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热在金属中的传递集体备课教案（无生课堂用）

第一章：热传递的基本概念

1.1热传递的定义

1.2热传递的方式：导热、对流和辐射

1.3热传递的基本定律：傅里叶定律、牛顿定律和对流换热方程

第二章：金属的导热性

2.1金属导热性的基本特点

2.2金属导热系数的影响因素：温度、晶体结构和微观缺陷

2.3常用金属的导热系数数据及其应用

第三章：热在金属中的传导

3.1一维稳态导热方程及其解法

3.2二维和三维稳态导热方程及其解法

3.3非稳态导热方程及其解法

第四章：热在金属中的对流传递

4.1对流换热的机理和影响因素

4.2对流换热方程及其解法

4.3常用对流换热系数的数据及其应用

第五章：热在金属中的辐射传递

5.1热辐射的基本概念和定律

5.2热辐射方程及其解法

5.3常用物体的辐射特性数据及其应用

第六章：热传递在金属中的数值模拟方法

6.1数值模拟的基本概念和方法

6.2热传递问题的数值求解：有限差分法、有限元法和有限体积法

6.3数值模拟在热传递中的应用案例

第七章：热传递实验测量方法

7.1热传递实验的基本原理和方法

7.2热流传感器和温度传感器的使用和校准

7.3常见热传递实验的测试数据处理和分析

第八章：热在金属中的传递应用案例

8.1金属焊接过程中的热传递问题

8.2金属铸造过程中的热传递问题

8.3电子设备散热设计中的热传递问题

第九章：热在金属中的传递的优化与应用

9.1热传递优化的目的和方法

9.2热传递优化在金属加工中的应用案例

9.3热传递优化在金属结构设计中的应用案例

第十章：总结与展望

10.1热在金属中的传递的主要内容和特点

10.2热在金属中的传递的发展趋势和挑战

10.3面向未来的热在金属中的传递的教学和研究方法

重点和难点解析

重点一：热传递的基本概念和方式

详细补充和说明：热传递是热量从高温区域传递到低温区域的过程，其方式包括

导热、对流和辐射。导热是指热量通过固体、液体或气体内部的微观粒子振动传

递；对流是指热量通过流体的流动传递，分为自然对流和强制对流；辐射是指热

量通过电磁波的形式传递，不需要介质。热传递的基本定律包括傅里叶定律、牛

顿定律和对流换热方程。

重点二：金属的导热性和导热系数的影响因素

重点三：热在金属中的传导方程及其解法

详细补充和说明：热在金属中的传导方程包括一维稳态导热方程、二维和三维稳

态导热方程以及非稳态导热方程。解法有解析解法和数值解法。解析解法适用于

简单情况，通过建立数学模型得到解析解；数值解法通过离散化方程，利用计算

机求解数值解。

重点四：热在金属中的对流传递和对流换热系数的影响因素

详细补充和说明：热在金属中的对流传递是指热量通过流体的流动传递。对流换

热的机理包括流体的粘滞性、热膨胀和冷缩等。对流换热系数受流体的性质、流

动状态和温度等因素的影响。常用的对流换热系数可以通过实验数据获得，并用

于工程计算和设计。

重点五：热在金属中的辐射传递和辐射换热系数的影响因素

详细补充和说明：热辐射是热量通过电磁波的形式传递，不受介质限制。热辐射

的基本定律包括斯蒂芬-玻尔兹曼定律和普朗克定律。热辐射方程用于计算物体

表面的辐射热流。常用物体的辐射特性数据包括黑体辐射率和实际物体的辐射

率，这些数据用于工程中的辐射换热计算。

全文总结和概括：本教案涵盖了热在金属中的传递的基本概念、方式、导热性、

传导方程、对流传递、辐射传递等方面的内容。通过深入解析这些重点和难点，

旨在帮助学生全面理解和掌握热在金属中的传递规律。后续章节将介绍热传递的

数值模拟方法、实验测量方法以及应用案例等内容，进一步提升学生对热传递理

论和实践的把握。