2017年哈尔滨理工大学传热学考研大纲

2017 传热学考研大纲
考试形式和试卷结构
一、试卷满分及考试时间
试卷满分为 150 分，考试时间为 180 分钟。
二、答题方式
答题方式为闭卷、笔试。
三、试卷内容结构
导热问题约 25%；对流问题约 25%；辐射问题约 25%；传热过程与换热器约 25%。
四、试卷题型结构
试卷题型结构为：
解释概念 5 小题，每题 4 分，共 20 分；
单选题 10 小题，每题 1 分，共 10 分；
简答题 4 小题，每题 5 分，共 20 分；
计算题 5 小题，共 100 分。
传热学
一、绪论
考试内容
传热学的定义；
传热的条件；
热流量和热流密度的概念；
热量传递的三种基本方式及定义；
传热问题的分类；传热问题的求解方式；
热阻的概念和热阻叠加原则。
考试要求：
1．理解热传导、热对流和对流换热、辐射和辐射换热、传热过程、热阻概念；
2．理解热量传递的三种基本方式的内容和速率方程；
3．了解传热的条件和传热问题的求解方式；
4．掌握热阻的叠加原理及应用。
二、稳态热传导
考试内容
傅里叶定律；
导热系数的定义式及特点；
温度场、等温线、温度梯度、导温系数的概念；
导热微分方程式及定解条件；
几种典型几何形状物体的稳态导热求解方法。
考试要求
1．理解傅里叶定律的表示形式及应用条件；
2．了解导热微分方程的推导过程，理解单值性条件的分类；
3．理解导热系数、导温系数的概念和定义式；
4．掌握平壁导热和圆筒壁稳态导热求解过程和温度分布；
5．了解肋片和球壁稳态导热的求解方法和温度分布；
6．理解温度场、等温线、温度梯度的概念；
7．了解变截面、变导热系数导热问题的求解方法；
8．掌握用导热微分方程的简化形式进行稳态导热问题求解方法。
三、非稳态热热导
考试内容
非稳态导热过程的特点；
集中参数法的概念和应用；
一维非稳态导热的求解；
Bi 数、Fo 数的定义式与物理意义。
考试要求
1．理解非稳态导热的概念和分类；
2．了解非稳态导热的特点；
3．理解一维非稳态导热问题数学描写和求解方法；
4．掌握 Bi 数、Fo 数的定义式及物理意义；
5．掌握集中参数法的概念和应用。
四、热传导问题的数值解法
考试内容
热传导问题数值解法的基本思想；
稳态导热问题数值解法的数学描写；
区域离散的概念；
单元体、节点、网格的概念；
离散方程的建立方法；
代数方程的求解方法；
非稳态导热的数值解法。
考试要求
1．了解数值解法的本质和求解步骤；
2．了解稳态、非稳态导热问题数值解法的数学描写；
3．了解区域离散的概念；
4．了解单元体、节点、网格的概念；
5．掌握用热平衡方法建立边界节点、边界角点和内部节点的有限差分方程的方法。
五、对流传热的理论基础
考试内容
对流换热的分类、主要特点和研究方法；
对流换热微分方程组；
牛顿冷却公式的表示方法；
表面传热系数的概念、定义式和影响因素；
流动边界层和热边界层的概念；
对流换热过程微分方程式；
特征数和特征方程；
对流换热问题的数学描写；
比拟理论的应用。
考试要求
1．理解对流换热的分类、主要特点和研究方法。
2．了解对流换热微分方程组。
3．理解对流换热问题的求解条件及分类。
4．掌握牛顿冷却公式的表示方法。
5．理解表面传热系数的概念和影响因素。
6．了解流动边界层和热边界层的概念。
7．掌握对流换热过程微分方程式。
8．理解 Re、Pr、Nu、Gr、St 数的定义式和物理意义。
9．了解比拟理论的应用。
六、单相对流传热的实验关联式
考试内容
相似原理与量纲分析法基本思想和研究方法；
同类现象的概念；
传热问题的基本量纲；
单相对流换热的准则函数式；
特征长度、定性温度和特征速度的概念；
管槽内强迫对流换热的实验关联式、边界条件、修正条件和表面传热系数的变化规律；
外部流动强迫对流换热的实验关联式、定性温度、表面传热系数的变化规律；
自然对流换热的准则函数式和实验关联式、特征长度和定性温度；
Gr 数的定义式和物理意义；
自然对流换热的分类。
考试要求
1．了解相似原理和量纲分析法的实质；
2．了解同类现象的概念；
3．了解对流换热问题的基本量纲；
4．掌握单相对流换热问题的准则函数式；
5．掌握特征长度、定性温度和特征速度的概念及在准则方程应用时的具体表达形式；
