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高等傳熱學(xué)
高等傳熱學(xué)= 熱傳導(dǎo)（導(dǎo)熱）+ 對(duì)流換熱+輻射換熱
第一章 傳熱學(xué)的理論基礎(chǔ)
第一節(jié)導(dǎo)熱基本定律
準(zhǔn)備知識(shí)：溫度場(chǎng)等溫面溫度梯度溫度場(chǎng)定義：溫度在空間的分布情況。分為穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)兩種。表示法：Steady t=f(r) Unsteady t=f(r, ) 等溫面定義：同一時(shí)刻，物體中由溫度相同的點(diǎn)構(gòu)成的面。
§1-1導(dǎo)熱基本定律
溫度梯度定義：沿等溫面的法線方向的溫度變化率最大。
一、導(dǎo)熱的概念導(dǎo)熱：物體各部分之間不發(fā)生相對(duì)位移，依靠微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的熱量傳遞。
特點(diǎn)：1）直接接觸；2）與物體中溫度分布不均勻性關(guān)聯(lián)。
Fourier定律內(nèi)容：熱流密度在任一方向上的分量與該方向上的溫度變化率成正比。
適用范圍：溫度分布光滑連續(xù)；非光滑連續(xù)情況中的光滑連續(xù)部分。
導(dǎo)熱系數(shù)：表征了材料導(dǎo)熱能力。
二、有限熱傳播速度下的Fourier定律背景：Fourier定律對(duì)熱能的傳播速度沒(méi)有要求，但在實(shí)際中，慣性和阻尼作用，熱能（擾動(dòng)）只能以有限的速度在物體中傳播。
三、熵流密度矢量背景：熱傳導(dǎo)是一個(gè)典型的不可逆過(guò)程，熱量傳遞導(dǎo)致不可逆性的熵的傳遞。定義：任意點(diǎn)處的熱流密度矢量q與該點(diǎn)處絕對(duì)溫度T之比。
第二節(jié) 基本守恒方程式
一、質(zhì)量守恒定律和連續(xù)性方程
（I）推導(dǎo)
1）理論基礎(chǔ)：流入控制體的凈質(zhì)流量＝控制體的質(zhì)量變化率
二、動(dòng)量守恒定律和動(dòng)量方程
（I）推導(dǎo)
1）理論基礎(chǔ)：控制體中流體動(dòng)量變化率＝作用于控制體上所有外力之和
2）推導(dǎo)過(guò)程：流體位移結(jié)果＋控制體內(nèi)流體動(dòng)量的時(shí)間變化率＝體積力＋表面力
三、熱力學(xué)第一定律和能量方程
（I）推導(dǎo)
1）理論基礎(chǔ)：控制體內(nèi)流體總內(nèi)能的增加＝進(jìn)入控制體的凈能量－控制體流體對(duì)外做功量
2）推導(dǎo)過(guò)程：進(jìn)入控制體的凈能量＝流體流動(dòng)帶入能量＋經(jīng)控制體邊界面熱傳導(dǎo)＋內(nèi)熱源發(fā)熱量控制體流體對(duì)外做功量＝表面力對(duì)外做功量＋體積力對(duì)外做功量
四、熱力學(xué)第二定律和熵方程
（I）推導(dǎo)
1）理論基礎(chǔ)：經(jīng)控制體界面?zhèn)魅氲膬綮亓髁浚刂企w內(nèi)的熵產(chǎn)＝控制體的熵增量
流體介質(zhì)在傳熱過(guò)程中熵產(chǎn)率由三部分組成：
（a）溫差傳熱的不可逆性
（b）熱源發(fā)熱的不可逆性
（c）粘性耗散的不可逆性
第三節(jié)正交坐標(biāo)系中的基本方程式
§1-4 單值性條件及其處理
第四節(jié) 單值性條件及其處理
導(dǎo)熱微分方程＋單值性條件→具體的溫度場(chǎng)
幾何條件、物性條件、時(shí)間條件和邊界條件
一、幾何條件包括：給定幾何形狀大小、各向異性材料導(dǎo)熱系數(shù)的主軸方向等處理：根據(jù)物體的幾何與物理概念進(jìn)行處理
二、物性條件包括：所需物體材料熱物性參數(shù)處理：對(duì)于變物性材料（1）簡(jiǎn)化為常物性問(wèn)題（2）迭代（耦合）法
三、時(shí)間條件
包括：物體加熱或冷卻的三個(gè)階段（初始階段、正規(guī)熱狀況階段和穩(wěn)態(tài)階段）處理：（1）非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問(wèn)題：研究溫度隨時(shí)間的變化規(guī)律。（2）穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問(wèn)題：研究第三個(gè)階段，無(wú)時(shí)間條件。
四、邊界條件.
五、熱傳導(dǎo)正、反問(wèn)題
熱傳導(dǎo)正問(wèn)題：導(dǎo)熱微分方程＋單值性條件→溫度分布熱傳導(dǎo)反問(wèn)題：導(dǎo)熱微分方程＋溫度場(chǎng)（部分信息）＋單值性條件（部分信息）→溫度分布或單值性條件
第二章 熱傳導(dǎo)問(wèn)題的分析求解
第一節(jié)一維穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)應(yīng)用：溫度隨時(shí)間變化相對(duì)很??；熱工設(shè)備的穩(wěn)定工況運(yùn)行，如渦輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、換熱器等。
第二節(jié)多維穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)
內(nèi)容：主要介紹限于直角坐標(biāo)系和圓柱坐標(biāo)系下規(guī)則幾何區(qū)域的二維穩(wěn)
態(tài)熱傳導(dǎo)問(wèn)題的分離變量法。
準(zhǔn)備知識(shí)：偏微分方程分離變量法步驟
（1）假設(shè)所求函數(shù)為所含自變量的函數(shù)的乘積；
（2）以各自變量為變量的若干個(gè)常微分方程；
（3）求特征函數(shù)和特征值；
（4）求偏微分方程的基本解；
（5）利用迭加原理得到原偏微分方程的解（含有待定常數(shù)）；
（6）由一個(gè)非齊次邊界條件確定出待定常數(shù)；
（7）獲得原偏微分方程的解。
一、直角坐標(biāo)系
1、無(wú)熱源的常物性二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱
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