传热学“传热学”本科生教材40年的迁及其对我们的启示陶院士.ppt

1）电子器件冷却技术； 2）强化传热的本质是什么？ 3）微尺度传热与流动简介； 4）21世纪的能源问题； 5）传热学在工程技术中的应用 普遍得到学生的欢迎。 （5）改革教学环节，以撰写课程论文作为课程考核的一部分 我们曾经连续两届在一个传热学教学的大班中采用撰写小论文作为课程考核的一部分，受到学生的热烈欢迎。学生在课程论文末尾表示：“这是进入大学以来第一次自己写论文，…”，“我认为这样的论文，不仅锻炼了我们用书本知识解决实际问题的能力，业培养了我们思考问题、处理问题的技能”。 2003年我们提出的课程小论文参考题目如下： （1）地球的温室效应分析：原因及其对策。 （2）电工学中-形接法与Y-形接法在辐射换热计算中的应用。 （3）试论非稳态导热Heisler图的适用范围。 （4）空气强制对流冷却电子器件的计算方法。 （5）两层抽气遮热罩的传热分析。 （6）计算多表面辐射换热的程序开发与计算实例。 （7）超级保温材料在航天技术中的应用。 （8）传热问题的样谬－Mpemba现象分析讨论。 （9）双 层玻璃窗的隔热效果分析。 （10）空间辐射制冷器工作原理分析及其应用。 （11）Planck 建立黑体辐射按波长分布定律的过程及对我 们的启示。 （12）微尺度流动与传热问题初探。 （13）机械工业中热传递现象的普遍性和重要性的分析。 （14）最佳肋片几何尺寸的确定。 （15）你自己认为有意义的传热问题分析和讨论。 （6）组织学生课外科技活动是使部分学有余力学生拓宽知识面、培养创新精神的好方式 笔者曾经在所教课的大班中组织过学生课外科技活动小组，报名参加者十分踊跃，分成了： 换热器测试； 温度场的光学演示； 燃料电池； 热声制冷现象演示等小组， 每周活动一次，研究生与实验室工程技术人员协助指导，收到了良好的效果。 六.结 论 (1) 40年的变迁说明传热学是热流科学中最活跃的分支学科：工业生产和科技领域的发展需求是传热学发展的基本动力，传热学研究的成果又推动了工业技术的发展。因而传热学的基本原理虽然形成了近一个世纪，但直至今日仍然是热科学乃至整个技术科学中十分活跃的学科。 (2) 由于传热学与工程应用之间的密切关系，适时地在课堂教学和教材中反映有关传热学的发展与变化，引入结合工程实际的例题与习题不仅能使学生更深刻掌握传热学的基本原理，而且是培养学生解决实际问题能力、保持传热学课程的生命力、使课程内容与时俱进的重要途径。 (3) 鉴于全世界能源供应的状态和我国中长期能源发展规划，强化传热技术（包括热绝缘技术）应该成为本科传热学教学的一条主线，在导热、对流、辐射与换热器四块知识结构中都有所反映，教材编写与课堂教学应该对此予以足够的重视。 (4) 面对当今知识的急剧膨胀，本科生传热学教学要通过多种方式适应形势的发展：除课堂讲授外，多媒体演示、科技讲座、学生科技活动 以及以撰写小论文作为课程考核的部分内容等，都是可以尝试的方式。这些方式也为学生个性发展、培养创新精神提供了机会。 致 谢 本文中提到的一些教学改革尝试和调查研究得到下列项目的支持： （1） 教育部“世行贷款项目”《能源动力类人才培养方案改革研究与实践》； （2） 教育部教改项目《能源动力学科专业发展战 略研究》； （3） 西安交通大学教改项目《传热学精品课程》 特此一并致谢。 下一步该怎样走？从学术上需要有更高层次的理论与研究方法来指导。 研究跨尺度模拟原理与高效方法是重要途径之一。 微纳米传热学的发展更需要研究跨尺度的模拟问题。 29 同舟共济 渡彼岸! 36 封闭腔辐射换热 选择性涂层 保温层散热 肋壁温度场分析 有限空间自然对流 图15 太阳能耐集热器传热问题 随着家用空调的普及空调系统节能程度成为全世界空调厂商吸引顾客的一个重要指标，使家用空调中的两器—冷凝器与蒸发器传热强化的研究呈现常兴不衰的势头：空气侧的翅片，由平片、波纹片、到开缝片；对于水－制冷剂的传热过程，已经有单纯考虑制冷剂侧外部相变的强化发展到制冷剂侧与水侧同时强化，即双侧强化（double-enhanced），为我们提供了强化传热要抓主要矛盾的一个范例。 (a)平片 (b)波纹片 (c)开缝片 图16 空气侧强化换热翅片的演进 图17 沸腾换热双侧强化管 (a)二维微肋管 (b) 三维微肋管 图 18 家用空