6．理解管槽内强迫对流换热的实验关联式及边界条件和修正条件；
7．掌握管槽内强迫对流换热时表面传热系数的变化规律；
8．理解外部流动强迫对流换热的实验关联式和定性温度，掌握表面传热系数的变化规律；
9．理解自然对流换热的实验关联式、特征长度和定性温度；
10．掌握自然对流换热的准则函数式、Gr 数的定义式和物理意义；
11．了解自然对流换热的分类；
12．掌握用给定的实验关联式进行对流换热问题的计算。
七、相变对流传热
考试内容
凝结换热的特点及分类；
影响凝结换热的因素；
努塞尔凝结换热理论解的假设和求解过程；
沸腾换热的特点及分类；
大容器饱和沸腾的实验曲线和分区；
影响沸腾换热的因素。
考试要求
1．了解凝结换热的分类、特点和影响因素；
2．了解努塞尔凝结换热理论解的推导过程；
3．了解沸腾换热的特点、分类及影响因素；
4．掌握大容器饱和沸腾的实验曲线和分区。
八、热辐射基本定律和辐射特性
考试内容
热辐射的基本概念和特点；
热辐射区别于导热和对流的特点；
热射线的波谱特性；
太阳辐射和实际物体辐射的波谱范围；
吸收比、反射比和穿透比的概念；
黑体、白体、透明体的概念；
黑体辐射基本性质；
辐射力、光谱辐射力的概念；
四次方定律、普朗克定律、维恩位移定律和兰贝特定律；
立体角和定向辐射强度的概念；
实际物体的辐射力（本身辐射）、实际物体的光谱辐射力、黑度的概念和定义式；
影响实际物体表面黑度的因素；
光谱吸收比的概念；
选择性吸收和温室效应；
灰体的概念；
基尔霍夫定律；
漫射表面的概念。
考试要求
1．了解热辐射的本质和特点。
2．掌握热辐射的基本概念和基本定律。
3．掌握黑体辐射和实际物体辐射的本质区别。
4．了解热辐射的波谱特性，掌握太阳辐射和实际物体辐射的波谱范围。
5．理解物体表面辐射、反射和吸收的关系。
6．了解实际物体对辐射的选择性吸收特性，能够解释温室效应。
7．掌握黑体和灰体的概念及在辐射换热过程中的应用。
九、辐射传热的计算
考试内容
角系数的定义和计算假设条件；
角系数的性质；角系数的计算公式；
投入辐射和有效辐射的概念；
系统黑度的概念；
两个漫灰表面组成的封闭腔的辐射传热计算公式；
表面热阻和空间热阻的公式；
等效热阻网络图的画法；
重辐射面的概念及在网络图中的表示形式；
表面净辐射传热量的概念和计算公式；
气体辐射的特点；
辐射强化和削弱的方法；
辐射传热系数的概念和计算公式。
考试要求
1．了解物体间辐射传热的机理；
2．掌握角系数的概念、性质和计算方法；
3．掌握表面热阻和空间热阻的概念，能够计算物体表面净辐射传热量；
4．掌握等效热阻网络图的画法，能够计算物体间的辐射传热量；
5．了解气体辐射的特点；
6．了解辐射强化和削弱的方法；
7．了解综合传热问题的处理方法。
十、传热过程分析与换热器的热计算
考试内容
通过平壁、圆筒壁、肋壁的传热过程计算公式；
传热系数的计算公式；
肋效率、肋面总效率和肋化系数的概念和定义式；
临界绝缘直径的概念及应用；
换热器的分类；
间壁式换热器的主要型式；
提高换热器紧凑性的途径；
传热方程式和热平衡方程式；
顺流和逆流的平均温差（压）表达式及数量关系；
交叉流的平均温压公式；
间壁式换热器的两种设计方法和步骤；
换热器的污垢热阻和传热系数表达式；
强化传热的方法；
隔热保温技术。
考试要求
1．了解传热过程的构成，掌握典型结构传热过程的传热系数和传热量的计算方法；
2．掌握肋壁传热过程的特点和计算方法；
3．掌握临界绝缘直径的概念及应用；
4．了解换热器的分类；
5．掌握顺流和逆流的平均温差（压）表达形式，了解交叉流的平均温压处理方法；
6．了解平均温压法和效能—单元数法的设计步骤；
7．掌握换热器的污垢热阻和传热系数表达式；
8．了解传热过程强化和削弱的方法；
9．掌握传热方程式和热平衡方程式的表达方式，能熟练进行换热器的热计算。
备注
1．需使用不带记忆功能的科学计算器。
2．计算用的图表数据需要时会在考题中给出。
3．对流部分的实验关联式需要时会在考题中给出。
4．大纲中提到的其它定义式、公式、定律表达式需熟练掌握。
5．不得用铅笔、红颜色字迹笔答题。
参考书目
杨世铭，陶文铨．传热学．第四版．高等教育出版社，2006