传热学基础知识课件

传热学基础知识21、静念园林好，人间良可辞。22、步步寻往迹，有处特依依。23、望云惭高鸟，临木愧游鱼。24、结庐在人境，而无车马喧；问君何能尔？心远地自偏。25、人生归有道，衣食固其端。传热学基础知识传热学基础知识21、静念园林好，人间良可辞。22、步步寻往迹，有处特依依。23、望云惭高鸟，临木愧游鱼。24、结庐在人境，而无车马喧；问君何能尔？心远地自偏。25、人生归有道，衣食固其端。传热学基础知识材料热加工过程中,无时不在的存在各种热量传递现象,因此材料热加工过程的数学解析的基础便是传热学。如果材料的不同部分之间存在温度差,则不同温度部分必然发生热量传递。热量传递有三种基本方式:即热传导、热对流和热辐射。在这三种基本方式中热量传递的物理本质是不同的。实际工程应用中,所遇到的热传递现象常常是由几种基本方式共同作用的结果。TeachingMaterials/YuandongLi2.1温度场温度场是指在某一瞬间,连续介质内各点温度分布的情况。温度场的一般数学表达式为T=f(x,y,z,t)即温度场是坐标和时间的函数。、稳定温度场T=f(x,y,z)不稳定温度场T=f(x,y,z,t)TeachingMaterials/YuandongLi信息技术与教学整合就意味着在传统的教学过程中结合使用信息技术。教学是一种手段,信息技术与教学整合的结果也仍然是一种手段。使用这一手段的目的,是充分利用现代信息技术的优势,促使教学任务的更好完成,达到素质教育的目标。其作用主要有。1.信息技术与教学整合,信息技术是教学工具这是信息技术与教学整合的最初形式,也是最基本的层次。学生在教师的组织下利用信息技术进行学习,信息技术完全为其他学科的教学服务。在这种整合模式下,教师和学生在信息技术的帮助下,分别进行教学和学习。首先,教师根据教学目标对教材进行分析和处理,决定用什么形式来呈现什么教学内容,并以课件或网页的形式呈现给学生。学生接受了学习任务以后,在教师的指导下,利用教师提供的资料(或自己查找信息)进行个别化和协作式相结合的自主学习,并利用信息技术完成任务。在整个教学过程中,学生的主体性和个性化得到较大的体现,有利于学生创新精神和解决问题能力的培养。同样,教师通过整合的任务,发挥了自己的主导作用,以各种形式、多种手段帮助学生学习,进一步调动学生的学习积极性。2.信息技术与教学整合,师生交流更通畅教学过程应该是师生之间、学生之间互动的交流过程。通过互联网、局域网的硬件环境,实现师生之间、学生之间的专题质疑、问题研讨、个别辅导和感情交流,以及师生与外校外地外界的链接,达到快速、优质、高效的目的,实现知识获取和能力训练的最大效益。这种整合模式可以实现个别辅导式的教学,既能代替教师的部分职能,如出题、评定等,还能较好地实现因材施教,解决因主体个别差异导致的质量失衡问题,还能更有效地提高学生学习的投入性、自觉性。3.信息技术与教学整合,建立新的资源环境信息技术与教学的整合,可以突破书本知识是知识主要来源的限制,而不断优化生成新的丰富多彩的教学资源环境。例如物理教学中科学家的成长故事、语文教学中的作者背景材料、生物教学中的实物模型、数学教学中的重要数据、物化生的实验过程、政史教学中的百家思想等,很多是课本所容纳不了的,而这类材料却能极大地丰富教学的资源环境,传统教学模式所受局限太大,根本无法全部生成。拿语文学科来说,它的信息技术资源包括语文教学中所凭借的信息技术手段与相应配置,还包括凭借信息技术加工整合,从而可被语文教学所用的囊括自然、社会、人文等方面无限丰富的资源。这样的资源被开发利用,语文教学的手段和条件都将发生巨大变化。类似于尺幅千里、留声致远、异步对话、心游万仞、思接千载、时空隧道等种种原来属于夸张相象范畴的东西,一旦在语文教学中成为现实,就会极大地丰富教学资源,而且大大提高学生学习语文的主动性和创造性。4.信息技术与教学整合,有利于新能力的培养信息技术与教学整合时,能培养学生的信息加工能力、信息分析能力和思维的流畅表达能力,这种整合强调学生在对大量信息进行快速提取时,对信息进行重新整理、优化组合和加工运用,因而能将大量知识进行内化,变成自己的东西。