工程傳熱學——基礎理論與專題套用

《工程傳熱學——基礎理論與專題套用》是2012年科學出版社出版的圖書，作者是苑中顯、陳永昌。

基本介紹

• 書名：工程傳熱學——基礎理論與專題套用
• 作者：苑中顯,陳永昌
• ISBN：978-7-03-035609-3
• 頁數：223頁
• 定價：56.00元
• 出版社：科學出版社
• 出版時間：2012年9月出版
• 裝幀：平裝
• 開本：B5
• 語種：中文
• 版本：第一版
• 字數：281千字
• 責任編輯：錢俊
• 讀者對象：研究生以上文化程度
• 書類：理論專著/研究生教育
• 編輯部：科學數理分社

內容簡介

熱量傳遞是工程技術領域常見現象，傳熱學因此成為許多工程類學科專業的重要技術基礎課程。本書是在大學本科傳熱學基礎上的深入與拓展，除介紹高等傳熱學的主要內容外，重點對某些代表性的傳熱學的工程套用進行分析討論。全書共分為8章，前3章為基礎理論部分，內容涉及導熱問題分析求解的基本方法，對流換熱過程的特點與規律性，以及輻射傳熱原理與計算方法。第4～8章為傳熱學的專題套用部分，包括建築環境傳熱與建築節能技術，相變傳熱與蓄熱，太空飛行器熱控制基礎知識，多孔介質中的傳熱與傳質，以及微/納米尺度下的傳熱問題等內容。整體編排上既考慮在本科基礎上專業知識面的拓寬，同時也儘量兼顧到對學科前沿技術理論的認知。

