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上海理⼯⼤学2019《传热和传质基本原理》考研⼤纲和参考书⽬ 上海理⼯⼤学2019《传热和传质基本原理》考研⼤纲和参考书⽬已公布，更多考研资讯请关注我们⽹站的更新! 上海理⼯⼤学2019《传热和传质基本原理》考研⼤纲和参考书⽬ 第⼀部分参考书⽬ 《传热和传质基本原理》(原著第6版)，弗兰克P.英克鲁佩勒 (作者), 葛新⽯(译者), 叶宏(译者)，化学⼯业出版社，2011 第⼆部分考查要点(※为掌握内容，其余为基本了解内容) ※第1章导论 1.1 何谓传热及如何传热 1.2 物理机理和速率⽅程 1.2.1 传导 1.2.2 对流 1.2.3 辐射 1.2.4 与热⼒学的关系 1.3 能量的守恒要求 1.3.1 控制容积的能量守恒 1.3.2 表⾯的能量平衡 1.3.3 守恒定律的应⽤⽅法要点 1.4 传热问题的分析⽅法 1.5 传热学的重要性 1.6 单位和量纲 1.7 ⼩结 参考⽂献 习题 ※第2章热传导引论 2.1 传导速率⽅程 2.2 材料的热物性 2.2.1 热导率 2.2.2 其他有关物性 2.3 热扩散⽅程 2.4 边界和初始条件 2.5 ⼩结 参考⽂献 习题 ※第3章⼀维、稳态热传导 3.1 平壁 3.1.1 温度分布 3.1.2 热阻 3.1.3 复合壁 3.1.4 接触热阻 3.2 导热分析的另⼀种⽅法 3.3 径向系统 3.3.1 圆柱体 3.3.2 球体 3.4 ⼀维导热结果汇总 3.5 有内热源时的导热 3.5.1 平壁 3.5.2 径向系统 3.5.3 热阻概念的应⽤ 3.6 扩展表⾯的传热 3.6.1 扩展表⾯导热的⼀般分析 3.6.2 等截⾯肋⽚ 3.6.3 肋⽚性能 3.6.4 ⾮等截⾯积肋⽚ 3.6.5 表⾯总效率 3.7 ⽣物热⽅程 3.8 ⼩结 参考⽂献 习题 ※第4章⼆维稳态导热 4.1 可供选择的处理⽅法 4.2 分离变量法 4.3 导热形状因⼦和⽆量纲导热速率 4.4 有限差分⽅程 4.4.1 节点⽹格 4.4.2 导热⽅程的有限差分形式 4.4.3 能量平衡法 4.5 有限差分⽅程的求解 4.5.1 矩阵求逆法 4.5.2 ⾼斯⼀赛德尔迭代法 4.5.3 若⼲需要注意的问题 4.6 ⼩结 参考⽂献 习题 ※第5章瞬态导热 5.1集总热容法 5.2应⽤集总热容法的条件 5.3通⽤集总热容分析 5.4空间效应 5.5有对流条件的平壁 5.5.1严格解 5.5.2近似解 5.5.3总能传输 5.5.4附加的讨论 5.6有对流条件的径向系统 5.6.1严格解 5.6.2近似解 5.6.3总的能量传输 5.6.4附加的讨论 5.7半⽆限⼤固体 5.8伴有定表⾯温度或定表⾯热流密度的物体 5.8.1定温边界条件 5.8.2定热流密度边界条件 5.8.3近似解 5.9周期性加热 5.10有限差分析 5.10.1导热⽅程的离散化：显式法 5.10.2导热⽅程的离散化：隐式法 5.11⼩结 参考⽂献 习题 ※第6章对流导论 6.1对流边界层 6.1.1速度边界层 6.1.2热边界层 6.1.3浓度边界层 6.1.4边界层的重要意义 6.2局部和平均对流系数 6.2.1传热 6.2.2传质 6.2.3对流问题 6.3层流和湍流 6.3.1层流和湍流速度边界层 6.3.2层流和湍流状态下的热和组分浓度边界层 6.4边界层⽅程 6.4.1层流边界层⽅程 6.5边界层相似：⽆量纲边界层⽅程 6.5.1边界层相似参数 6.5.2解的函数形式 6.6⽆量纲参数的物理意义 6.7边界层类⽐ 6.7.1传热和传质类⽐ 6.7.2蒸发冷却 6.7.3雷诺类⽐ 6.8对流系数 6.9⼩结 参考⽂献 习题 ※第7章外部流动 7.1实验⽅法 7.2平⾏流中的平板 