由于温度差的存在，热量会从一个物体传递到另一个物体。传热学是研究热量传递规律的科学。根据参加热交换的物体间的接触情形不同，可将热量传递分为三种基本方式：导热、对流和辐射。又根据参加热交换的物体的温度场或传热量随时间的变化，可将热量的传递分为稳态和非稳态。围绕不同的情形，传热学阐述如何定量计算在单位时间内传递的热量及物体内温度分布。学习传热学的目的就是利用热量传递的规律，在实践中根据需要强化传热或隔热保温。

传热学是一门传统的学科。人们在继承历史的同时，随着时代的变化不断地采用了新的研究方法。最初是求宏观的解、解析的解，复杂的问题只能搁浅。后来，人们学会了在对流换热领域利用相似理论将热量传递和动量传递进行类比，用实验方法找到了大量的经验公式。近几十年来随着计算机科学的发展，科学工作者将数值求解和实验研究结合起来，研究问题的深度和广度都有很大的扩展。相变换热的研究则深入到了微观的层面。 传热学的历史是西方的历史。重量级人物有Joseph Fourier（法国数学物理学家）、Newton(英国科学家)、Stefan-Boltzmann（德国）、Plank(德国光量子学家)、还有Renolds、Prandtl、Stanton、Grashof、Oppenheim等等。对流换热的研究还面临挑战，科学工作者对相变过程、旺盛紊流的研究有待新的突破。年轻人思想活跃、勇于创新，欢迎你参与进来！

一、 课堂教学大纲

(一) 教学目的：

本课程是建筑环境与设备工程专业的一门技术基础课，学分是3.5分。其任务是让员工掌握传热学的基本概念、基本理论和基本计算方法，获得热量传递的基础知识，具备分析工程传热问题的能力。

(二) 教学要求：

1． 掌握导热、对流、对流换热、热辐射、辐射换热、传质、热阻等概念。应用热阻概念分析工程传热问题。会查用有关图表和手册。

2． 掌握付立叶定律。理解导热问题的完整数学描述。能熟练地对无内热源的物体在常物性下的导热进行分析计算。掌握物体在被加热、冷却和受周期性热作用时的温度场及热流随时间变化的规律，并对导热问题的数值解法有所了解。

3． 掌握牛顿冷却公式的应用。理解对流换热机理及其影响因素。掌握边界层概念，并能分析边界层厚度和对流换热系数的关系。能熟练地应用经验公式对强制对流和自然对流换热问题进行计算。

4． 掌握热辐射的基本定律，熟悉黑体、灰体、漫表面、有效辐射 、角系数等概念以及由透明介质隔开的物体之间辐射换热计算的基本方法。

5．了解热质交换的基本规律，理解浓度差是物质扩散的动力。

6. 了解质量传递、动量传递、热量传递之间的类比关系。

(三)按章节编写教学内容：

1． 绪论

2． 导热理论基础

基本概念及付立叶定律 导热系数 导热微分方程式 导热过程的单值性条件

3． 稳态导热

平壁导热 圆筒壁导热 复合平壁导热 肋壁的导热 接触面的导热 二维导热问题

4． 非稳态导热

基本概念 对流边界条件下非稳态导热 常热流边界条件下非稳态导热 周期性变化边界条件下非稳态导热

5． 导热问题数值解法基础

有限差分法 稳态导热问题的数值计算 非稳态导热问题的数值计算

6． 对流换热分析

概述 微分方程组 边界层换热微分方程组的解 边界层换热积分方程组的求解 动量传递和热量传递的类比 相似理论基础

7． 单相流体对流换热及实验关联式

管内受迫流动换热 外掠圆管流动换热 自然对流换热

8． 相变换热

凝结换热 沸腾换热 热管

9． 热辐射的基本定律

基本概念 热辐射的基本定律

10． 辐射换热计算

黑表面间的辐射换热 灰表面间的辐射换热 角系数的确定方法 气体辐射 太阳辐射

11． 传热和换热器

通过肋壁传热 复合换热 传热的强化与削弱 换热器的型式和基本构造 平均温度差 换热器传热计算

12． 质交换

质扩散及其基本定律 动量、热量、质量传递的类比 对流质交换的准则关联式 液体蒸发时的热质交换

二、 实验教学大纲

(一) 实验教学的目的：

《传热学》建筑环境与设备专业的专业基础课之一。它研究在三种基本传热方式 -导热、对流、辐射- 下如何计算传热量及温度场的问题。开设传热学实验的目的， 一是让员工增强学习课本知识之外的感性认识，以加深对传热学的基本概念和传热现象的物理机理的理解；二是通过有目的地组织实验，让员工掌握如何控制温度场的分布、热量的传递方向以及如何增强或削弱传热，以训练他们用所学的知识解决实际问题的能力；三是让他们通过从事实验活动，认识到实验不仅仅是为检验理论服务的，它还是获取知识的独立手段。

(二) 实验教学的任务：

本课程安排2个实验，各两学时：1 平板法测导热系数；2测水平管外空气自然对流换热系数。员工必须掌握热源、稳态的概念及计热的方法；熟悉温度测量的方法及操作规程。 掌握设计实验的思路， 现场分析产生误差的物理原因及降低误差的手段。实验结束后要总结整理结果，写出实验报告。 报告末尾必须有员工新建议和新想法的内容，以反映员工主动参与的态度和教师及时归纳年轻人的新思想的工作作风。

(三) 实验教学的管理措施

１．实验指导老师根据教学目的和教学任务编写的实验指导书和实验报告的必要内容格式．

２．教师准备实验条件，分配实验任务并现场回答员工提问。

３．考核员工实验情况充分考虑：员工操作的独立性、内容的完整性、实验结果的正确性及创造性（通过本实验后有无新的想法和建议）。

(四) 实验报告必含内容

1. 实验目的和要求 2. 实验原理及装置 3. 实验步骤 4. 实验结果

5. 误差分析（物理原因、仪表的原因等） 6. 新的想法和建议