高等传热学

课程编码：180090080700P1002H 英文名称：Advanced Heat Transfer 课时：60 学分：3.00 课程属性：学科核心课 主讲教师：李勋锋等

本课程是动力工程及工程热物理学科各专业研究生的学科核心课。热传导、对流传热与传质、辐射热传递等在科学研究和工程技术各领域有着广泛应用。通过本课程的学习使学生能够更深入系统地掌握传热学的基本概念、理论基础和求解方法，全面了解当代传热科技研究的前沿领域，为今后解决科研和生产实践中的传热传质问题打下良好基础。

传热学、流体力学、工程热力学、数学物理方法

第一章 绪论 2学时 李勋锋
第1节 传热学的发展
第2节 传热学的研究需求
第3节 双碳目标与传热学的关系
第二章 热传导 5学时 王增辉
第1节 导热的理论基础
第2节 导热问题的精确分析解
第3节 导热问题的近似分析解
第三章 对流传热与传质的基本概念、微分方程和积分方程 7学时 王增辉
第1节 输运过程的无量纲特征数
第2节 湍流输运系数
第3节 新能源，双碳，热(火积)概念
第4节 边界层的控制方程，包括连续性方程、动量方程、能量方程和传质方程
第5节 动量积分方程、位移厚度和动量厚度、动量积分方程的简化形式
第6节 能量积分方程、焓厚度和传导厚度、能量积分方程的简化形式
第四章 湍流流动控制方程 2学时 王增辉
第1节 层流到湍流、动量厚度雷诺数
第2节 雷诺分解和时间平均法则
第3节 湍流边界层的控制方程组
第4节 湍流两方程模型(k方程和ε方程)和湍流创新思维
第五章 层流内部流动：动量传递和热量传递 4学时 王增辉
第1节 圆管内充分发展的层流
第2节 其他截面形状内管道充分发展的层流
第3节 充分发展的热量传递
第4节 具有充分发展的温度剖面和速度剖面的环形夹层管道
第5节 具有充分发展的温度剖面和速度剖面的非圆形管道热量传递
第6节 恒壁温圆管热入口段解
第7节 非圆形管道的热进口段的对流换热
第六章 层流外部流动：动量传递和热量传递 5学时 王增辉
第1节 常物性和定常自由流速度的层流边界层的相似解
第2节 u∞为x的幂函数时层流不可压缩边界层的相似解
第3节 喷注速度≠0时层流不可压缩边界层的相似解
第4节 定常自由流速度层流边界层近似解
第5节 沿恒温半无限大平板定常自由流速度的能量传递
第6节 沿带有喷注或抽吸的等温半无限大平板的流动和换热
第7节 沿具有未加热起始段无限大平板的恒速流动
第七章 湍流外部边界层：动量传递和热量传递 5学时 王增辉
第1节 层流到湍流
第2节 湍流边界层的定性结构
第3节 涡漩扩散率和涡漩粘度
第4节 湍流普朗特混合长理论、壁面坐标、壁面定律、湍流动量边界层的近似解
第5节 连续壁面定律：范德瑞斯特（Van Driest）模型
第6节 湍流动能和耗散方程
第7节 雷诺类比、热边界层的壁面定律
第8节 恒定自由流、定壁温条件下的湍流传热解
第9节 发散湍流边界层、高温燃气与涡轮叶片的换热
第八章 湍流内部流动：动量传递和热量传递 4学时 王增辉
第1节 圆管内充分发展的流动
第2节 圆管内的能量微分方程
第3节 Pr数在0.6～6.0之间、高Pr数、极低普朗特数湍流内部换热
第4节 定壁温时的充分发展的速度剖面和温度剖面
第5节 两平行板间和同心圆环套管充分发展的湍流流动
第6节 充分发展的湍流流动圆管道中湍流的热入口段长度
第九章 高速流动、自然对流、传质和传热强化技术 6学时 王增辉
第1节 流体物性随温度变化的影响
第2节 高速流动对流换热、膜冷却技术
第3节 自由对流的边界层方程组、波兴涅斯克假设
第4节 竖壁层流边界层方程组的相似解
第5节 竖立半无限大平板上的湍流
第6节 自由与强迫混合的对流、封闭腔中的自然对流
第7节 传质基本概念、斐克定律、边界层传质方程组
第8节 对流传热强化技术和强化冷却技术
第十章 相变传热 5学时 李勋锋
第1节 汽液相变过程基本原理
第2节 池沸腾与流动沸腾换热
第3节 凝结换热
第十一章 辐射热传递 15学时 李勋锋
第1节 辐射热传递基本原理
第2节 黑体辐射和非黑体辐射
第3节 表面间辐射换热计算
第4节 介质热辐射特性
第5节 辐射-传导/对流复合换热
第6节 微尺度热辐射
第7节 辐射特性测量方法与技术

李勋锋，中国科学院工程热物理所正高级工程师，博士生导师，中国科学院大学岗位教授，中科院青年创新促进会会员。主要从事先进辐射温度测量技术、电子器件高效热管理技术以及强化传热与流动减阻机制等研究。主持多项国家级/省部级科研项目，获教育部科技进步二等奖等。 王增辉，中国科学院大学教授，博士生导师，主要从事强磁场下多相流和液态金属流动传热、多物理场多尺度强化优化传热和技术研究。主持了多项国家自然科学基金面上项目和科技部ITER专项子课题。