7.2.1等温平板上的层流：相似解 7.2.2等温平板上的湍流 7.2.3混合边界层状态 7.2.4⾮加热起始长度 7.2.5具有恒定热流密度的平板 7.2.6使⽤对流系数的限制 7.3对流计算⽅法 7.4横向流动中的圆柱体 7.4.1流动情况 7.4.2对流传热和传质 7.5圆球 7.6横向通过管簇的流动 7.7冲击射流 7.7.1流体⼒学及⼏何上的考虑 7.7.2对流传热和传质 7.8堆积床 7.9⼩结 参考⽂献 习题 ※第8章内部流动 8.1流体⼒学问题 8.1.1流动状态 8.1.2平均速度 8.1.3充分发展区中的速度分布 8.1.4充分发展流动中的压⼒梯度和摩擦因⼦ 8.2热的问题 8.2.1平均温度 8.2.2⽜顿冷却定律 8.2.3充分发展的状态 8.3能量平衡 8.3.1概述 8.3.2等表⾯热流密度 8.3.3等表⾯温度 8.4圆管内的层流：热分析和对流关系式 8.4.1充分发展区 8.4.2⼈⼝区 8.5对流关系式：圆管内的湍流 8.6对流关系式：⾮圆形管和同⼼管套 8.7强化传热 8.8微尺度内部流动 8.8.1微尺度内部流动中的流动状态 8.8.2微尺度内部流动中的传热 8.9对流传质 8.10⼩结 参考⽂献 习题 ※第9章⾃然对流 9.1物理的讨论 9.2控制⽅程 9.3相似性讨论 9.4垂直表⾯上的层流⾃然对流 9.5湍流的影响 9.6实验关系式：外部⾃然对流流动 9.6.1垂直平板 9.6.2倾斜和⽔平平板 9.6.3⽔平长圆柱 9.6.4圆球 9.7平⾏平板间槽道内的⾃然对流 9.7.1垂直槽道 9.7.2倾斜槽道 9.8实验关系式：封闭空间 9.8.1矩形腔体 9.8.2同⼼圆柱 9.8.3同⼼圆球 9.9联合的⾃然和受迫对流 9.10对流传质 9.11⼩结 参考⽂献 习题 ※第10章沸腾和凝结 10.1沸腾和凝结中的⽆量纲参数 10.2沸腾模式 10.3池内沸腾 10.3.1沸腾曲线 10.3.2池内沸腾的模式 10.4池内沸腾关系式 10.4.1核态池内沸腾 10.4.2核态池内沸腾的临界热流密度 10.4.3热流密度的极⼩值 10.4.4膜态池内沸腾 10.4.5参数对池内沸腾的影响 10.5受迫对流沸腾 10.5.1外部受迫对流沸腾 10.5.2两相流动 10.5.3微槽道中的两相流动 10.6凝结的物理机理 10.7垂直板上的层流膜状凝结 10.8湍流膜状凝结 10.9径向系统中的膜状凝结 10.10⽔平管内的膜状凝结 10.11珠状凝结 10.12⼩结 参考⽂献 习题 第11章换热器 11.1换热器的类型 11.2总传热系数 11.3换热器分析：利⽤对数平均温差 11.3.1顺流换热器 11.3.2逆流换热器 11.3.3特殊的运⾏状况 11.4换热器分析：有效度-NTU法 11.4.1定义 11.4.2有效度-NTU关系式 11.5换热器设计和性能计算：利⽤有效度-NTU法 11.6紧凑式换热器 11.7⼩结 参考⽂献 习题 ※第12章辐射：过程和性质 12.1基本概念 12.2辐射强度 12.2.1数学定义 12.2.2辐射强度及其与发射的关系 12.2.3有关辐照密度的概念 12.2.4有关有效辐射密度的概念 12.3⿊体辐射 12.3.1普朗克分布 12.3.2维恩位移定律 12.3.3斯蒂芬-玻尔兹曼定律 12.3.4带发射 12.4实际表⾯的发射 12.5实际表⾯的吸收、发射和透射 12.5.1吸收率 12.5.2反射率 12.5.3透过率 12.5.4要额外考虑的⼀些问题 12.6基尔霍夫定律 12.7灰表⾯ 12.8环境辐射 12.9⼩结 参考⽂献 习题 第13章表⾯之间的辐射换热 13.1视⾓系数 13.1.1视⾓系数积分 13.1.2视⾓系数关系式 13.2腔体中不透辐射的漫射灰表⾯之间的辐射换热 