本書可作為能源動力、化工、冶金等相關專業的碩士生教材，也可作為相關領域工程技術人員的參考書。

目錄

序
前言
第1章 熱傳導理論分析 1
1.1 導熱理論基礎 1
1.1.1 傅立葉定律 1
1.1.2 導熱微分方程 1
1.1.3 不同正交坐標系中的熱傳導方程 2
1.1.4 邊界條件 3
1.1.5 齊次與非齊次問題 4
1.2 分離變數法 4
1.2.1 直角坐標系中的分離變數法 4
1.2.2 一維問題的分離變數法 6
1.2.3 半無限大物體的導熱 9
1.2.4 乘積解 13
1.2.5 圓柱坐標系中的分離變數法 14
1.3 格林函式法 18
1.3.1 求解非齊次非穩態熱傳導問題的格林函式 18
1.3.2 格林函式的確定 20
1.3.3 格林函式法在直角坐標系中的套用 20
1.4 杜哈美爾定理法 24
1.4.1 杜哈美爾定理的表述 24
1.4.2 杜哈美爾定理的套用 25
參考文獻 27
第2章 對流換熱分析 29
2.1 對流換熱微分方程 29
2.1.1 連續性方程 29
2.1.2 動量方程 30
2.1.3 能量方程 31
2.1.4 紊流換熱方程 33
2.2 邊界層方程 35
2.2.1 二維直角坐標下的層流邊界層方程 35
2.2.2 邊界層方程的數學和物理性質 38
2.2.3 圓管內的邊界層方程 39
2.3 非耦合外部層流邊界層換熱 40
2.3.1 縱向繞流平壁換熱 40
2.3.2 縱向繞流楔形物體換熱 45
2.3.3 軸對稱流動滯止區域換熱 49
2.4 通道內非耦合層流換熱 52
2.4.1 流動起始段和充分發展段 52
2.4.2 熱起始段和充分發展段 55
2.4.3 圓管內層流充分發展段的換熱 57
2.4.4 非圓形通道內層流充分發展段的換熱 59
2.4.5 圓管起始段的換熱 60
2.5 高速流動換熱與自然對流換熱 62
2.5.1 考慮黏性耗散的泊肅葉流動 62
2.5.2 自然對流換熱邊界層方程 64
2.5.3 豎平壁上常物性層流自然對流換熱的相似解 66
參考文獻 70
第3章 輻射傳熱分析與計算 72
3.1 黑體輻射 72
3.1.1 黑體的基本特性 72
3.1.2 黑體總輻射力——Stefan-Boltzmann定律 72
3.1.3 黑體的方向輻射力——Lambert餘弦定律 73
3.1.4 黑體輻射的光譜分布——Planck定律 74
3.1.5 黑體輻射的**光譜強度的波長——Wien位移定律 74
3.2 非黑表面輻射性質的定義 75
3.2.1 發射率 75
3.2.2 吸收率 77
3.2.3 反射率 79
3.2.4 反射率、吸收率和發射率之間的關係 80
3.3 溫度均勻的黑體表面間的輻射換熱 81
3.3.1 兩個微元黑表面間的輻射換熱 81
3.3.2 角係數及其計算方法 82
3.3.3 由巨觀黑表面構成的封閉腔內的輻射換熱 87
3.4 由漫-灰表面構成的封閉腔內的輻射換熱 90
3.4.1 由有限大面積構成的封閉腔 90
3.4.2 由無限小面積構成的封閉腔 94
參考文獻 97
第4章 建築環境傳熱 99
4.1 建築環境參數 99
4.1.1 室內參數 99
4.1.2 室外參數 100
4.2 建築穩態傳熱 103
4.2.1 維護結構的導熱 103
4.2.2 附加耗熱量 103
4.2.3 門窗縫隙冷風滲透耗熱量 103
4.2.4 室內外對流換熱係數 104
4.3 建築瞬態傳熱 104
4.3.1 土壤內的溫度波動 104
4.3.2 牆體的溫度波動 105
4.3.3 蓄熱係數與熱惰性指標 107
4.3.4 夏季空調負荷計算簡介 108
4.4 建築節能技術概述 110
4.4.1 保溫隔熱技術 110
4.4.2 熱泵技術 110
4.4.3 蓄冷技術 112
4.4.4 熱電冷聯供系統 112
4.4.5 太陽能採暖與空調 113
參考文獻 114
第5章 相變傳熱與蓄熱 116
5.1 概述 116
5.2 沸騰傳熱 118
5.2.1 沸騰工況 118
5.2.2 沸騰成核理論 119
5.2.3 池內沸騰 122
5.2.4 池沸騰的臨界熱流密度 124
5.2.5 流動沸騰 125
5.3 凝結傳熱 127
5.3.1 凝結成核理論 127
5.3.2 單一工質的膜狀凝結 129
5.3.3 蒸氣混合物的膜狀凝結 130
5.3.4 珠狀凝結簡介 132
5.4 凝固和熔解傳熱 133
5.4.1 液體的凝固 133
5.4.2 固體的熔解——給定壁面溫度 136
5.4.3 固體的熔解——給定壁面熱流密度 137
5.5 萘升華及其傳熱套用 138
5.5.1 萘的物理性質 138
5.5.2 用萘升華模擬對流傳熱的實驗原理 138
5.5.3 幾個相關問題的討論 139
5.6 蓄熱技術簡介 140
5.6.1 顯熱蓄熱 141
5.6.2 相變蓄熱 142
5.6.3 冰蓄冷技術 143
參考文獻 144
第6章 太空飛行器熱控制基礎 146
6.1 太空飛行器熱控制概述 146
6.1.1 太空飛行器的分類 146
6.1.2 太空飛行器軌道 147
6.1.3 太空飛行器熱控制內容 148
6.1.4 太空飛行器熱控制的任務 149
6.2 空間熱環境 149
6.2.1 地球軌道的空間熱環境 149
6.2.2 地球軌道的空間外熱流 153
6.2.3 月球的熱環境 154
6.2.4 發射和上升階段的熱環境 155
6.3 太空飛行器熱分析計算 157
6.3.1 太空飛行器的空間熱平衡 157
6.3.2 太空飛行器溫度計算 159
6.4 被動熱控技術 160
6.4.1 熱控塗層 160
6.4.2 多層隔熱組件 162
6.4.3 熱管 163
6.4.4 相變材料熱控 166
6.5 主動熱控技術 169
6.5.1 熱控百葉窗 169
6.5.2 熱開關 171
6.5.3 熱二極體 171
6.5.4 流體循環熱控系統 173
6.5.5 電加熱控制技術 174
6.5.6 太空飛行器中的低溫製冷方法 175
6.6 空間熱輻射器 179
6.6.1 熱管輻射器 179
6.6.2 肋片管循環式輻射器 181
6.6.3 可展開式輻射器 182
6.6.4 液滴式輻射器 183
參考文獻 184
第7章 多孔介質中的傳熱與傳質 186
7.1 多孔介質的孔隙度與滲透率 186
7.1.1 多孔介質的基本概念 186
7.1.2 孔隙度 187
7.1.3 滲透率與達西滲流模型 188
7.2 多孔介質中流動與傳熱的數學模型 189
7.2.1 達西定律 189
7.2.2 達西定律的修正——Brinkman方程 189
7.2.3 能量方程 190
7.3 多孔介質傳熱的工程套用 190
7.3.1 沿水平板強制對流換熱的比較 190
7.3.2 土壤內的熱濕遷移 191
7.3.3 生物組織中的熱質傳輸 192
7.4 分形理論及其套用簡介 193
7.4.1 分形維數的概念 194
7.4.2 多孔介質結構的分形描述 195
7.4.3 多孔介質滲透率的分形研究 196
參考文獻 197
第8章 微/納米尺度傳熱簡介 199
8.1 微尺度傳熱的一些典型問題 199
8.2 微尺度傳熱的分析方法 201
8.2.1 玻爾茲曼輸運理論 201
8.2.2 分子動力學理論 204
8.2.3 直接蒙特卡羅模擬方法 206
8.3 微/納米介質中的熱傳導 208
8.3.1 傅立葉定律的適用性問題 208
8.3.2 熱傳導的邊界散射效應 209
8.3.3 導熱率的尺寸效應 211
8.3.4 薄膜比熱容的尺寸效應 212
8.3.5 微/納尺度導熱的非傅立葉效應 214
8.4 微尺度對流傳熱 215
8.4.1 微槽內的單相對流傳熱 215
8.4.2 微尺度下氣體可壓縮性及稀薄效應 218
8.4.3 關於邊界速度滑移與溫度躍變 219
參考文獻 219
附錄 高斯誤差函式及其性質 222