传热学自学考试内容

热传递（或称传热）是物理学上的一个物理现象，是指由于温度差引起的热能传递现象。热传递中用热量量度物体内能的改变。热传递主要存在三种基本形式：热传导、热辐射和热对流。只要在物体内部或物体间有温度差存在，热能就必然以以上三种方式中的一种或多种从高温到低温处传递。对于固体热源，当它同周围媒质温度差不很大时（约50°C以下），热源向周围媒质传递的热量可由牛顿冷却定律来计算。热传导(又称为导热)是指当不同物体之间或同一物体内部存在温度差时，就会通过物体内部分子、原子和电子的微观振动、位移和相互碰撞而发生能量传递现象。不同相态的物质内部导热的机理不尽相同。气体内部的导热主要是其内部分子做不规则热运动是相互碰撞的结果；非导电固体中，在其晶格结构的平衡位置附近振动，将能量传递给相邻分子，实现导热；而金属固体的导热是凭借自由电子在晶格结构之间的运动完成的。热传导是固体热传递的主要方式。在气体或液体等流体中，热的传导过程往往和对流同时发生。傅立叶定律是传热学中的一个基本定律，由法国著名科学家傅里叶于1822年提出。[2] 公式指出导热速率与微元所在处的温度梯度成正比。热导率(thermal conductivity)是单位温度梯度下的导热热通量，因而它代表物质的导热能力[1] 。物体的热导率与材料的组成、结构、温度、湿度、压强及聚集状态等许多因素有关。一般说来：金属的热导率最大，非金属次之，液体的较小，而气体的最小；固体金属材料热导率与温度反比，固体非金属材料与温度成正比；金属液体的热导率很大，而非金属液体的热导率较小；气体的热导率随温度升高而增大。各种物质的导热系数通常用实验方法测定。希望我能帮助你解疑释惑。

一、考研科目名称：传热学

二、适用专业：能源动力(动力工程)

三、考试方式：笔试

四、考研考试范围：

1、绪论

热量传递的三种基本方式及其含义(实质);热流量基本计算式(导热、对流传热、热辐射、传热过程)及其应用;导热或对流传热与热辐射及辐射传热的主要区别;传热过程的含义(实质)及其各环节热量传递方式的分析。

2、稳态导热

稳态、非稳态温度场的表示;傅里叶定律的一般形式、各项意义及其应用;导热系数的主要影响因素;保温材料(GB/T4272-92)及其应用;导热微分方程的一般形式(常物性)、各项意义及其应用;稳态、非稳态导热问题定解条件的主要区别;导热三类边界条件的基本内容;典型一维稳态导热问题(大平壁、长圆筒壁、球壳、等截面直肋)温度场及热流场的求解及其应用;等截面直肋的肋片效率、肋面总效率及肋化系数;套管式温度计的分析计算及减少其测量误差的主要措施(从传热学角度);具有内热源的一维导热问题分析。

3、非稳态导热

非稳态导热问题的主要特点;零维非稳态导热问题的集中参数法;非稳态导热所涉及的相关量，如Bi数、Fo数、导温系数、时间常数及吸热系数;一维非稳态导热模型及其图解法的应用条件;半无限大物体一维非稳态导热模型及其在第一类边界条件下的应用。

4、导热问题的数值解法

导热问题数值求解的基本思想;有限差分法进行导热问题数值求解的基本步骤;热平衡法建立二维稳态导热物体节点(内部、边界)的离散方程;热平衡法建立一维及二维非稳态导物体节点(内部、边界)的离散方程;稳态导热与非稳态导热、显格式差分与隐格式差分在建立离散方程时的主要区别。

5、对流传热的理论基础

对流传热问题的主要分类及影响对流传热的主要因素;对流传热基本微分方程式及其与导热第三类边界条件的区别;理论求解对流传热问题(温度场、表面传热系数及热流场)的基本思路;对流传热过程的实质;热(温度)边界层的含义及其与速度(流动)边界层间的关系;普朗特数Pr的表达式、物理意义及其应用;对流传热比拟理论的基本思想;单相流体纵掠平壁的对流传热的主要关联式及其应用。

6、单相对流传热的实验关联式

物理现象相似理论及其应用;单值性条件;常用准则数，如Nu数、Re数、Gr数及Pr数的表达式、物理意义及其应用，Bi数与Nu数、Re数与Gr数的区别;定性温度、入口效应、弯管效应、当量直径(当量半径);管内流动的单相强制对流传热中，长管与短管、直管与弯管的主要区别;绕流管束的单相强制对流传热中，管束顺排与叉排布置的优缺点;自然对流传热及大空间自然对流传热;混合对流传热的判据及判断依据;单相对流传热问题的实验关联式及其应用。

7、相变对流传热

相变对流传热的基本特点;凝结传热两种基本模式;水平管外凝结与竖直管外凝结的比较及其应用;膜状凝结传热中，凝结液膜的流动状态判据;不凝结气体对膜状凝结传热的主要影响及其处理方式;沸腾传热的不同模式;大容器饱和沸腾过程(含沸腾曲线);沸腾传热恶化现象;DNB点及临界热流密度的工程意义;不凝结气体对大容器沸腾的主要影响;强化膜状凝结传热及沸腾传热的基本原则及其应用。

8、热辐射基本定律和辐射特性

热辐射及辐射传热区别于导热或对流传热的特点;辐射波谱;大多数固体与液体表面、气体空间的热辐射特性;热辐射的特殊体，如黑体、白体(镜体)、灰体、漫射体及漫-灰体;热辐射的基本概念、基本定律及其应用;漫射体辐射力与其定向辐射强度间的关系;影响物体发射率及吸收比的主要因素;实际物体辐射、吸收等特性按光谱(波段)分布时的相关分析与计算。

9、辐射传热的计算

辐射角系数的含义、适用条件及影响因素;辐射角系数的基本性质及其典型计算(代数法);表面有效辐射的含义(实质)及其应用;辐射传热的两类热阻;两个及三个漫-灰表面(含黑体表面、重辐射面)封闭系统辐射传热网络图的绘制与标示;两个及三个漫-灰表面(含黑体表面、重辐射面)封闭系统的辐射传热计算;气体辐射的基本特点;贝尔定律所解决的主要问题;平均射线行程;气体辐射发射率和吸收比的主要影响因素;辐射传热控制的基本措施;遮热板的遮热原理及其应用;减少气体温度测量误差的基本分析与计算。

10、传热过程分析与换热器的热计算

传热过程的含义(实质)与分析;典型壁面(大平壁、圆筒壁、肋壁)传热过程的传热系数表达式及其应用;壁面上加装肋片的目的及基本原则;圆筒壁面外敷设保温层的保温效果分析;临界绝缘直径。

[考研参考书目]

[1] 杨世铭，陶文铨 《传热学》(第四版) 高等教育出版社

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定性温度易求，从而可知Pr数、Re数，从而求出Nu数，使用“流体外掠平板对流换热”的关联式，求出 h ,进而求出空气流对板的换热量，由于受到切应力，等价于气流对平板做功，用上面所求换热量减掉此部分，最后所求为平板的散热量。定性温度易求，从而可知Pr数、Re数，从而求出Nu数，使用“流体外掠平板对流换热”的关联式，求出 h ,进而求出空气流对板的换热量，由于受到切应力，等价于气流对平板做功，用上面所求换热量减掉此部分，最后所求为平板的散热量。

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