13.2.1⼀个表⾯上的净辐射换热 13.2.2表⾯之间的辐射换热 13.2.3⿊体辐射换热 13.2.4两个表⾯的腔体 13.2.5防辐射屏 13.2.6再辐射表⾯ 13.3多种模式传热 13.4伴有参与介质的辐射换热 13.4.1容积吸收 13.4.2⽓体发射与吸收 13.5⼩结 参考⽂献 习题 ※第14章扩散传质 14.1物理起因和流率⽅程 14.1.1物理起因 14.1.2混合物的组成 14.1.3斐克(Fick)扩散定律 14.1.4质量扩散率 14.2在⾮静⽌介质中的质量扩散 14.2.1绝对和扩散组分流密度 14.2.2柱状容器中的政法 14.3静⽌介质近似 14.4静⽌介质的组分守恒 14.4.1控制容积的组分守恒 14.4.2质量扩散⽅程 14.4.3给定表⾯浓度的静⽌介质 14.5边界条件和交界⾯上浓度的不连续性 14.5.1蒸发和升华 14.5.2⽓体在液体和固体中的溶解度 14.5.3催化表⾯反应 14.6伴随均质化学反应的质量扩散 14.7瞬态扩散 14.8⼩结 参考⽂献 习题。
上海理工大学高等传热学试题及答案(总2页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--1.试求出圆柱坐标系的尺度系数，并由此导出圆柱坐标系中的导热微分方程。
2 .一无限大平板，初始温度为T 0；τ>0时，在x = 0表面处绝热；在x =L 表面以对流方式向温度为t f 的流体换热。
试用分离变量法求出τ>0时平板的温度分布（常物性）。
（需求出特征函数、超越方程的具体形式，范数（模）可用积分形式表示）。
（15分）3.简述近似解析解——积分法中热层厚度δ的概念。
答：近似解析解：既有分析解的特征：得到的结果具有解析函数形式，又有近似解的特征：结果只能近似满足导热解问题。
在有限的时间内，边界温度的变化对于区域温度场的影响只是在某一有限的范围内，把这个有限的范围定义为热层厚度δ。
4.与单相固体导热相比，相变导热有什么特点答：相变导热包含了相变和导热两种物理过程。
相变导热的特点是1.固、液两相之间存在着 移动的交界面。
2.两相交界面有潜热的释放（或吸收）对流部分（所需量和符号自己设定）1 推导极坐标系下二维稳态导热微分方程。
2 已知绕流平板流动附面层微分方程为y uy u V x u u 22∂∂=∂∂+∂∂ν取相似变量为：x u y νη∞= x u f νψ∞=写出问题的数学模型并求问题的相似解。
3 已知绕流平板流动换热的附面层能量积分方程为：⎰=∞∂∂=-δ00)(y y ta dy t t u dx d当Pr<<1时，写出问题的数学模型并求问题的近似积分解及平均Nu （取三次多项式）。
4 写出常热流圆管内热充分发展流动和换热问题的数学模型并求出速度和温度分布及Nu x .O x辐射1．请推导出具有n个表面的净热流法壁面间辐射换热求解公式，并简要说明应用任一种数值方法的求解过程。
2．试推导介质辐射传递方程的微分形式和积分形式，要求表述出各个步骤和结果中各个相关量的含义。
传热学考研大纲一、参考书目:传热学A 《传热学》杨世铭、陶文铨，高等教育出版社，2006年二、基本要求1. 掌握热量传递的三种方式(导热、对流和辐射)的基本概念和基本定律；2. 能够对常见的导热、对流、辐射换热及传热过程进行定量的计算，并了解其物理机理和特点，进行定性分析；3. 对典型的传热现象能进行分析，建立合适的数学模型并求解；4. 能够用差分法建立导热问题的数值离散方程，并了解其计算机求解过程。
三、主要知识点第一章绪论：热量传递的三种基本方式；导热、对流和热辐射的基本概念和初步计算公式；热阻；传热过程和传热系数。
