華北電力大學(xué)2021年碩士生入學(xué)考試初試科目考試大綱

考試科目編號(hào)：862

考試科目名稱：傳熱學(xué)

一、考試的總體要求

掌握熱能傳遞的基本理論和分析計(jì)算的基本方法，能夠靈活運(yùn)用所學(xué)傳熱學(xué)知識(shí)及方法解決工程實(shí)際問題，包括反應(yīng)堆中的熱工問題。

二、考試的內(nèi)容

1. 緒論

掌握熱量傳遞的基本方式：導(dǎo)熱、對(duì)流和熱輻射的概念和所傳遞熱量的計(jì)算公式。認(rèn)識(shí)到工程實(shí)際問題的熱量傳遞過程往往不是單一的方式而是多種形式的組合，以加深傳熱過程的概念及傳熱方程式，為后面依次討論導(dǎo)熱、對(duì)流傳熱和輻射傳熱提供整體概念。初步理解熱阻在分析傳熱問題中的重要地位。

2. 穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)

重點(diǎn)掌握傅立葉定律、笛卡爾坐標(biāo)系和圓柱坐標(biāo)系中導(dǎo)熱微分方程;掌握各向同性材料、單層及多層平壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程、肋片導(dǎo)熱、具有內(nèi)熱源的一維導(dǎo)熱程的計(jì)算，理解導(dǎo)熱微分方程中各項(xiàng)的物理意義;了解影響導(dǎo)熱系數(shù)的主要因素;了解肋片在工程中的應(yīng)用場(chǎng)合，能應(yīng)用肋效率的曲線來計(jì)算直肋和環(huán)肋問題;加深理解熱阻概念及其在分析導(dǎo)熱問題時(shí)的重要性;了解接觸熱阻及用形狀因子的方法求解多維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的方法。

3. 非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)

了解非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程的特點(diǎn)及熱擴(kuò)散率;掌握集總參數(shù)法的分析求解方法，了解其限制條件;能列出一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的微分方程及定解條件，應(yīng)用諾謨圖或近似計(jì)算公式進(jìn)行工程計(jì)算;了解簡(jiǎn)單形狀物體的二維、三維問題的乘積解法。掌握半無限大物體的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱基本概念及計(jì)算方法。

4. 熱傳導(dǎo)的數(shù)值解法

掌握導(dǎo)熱問題數(shù)值求解的基本步驟、思路。重點(diǎn)是能用熱平衡法導(dǎo)出二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題內(nèi)部節(jié)點(diǎn)及常見邊界條件下邊界節(jié)點(diǎn)的離散方程。了解用迭代法求解離散方程的方法;對(duì)非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題重點(diǎn)應(yīng)放在非穩(wěn)態(tài)項(xiàng)的離散以及擴(kuò)散項(xiàng)離散時(shí)所取時(shí)間層不同對(duì)計(jì)算帶來的影響;能用熱平衡方法導(dǎo)出一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的顯式離散方程。

5. 對(duì)流傳熱的理論基礎(chǔ)

重點(diǎn)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(duì)流換熱的因素;了解局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的不同含義和作用，以及它們之間的關(guān)系;理解描寫常物性流體對(duì)流換熱的微分方程組及其定解條件;著重理解流體層流流動(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(shù)學(xué)意義;了解求解外掠等壁溫平板層流傳熱問題的方法;了解比擬理論的基本思想。

6. 單相對(duì)流傳熱的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式

理解相似原理或量綱分析在指導(dǎo)對(duì)流換熱實(shí)驗(yàn)中的作用，準(zhǔn)則方程的導(dǎo)出;掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理方法;了解近似�；�和自�；�在實(shí)驗(yàn)技術(shù)中的作用;重點(diǎn)理解各種典型對(duì)流換熱過程的流動(dòng)圖像，并能從流動(dòng)圖像定性地判斷局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的變化;掌握管內(nèi)傳熱入口段與充分發(fā)展段的概念;掌握不同類型對(duì)流換熱問題的流動(dòng)換熱特征及其實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式的使用。

7. 相變對(duì)流傳熱

了解珠狀凝結(jié)和膜狀凝結(jié)的現(xiàn)象;能正確和熟練應(yīng)用豎管外和豎壁上與水平管和管束外凝結(jié)換熱的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，了解影響凝結(jié)換熱的主要因素及強(qiáng)化途徑。重點(diǎn)掌握大容器飽和沸騰曲線上的核態(tài)沸騰區(qū)，臨界點(diǎn)和過渡沸騰、穩(wěn)定膜態(tài)沸騰區(qū);理解臨界熱流密度的工程意義;能夠計(jì)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(qiáng)化途徑。

8. 熱輻射基本定律

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(shù)表的應(yīng)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，黑體和灰體表面輻射特性的異同;理解漫灰表面概念對(duì)簡(jiǎn)化輻射換熱工程計(jì)算的重要意義。

9. 輻射傳熱的計(jì)算

理解角系數(shù)的定義和性質(zhì)(相對(duì)性、完整性和可加性)。能應(yīng)用工程圖表查取角系數(shù);學(xué)會(huì)角系數(shù)的代數(shù)分析法;重點(diǎn)掌握有效輻射的概念，了解封閉腔的意義;掌握簡(jiǎn)單幾何條件下，被透明介質(zhì)隔開的漫灰表面間輻射換熱的計(jì)算;能用有效輻射概念和網(wǎng)絡(luò)法對(duì)二個(gè)和三個(gè)表面之間的輻射換熱進(jìn)行計(jì)算;掌握輻射換熱的強(qiáng)化與削弱的途徑;了解氣體輻射特點(diǎn)和影響氣體輻射發(fā)射率的因素;了解綜合傳熱問題的分析和計(jì)算方法;了解溫室效應(yīng)原理。

10. 傳熱過程分析與換熱器計(jì)算

理解熱量傳遞三種基本方式常常不是單獨(dú)存在，而是綜合起作用的;了解復(fù)合換熱過程的計(jì)算方法，了解輻射換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的概念;了解何時(shí)會(huì)出現(xiàn)臨界熱絕緣直徑問題;理解傳熱系數(shù)的組成，能利用熱阻概念分析傳熱過程;掌握強(qiáng)化與削弱傳熱的原則和手段;對(duì)數(shù)平均溫差的推導(dǎo)和計(jì)算;了解工程中典型換熱器的型式。要求學(xué)會(huì)用平均溫差法或效能——傳熱單元數(shù)法進(jìn)行換熱器的熱計(jì)算;能對(duì)1~2個(gè)傳熱問題進(jìn)行綜合分析;掌握熱阻分離方法，了解污垢熱阻及其工程確定方法。

三、考試的題型

填空題，簡(jiǎn)答題，推導(dǎo)和證明題，計(jì)算題。

四、參考書目

主要書目：《傳熱學(xué)》，第4版，楊世銘 陶文銓編著，高等教育出版社，2006年。

參考書目：

[1] 《傳熱學(xué)》，趙鎮(zhèn)南編著，高等教育出版社，2002年版。

[2] 《傳熱學(xué)》，章熙民，任澤霈編著，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1993年版。

[3] 《工程熱力學(xué)》，沈維道等編著，高等教育出版社，2007年版。

[4] 《流體力學(xué)》，羅惕乾編著，機(jī)械工業(yè)出版社，2007年版。

[5] 《A Heat Transfer Textbook》3rd, John H. et al. Phlogiston Press, 2006.

[6] 《Heat Transfer》第8版，J. P. Holman編著，McGraw Hill出版公司，2002年版。

[7] 《Heat and Mass Transfer》, Yunus Cengel et al. McGraw-Hill Science, 2010.