这是信息技术成了新知识构建的载体。总之,信息技术与教学的整合为现代化教学提供了广阔的活动天地,促成了教学改革的深化,使教育教学领域发生了更为深刻的巨变,教学方法的策略化、教学手段的现代化、教学内容的信息化、教学操作的简捷化等。收稿日期:2010-05-12教育资源分布不合理的情况在我国存在是必然的，因为这是我国经济发展规律决定的。经济基础决定上层建筑，一个地区的经济发展好，那么教育投入也就必然增加。如果一个地区的经济发展速度慢，那么教育的投入也会少很多。经费投入的多少会直接影响一个学校的发展，而教育资源的短缺会导致学校硬件和软件的缺失。硬件主要包括学校的教学工具，例如多媒体、电脑等教学工具；而软件主要包括教师和先进的教学思想。后者对教育的影响是非常深远的。对于那些偏远地区，没有多少教师愿意去那里参与教学，一是硬件条件差，二是在那里很难取得成就。一、农村地理教育资源短缺农村教育资源短缺是一个不争的事实，虽然我们国家在尽力改变现状，但是城乡差距还是存在的。教育资源短缺主要体现在两方面：首先是教学设施，其次是教师队伍建设。教学设施主要还是多媒体等现代化教学工具，在农村并不能够得到普及，学生不能够得到足够的教育资源，成绩也会相应的偏低。另一方面，教师资源短缺也是农村地理教学存在的很大问题，尤其是优秀教师的缺少。很多农村的教师在取得一定的成绩后，往往选择去大城市发展，这样可以给他们提供更好的发展空间。但是这对于学生而言却是非常严重的，因为教师资源的流失会导致学生们无学可上。还有一些地区的农村学校不重视初中地理教学，把地理课程安排的非常不科学，让很多地理老师流向大城市，这样地理教学就形同虚设。尤其是中考没有地理科目，这更让农村学校对地理教学不重视。很多农村的学生从小受到的教育就是通过学习改变自己的命运，所以他们只针对那些能够对他们升学有帮助的学科，进而忽视了地理学习。而对于农村学校而言，他们更是重视的是升学率，所以他们教会学生更多的是考试技巧，而没有从能力提升方面对学生们进行教育。在这样的环境下，学生们对学习的态度就变得“利益熏心”。他们抛弃了所有与自己升学无关的学科，从来不重视自己的兴趣爱好培养，认为到了大学再去发展自己的爱好，这个阶段除了学习什么都不需要。所以学生们进入大学后，才发现自己除了学习一无所有，毕业很难融入这个迅速发展的社会。[1-5]二、改革建议农村教育的问题关键不在于教育资源的硬件，而是在于软件。教师素质水平和学校的教学思维模式是决定学生是否能够健康成长的关键。在教师素质方面，当优秀的教师队伍流失到大城市，那么农村的教育必然难以为继。这就相当于打仗失去了将领，学生们群龙无首，再先进的教学工具，也不如一位优秀的教师。学校的教育思维模式也是一个非常重要的问题。例如，地理在中考中是不需要考试的，而学校不重视这门课，甚至是停课。这就造成了很多学生基础地理知识的缺失，甚至有些学生都不知道我国的一些省在哪个位置。如果这些学生进入了矿业相关的学校，他们对地理知识一无所知，是很难着手去学习这些相关知识的。他们只能够重新开始，去学习那些本应该在初中就掌握的知识。所以只有改变学校的观点，让他们对地理科目重视。虽然地理不需要考试，但是并不代表这不是重点内容。所以教育部门应该对此提起重视，让学校给学生们多开设一些锻炼能力的课程，不能出现严重的偏科问题。在学生方面讲，我们应该告诉他们学习不能够急功近利，更不能够因为不是考试科目而对这个科目产生歧视。农村的学生教育资源本来就很少，如果再剥夺这些开发性学科，那么必然会让他们失去更多的学习机会。所以，农村学生应该在各科的学习上面面俱到。由此我想到了，我们的教育硬件虽然不如城市，但是我们却有着自己独特的学习资源，例如我们可以充分接触大自然，可以充分接触地理知识，这是很多城市学生所没有的便利。[6-8]农村地理教学现状是非常紧迫的，如果我们不能够给予足够的认识，那么必然会让教育走向歧路，很多学生会因此而失去更好的教育机会。同时，我们应该加紧敦促教育改革，平衡城市和农村教育资源，让农村学生与城市的学生一样，让城市和农村的教育能够真正均衡，只有如此才能够让社会更加的和谐。传热学基础知识材料热加工过程中,无时不在的存在各种热量传递现象,因此材料热加工过程的数学解析的基础便是传热学。