路。掌握用熱平衡法導出二維穩態(tài)導熱問(wèn)題內部節點(diǎn)及常見(jiàn)邊界條件下邊界節點(diǎn)的離散方程。掌握用迭代法求解離散方程的基本方法。能用熱平衡方法導出一維非穩態(tài)導熱問(wèn)題的顯式離散方程。從物理概念上了解穩定性條件。
(五) 對流傳熱的理論基礎
1. 對流換熱概述
2. 對流換熱問(wèn)題的數學(xué)描寫(xiě)
3. 對流換熱的邊界層微分方程組
4. 邊界層積分方程組的求解及比擬理論
5. 相似原理及量綱分析
6. 相似原理的應用
7. 內部流動(dòng)強制對流換熱實(shí)驗關(guān)聯(lián)式
8. 外部流動(dòng)強制對流換熱實(shí)驗關(guān)聯(lián)式
9. 自然對流換熱及其實(shí)驗關(guān)聯(lián)式
掌握牛頓冷卻公式。掌握流動(dòng)邊界層和溫度邊界層概念。理解影響對流換熱的因素。理解描寫(xiě)常物性流體對流換熱的微分方程組及其定解條件。掌握流體層流流動(dòng)時(shí)能量微分方程的邊界層簡(jiǎn)化方法及這一簡(jiǎn)化的物理和數學(xué)意義。了解積分方程求解外掠等壁溫平板層流換熱問(wèn)題的方法。理解相似原理或量綱分析在指導對流換熱實(shí)驗中的作用及準則方程的導出。掌握實(shí)驗數據的整理方法。理解管內換熱入口段與充分發(fā)展段的概念。掌握定性尺寸和定性溫度的概念。能正確和熟練地運用準則方程(實(shí)驗關(guān)聯(lián)式)計算下列情形下的對流換熱:圓管、非圓形通道內強制對流換熱,外掠單管及管束強制對流換熱,簡(jiǎn)單形狀物體的大空間自然對流換熱。了解有限空間自然對流換熱的概念。
(六) 凝結與沸騰換熱
1. 凝結換熱現象
2. 膜狀凝結換分析解
3. 影響膜狀凝結的因素
4. 沸騰換熱現象
5. 影響沸騰換熱的因素
了解珠狀凝結和膜狀凝結的現象,理解豎壁上純凈蒸氣層流膜狀凝結換熱的分析解的推導過(guò)程。能正確、熟練地應用豎管外、豎壁上、水平管和管束外凝結換熱的計算公式進(jìn)行計算,了解影響凝結換熱的主要因素及強化途徑。重點(diǎn)掌握大容器飽和沸騰曲線(xiàn)上的核態(tài)沸騰區、穩定膜態(tài)沸騰區和臨界點(diǎn)。理解確定臨界熱流密度的工程意義。能夠計算大容器的飽和核態(tài)沸騰換熱、臨界熱流密度。了解影響沸騰換熱的主要因素及強化途徑。
(七) 熱輻射基本定律及物體的輻射特性
1. 熱輻射的基本概念
2. 黑體輻射基本定律
3. 實(shí)際固體和液體的輻射特性
4. 實(shí)際物體的吸收比與基爾霍夫定律
理解熱輻射的本質(zhì)、基本特征,掌握熱輻射的基本定律。重點(diǎn)掌握斯忒藩-玻耳茲曼定律及基爾霍夫定律、黑體輻射函數表的應用。了解影響實(shí)際物體表面輻射特性的因素。掌握漫射表面和灰體的概念。理解漫灰表面概念對簡(jiǎn)化輻射換熱工程計算的重要意義。
(八) 輻射換熱的計算
1. 角系數的定義、性質(zhì)及計算
2. 被透熱介質(zhì)隔開(kāi)的兩固體間的輻射換熱
3. 多表面系統輻射換熱的計算
4. 輻射換熱的強化與削弱
5. 氣體輻射
理解并掌握角系數的定義和性質(zhì)(相對性、完整性和可加性)。了解角系數是純幾何因子的成立條件。能應用工程圖表查取角系數,學(xué)會(huì )角系數的代數分析法。重點(diǎn)掌握有效輻射的概念。掌握簡(jiǎn)單幾何條件下,被透明介質(zhì)隔開(kāi)的漫灰表面間輻射換熱的計算。能用有效輻射概念和網(wǎng)絡(luò )法對二個(gè)和三個(gè)表面之間的輻射換熱進(jìn)行計算。掌握輻射換熱的強化與削弱的途徑。
(九) 傳熱過(guò)程分析與換熱器熱計算
1. 傳熱過(guò)程的分析和計算
2. 換熱器的型式及平均溫壓
3. 換熱器的熱計算
4. 傳熱的強化和隔熱保溫技術(shù)
5. 傳熱問(wèn)題的綜合分析
理解熱量傳遞三種基本方式的綜合作用。了解復合換熱過(guò)程的計算方法,了解輻射換熱表面傳熱系數的概念。了解何時(shí)會(huì )出現臨界熱絕緣直徑問(wèn)題。理解傳熱系數的組成,能應用熱阻概念分析傳熱過(guò)程。掌握強化與削弱傳熱的原則和手段。了解工程中典型換熱器的型式,掌握對數平均溫差的推導和計算。掌握換熱器的平均溫差法,了解換熱器的效能—傳熱單元數法。