第二章导热基本定律和稳态导热：温度场、温度梯度；傅里叶定律和导热系数；导热微分方程、初始条件与边界条件；单层及多层平壁的导热；单层及多层圆筒壁的导热；通过肋端绝热的等截面直肋的导热；肋效率；一维变截面导热；有内热源的一维稳态导热。
第三章非稳态导热：非稳态导热的基本概念；集总参数法；描述非稳态导热问题的数学模型（方程和定解条件）；第四章导热问题的数值解法：导热问题数值解法的基本思想；用差分法建立稳态导热问题的数值离散方程。
第五章对流换热：对流换热的主要影响因素和基本分类、牛顿冷却公式和对流换热系数的主要影响因素；速度边界层和热边界层的概念；横掠平板层流换热边界层的微分方程组；横掠平板层流换热边界层积分方程组；动量传递和热量传递比拟的概念；相似的概念及相似准则；管槽内强制对流换热特征及用实验关联式计算；绕流单管、管束对流换热特征及用实验关联式计算；大空间自然对流换热特征及对流换热特征及用实验关联式计算。
第六章凝结与沸腾换热：凝结与沸腾换热的基本概念；珠状凝结与膜状凝结特点；膜状凝结换热计算；影响膜状凝结的因素；大容器饱和沸腾曲线；影响沸腾换热的因素。
第七章热辐射基本定律及物体的辐射特性：热辐射的基本概念；黑体、白体、透明体；辐射力与光谱辐射力；定向辐射强度；黑体辐射基本定律：普朗克定律，维恩定律，斯忒藩—玻尔兹曼定律，兰贝特定律；实际固体和液体的辐射特性、黑度；灰体、基尔霍夫定律。
4.4传热过程的计算在实际生产中，需要冷热两种流体进行热交换，但不允许它们混合，为此需要采用间壁式的换热器。
此时，冷、热两流体分别处在间壁两侧，两流体间的热交换包括了固体壁面的导热和流体与固体壁面间的对流传热。
关于导热和对流传热在前面已介绍过，本节主要在此基础上进一步讨论间壁式换热器的传热计算。
4.4.1总传热系数和总传热速率方程一、总传热速率方程间壁两侧流体的热交换过程包括如下三个串联的传热过程。
流体在换热器中沿管长方向的温度分布如图所示，现截取一段微元来进行研究，其传热面积为dA ，微元壁内、外流体温度分别为T 、t （平均温度），则单位时间通过dA 冷、热流体交换的热量dQ 应正比于壁面两侧流体的温差，即)(t T KdA dQ -=前已述及，两流体的热交换过程由三个串联的传热过程组成：管外对流： )(111w T T dA dQ -=α管壁热传导：)(2w w m t T dA bdQ -=λ管内对流： )(223t t dA dQ w －α= 对于稳定传热：321dQ dQ dQ dQ === 221122111111dA dA b dA tT dA t t dA b t T dA T T dQ m w m w w w αλααλα++-=-=-=-=∴ 与)(t T KdA dQ -=，即KdAtT dQ 1-=对比，得： 2211111dA dA b dA KdA m αλα++= 式中 K ——总传热系数，w/m 2·K。
讨论：1．当传热面为平面时，dA=dA 1=dA 2=dA m ，则：21111αλα++=b K 2．当传热面为圆筒壁时，两侧的传热面积不等，如以外表面为基准（在换热器系列化标准中常如此规定），即取上式中dA=dA 1，则：212111111dA dA dA dA b K m αλα++= 或 212111111d d d d b K m αλα++= 式中 K 1——以换热管的外表面为基准的总传热系数；d m ——换热管的对数平均直径，2121ln /)(d d d d d m -=。