如果材料的不同部分之间存在温度差,则不同温度部分必然发生热量传递。热量传递有三种基本方式:即热传导、热对流和热辐射。在这三种基本方式中热量传递的物理本质是不同的。实际工程应用中,所遇到的热传递现象常常是由几种基本方式共同作用的结果。TeachingMaterials/YuandongLi2.1温度场温度场是指在某一瞬间,连续介质内各点温度分布的情况。温度场的一般数学表达式为T=f(x,y,z,t)即温度场是坐标和时间的函数。、稳定温度场T=f(x,y,z)不稳定温度场T=f(x,y,z,t)TeachingMaterials/YuandongLi2.1温度场、等温面和温度梯度温度场中同一瞬时温度相同的各点连成的面称为等温面。特点:1.二维时等温度面为等温线2.可以是平面(或直线)也可以是曲面(或曲线)3.代表不同温度的等温面(或等温线)不可能相交4.在同一等温面上没有热量传递;热量只能由温度场中高温等温面向低温等温面等温面传递,且热量的传递方向只能是沿着等温面的法线方向。TeachingMaterials/YuandongLi2.1温度场◆温度场中单位长度的最大温度变化率是在等温面的法线方向n上,通常把温度场中任意点的温度沿等温面法线n方向的增加率称为该点的温度梯度,记为gradT△TOTgradT=lin、MnOn[℃C/m通常把温度增加的方向作为温度梯度矢量的正方向。TeachingMaterials/YuandongLi2.2热传导◆热传导简称导热,是指直接接触的物体或同一物体各部分之间的热量传递现象。其机理是不同温度的物体或物体不同温度不同的各部分之间,分子动能的相互传递,即动能较大的分子(温度较高)把能量传给邻近动能较小的分子(温度较低)。此外,还依靠自由电子的运动而传递能量从宏观上就表现为热量由物体的高温部分传递给低温部分,但不存在物质的宏观移动TeachingMaterials/YuandongLi2.2热传导◆导热的特点■导热现象一般发生在固体中,在流体中也能发生,但一般较弱,常予以忽略,因此固体中的热传递完全取决于导热。不同物体的导热能力不同,即使同一物质不同状态时,导热能力也不相同。TeachingMaterials/YuandongLi2.2热传导◆在归纳了大量实验结果的基础上,傅立叶于1882年总结出均质固体中的导热规律单位时间内导过垂直于热流方向的面积dA的热量,其数值正比于该截面方向上的温度变化率(温度梯度),但方向与温度梯度相反。即:aTadAan单位时间内通过单位面积的热量称为热流密度。记为q量纲:2doaTJAonTeachingMaterials/YuandongLi2.2热传导doaTdA热流密度和温度梯度成正比,比例系数λ叫做导热系数。导热系数是物质非常重要的性质,是衡量物质导热能力的重要指标。其值与材料的几何形状无关,而完全取决于材料的成分、内部结构、密度、温度和含水量,主要由实验确定TeachingMaterials/YuandongLi2.2热传导导热系数λ定义为沿导热方向的单位长度上,温度降低1℃,物质单位面积所容许通过的热流量。(λ是温度梯度为1w/(mK)时的热流密度,其特点为材料的导热系数越大,导热传递的热量也越大。■不同物质的导热系数不同,同一种物质在不同温度时,导热系数也不一样。大多数金属的导热系数随温度的升高而降低。各向异性材料在各方向的导热系数是不同的,如木材、石墨等。■在温度差别不是很大或计算精度要求不高时,可视其为定值或取该温度范围内的平均值。TeachingMaterials/YuandongLi23热对流热对流(简称对流)是指流体内部各部分之间发生相对位移而引起的热量转移现象。特点1.仅能发生在流体中,而必然伴随着导热,常常在工程上遇到的不是单纯的对流方式,而是流体流过另一物体表面时对流和导热联合作用的方式,这种方式称为对流换热。2.对流换热时,有些情况下是流体向壁面传递热量,在另一些情况下则是壁面向流体传递热量,因此对流换热与流体流动密切相关。另一方面对流换热既具有流体分子间的微观导热作用,也具有流体宏观位移的热对流作用,所以对流换热过程必