華北電力大學（北京）

華北電力大學2021年碩士生入學考試初試科目考試大綱

考試科目編號：862

考試科目名稱：傳熱學

一、考試的總體要求

掌握熱能傳遞的基本理論和分析計算的基本方法，能夠靈活運用所學傳熱學知識及方法解決工程實際問題，包括反應堆中的熱工問題。

二、考試的內容

1. 緒論

掌握熱量傳遞的基本方式：導熱、對流和熱輻射的概念和所傳遞熱量的計算公式。認識到工程實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，為后面依次討論導熱、對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. 穩態熱傳導

重點掌握傅立葉定律、笛卡爾坐標系和圓柱坐標系中導熱微分方程;掌握各向同性材料、單層及多層平壁的穩態導熱過程、肋片導熱、具有內熱源的一維導熱程的計算，理解導熱微分方程中各項的物理意義;了解影響導熱系數的主要因素;了解肋片在工程中的應用場合，能應用肋效率的曲線來計算直肋和環肋問題;加深理解熱阻概念及其在分析導熱問題時的重要性;了解接觸熱阻及用形狀因子的方法求解多維穩態導熱問題的方法。

3. 非穩態熱傳導

了解非穩態導熱過程的特點及熱擴散率;掌握集總參數法的分析求解方法，了解其限制條件;能列出一維非穩態導熱問題的微分方程及定解條件，應用諾謨圖或近似計算公式進行工程計算;了解簡單形狀物體的二維、三維問題的乘積解法。掌握半無限大物體的非穩態導熱基本概念及計算方法。

4. 熱傳導的數值解法

掌握導熱問題數值求解的基本步驟、思路。重點是能用熱平衡法導出二維穩態導熱問題內部節點及常見邊界條件下邊界節點的離散方程。了解用迭代法求解離散方程的方法;對非穩態導熱問題重點應放在非穩態項的離散以及擴散項離散時所取時間層不同對計算帶來的影響;能用熱平衡方法導出一維非穩態導熱問題的顯式離散方程。

5. 對流傳熱的理論基礎

重點掌握牛頓冷卻公式;掌握流動邊界層和溫度邊界層概念;理解影響對流換熱的因素;了解局部表面傳熱系數與平均表面傳熱系數的不同含義和作用，以及它們之間的關系;理解描寫常物性流體對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時能量微分方程的邊界層簡化方法及這一簡化的物理和數學意義;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. 單相對流傳熱的實驗關聯式

理解相似原理或量綱分析在指導對流換熱實驗中的作用，準則方程的導出;掌握實驗數據的整理方法;了解近似模化和自模化在實驗技術中的作用;重點理解各種典型對流換熱過程的流動圖像，并能從流動圖像定性地判斷局部表面傳熱系數的變化;掌握管內傳熱入口段與充分發展段的概念;掌握不同類型對流換熱問題的流動換熱特征及其實驗關聯式的使用。

7. 相變對流傳熱

了解珠狀凝結和膜狀凝結的現象;能正確和熟練應用豎管外和豎壁上與水平管和管束外凝結換熱的計算公式進行計算，了解影響凝結換熱的主要因素及強化途徑。重點掌握大容器飽和沸騰曲線上的核態沸騰區，臨界點和過渡沸騰、穩定膜態沸騰區;理解臨界熱流密度的工程意義;能夠計算大容器的飽和核態沸騰換熱、臨界熱流密度;了解影響沸騰換熱的主要因素及強化途徑。

8. 熱輻射基本定律

理解熱輻射的本質、基本特征，掌握熱輻射的基本定律;重點掌握斯忒藩-玻耳茲曼定律及基爾霍夫定律、黑體輻射函數表的應用;了解影響實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簡化輻射換熱工程計算的重要意義。

9. 輻射傳熱的計算

理解角系數的定義和性質(相對性、完整性和可加性)。能應用工程圖表查取角系數;學會角系數的代數分析法;重點掌握有效輻射的概念，了解封閉腔的意義;掌握簡單幾何條件下，被透明介質隔開的漫灰表面間輻射換熱的計算;能用有效輻射概念和網絡法對二個和三個表面之間的輻射換熱進行計算;掌握輻射換熱的強化與削弱的途徑;了解氣體輻射特點和影響氣體輻射發射率的因素;了解綜合傳熱問題的分析和計算方法;了解溫室效應原理。

10. 傳熱過程分析與換熱器計算

理解熱量傳遞三種基本方式常常不是單獨存在，而是綜合起作用的;了解復合換熱過程的計算方法，了解輻射換熱表面傳熱系數的概念;了解何時會出現臨界熱絕緣直徑問題;理解傳熱系數的組成，能利用熱阻概念分析傳熱過程;掌握強化與削弱傳熱的原則和手段;對數平均溫差的推導和計算;了解工程中典型換熱器的型式。要求學會用平均溫差法或效能——傳熱單元數法進行換熱器的熱計算;能對1~2個傳熱問題進行綜合分析;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，簡答題，推導和證明題，計算題。

四、參考書目

主要書目：《傳熱學》，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》，趙鎮南編著，高等教育出版社，2002年版。

[2] 《傳熱學》，章熙民，任澤霈編著，中國建筑工業出版社，1993年版。

[3] 《工程熱力學》，沈維道等編著，高等教育出版社，2007年版。

[4] 《流體力學》，羅惕乾編著，機械工業出版社，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.