0)(2=Φ+∇=Φ+∇∙∇∙∙λλt t)(12133212dxdth h h dx d h h h t =∇Sphere n Cylinder n Plate n dr dt r n dr t d 210022====Φ++∙λ )(,0,0022∞∙--=====Φ+t t hdr dt R r drdtr dr t d w λλh=∞， t ∞=t w高等传热学对流换热理论参考文献：1． 对流传热与传质，杨强生，高等教育出版社，19852． 对流传热传质分析，王启杰，西安交通大学出版社，19913． 相似理论及其在传热学中的应用，王丰，高等教育出版社，1990 4． A. Bejan, Convection Heat Transfer, Colorado University, New York,John & Son Inc, 19955． W. M. Kays et al, Convection Heat and Mass Transfer, McGraw_HillBook Co, 19806． 强化传热及其工程应用，林宗虎，机械工业出版社，19917． Schliching H, Boundary Layer Theroy, 7th ed. New York, McGraw_HillBook Co, 19798． 对流换热，任泽霈，北京，高等教育出版社，1998第一讲：对流换热基本理论 1. 牛顿冷却公式（1701）：wf t t t th q-=∆∆=流体流过壁面与壁面间的换热，关键求 h 2.影响h 的主要因素:物性（νλρ,,,p c ）及定性温度（等2/)(,w f f t t t +）流动状态：流态（层流，紊流），起因（强制，自然） 几何：外部流和内部流，大空间和有限空间，大容器等，特征尺度：l(平板), d(圆管),de=4A/P3．分类： 强制对流：内部流：圆管内和其它形状管内 外部流：外掠平板、圆管（单管或管束），外掠其它形状柱体，射流冲击换热无相变 自然对流：大空间，有限空间对流换热 混合对流：沸腾换热： 大容器沸腾，管内沸腾； 饱和沸腾，过冷沸腾；有相变 管内凝结和管外凝结 凝结换热： 膜状凝结，珠状凝结一般各种对流换热都可分成层流或紊流。
高等传热学课件对流换热高等传热学课件对流换热一、概述湍流模型是半经验、半理论的研究方法，其目的是将湍流的脉动相关项与时均量联系起来，使时均守恒方程封闭。
自1925年Prandtl提出混合长度理论，各国学者对湍流模型进行了大量研究，提出了许多模型。
W.C.Regnolds建议按模型中所包含的微分方程数目进行分类，成为目前适用的湍流模型分类方法。
一般将湍流模型分为：z 零方程模型（代数方程模型）z 一方程模型z 二方程模型z 多方程模型研究（Morkovin 莫尔科文）表明：当M<5时，流体的可压缩性对湍流结构不起主导影响，因此我们仅参考不可压缩情况。
根据大量的实验研究结果，湍流边界层对流换热的强弱主要取决在内层区：由相似原理分析得出，Prt近似是一个常数（Prt≈0.9）这样，只要确定了νt，即可容易地得到αt，所以在介绍湍流模型时，只给出νt或t时均量的关系式。
二、零方程模型（代数方程模型）零方程模型中不包含微分方程，而用代数关系式将νt与时均量关联起来。
Prandtl混合长度理论是最早的代数方程模型。
它适用于：充分发展的湍流剪切流边界层内层，y≤0.2δ。
对外层区，一些学者研究后仍沿用Prandtl混合长度的模型关系式：但，L=λ δ （3.7.1）实验常数λ在0.08~0.09之间。
Von Kármán、Deissler、Van Driest、Taylor等人先后提出了更完善的代数方程模型。
(1) Von Kármán模型Von Kármán假设湍流内各点的脉动相似（局部相似），即各点之间只有长度尺度与空间尺度的.差别。
对平行流流场，若对某点（y0处）附近的时均速度进行Taylor展开：（a）若流动相似，则必有尺度L与速度u0（u0＝u(y0)）使上式无量纲后成为通用分布。
u(y0)y令 Y=； U(Y)= u0L则有无量纲形式：（b）若上式是相似的通用速度分布，则式中各系数之比应与位置无关，而是一个常数。
