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第1章 绪论 1

1．1 传热的基本概念 2

1．1．1 传热 2

1．1．2 热量传递的基本方式 2

1．1．3 传热学与热力学的关系 3

1．2 传热的工程应用 4

1．2．1 在传统工业中的应用 4

1．2．2 在高新技术中的应用 8

1．3 传热方式与热流速率方程 11

1．3．1 热传导 11

1．3．2 热对流 12

1．3．3 热辐射 14

1．3．4 复合换热 15

1．3．5 传热过程和总传热系数 16

1．4 能量守恒原理 16

1．5 传热问题的研究方法 18

1．6 本章提要 23

习题 24

参考文献 30

第2章 导热的理论基础 33

2．1 导热热流速率方程 34

2．1．1 温度场与温度梯度 34

2．1．2 傅里叶定律 35

2．2 物质的导热特性 36

2．2．1 固体 37

2．2．2 液体 38

2．2．3 气体 38

2．2．4 各向异性 39

2．3 导热微分方程与单值性条件 39

2．3．1 直角坐标系 40

2．3．2 径向坐标系 41

2．3．3 单值性条件 42

2．4 本章提要 48

习题 49

参考文献 52

第3章 稳态导热分析与计算 54

3．1 一维稳态导热 55

3．1．1 单层与多层平壁：热阻分析方法 55

3．1．2 接触热阻 58

3．1．3 径向系统中的一维导热 63

3．1．4 有内热源时的导热 68

3．1．5 变导热系数 69

3．2 扩展表面的导热与传热 73

3．2．1 扩展表面导热的理论分析 73

3．2．2 肋壁的传热性能 77

3．2．3 变截面肋及其优化 82

3．2．4 肋壁的工程应用 83

3．3 多维导热问题 84

3．4 稳态导热的数值计算方法 85

3．4．1 求解区域的离散化 86

3．4．2 节点方程的建立 86

3．4．3 差分方程的求解 90

3．5 本章提要 97

习题 99

参考文献 117

第4章 非稳态导热 118

4．1 非稳态导热的基本概念 119

4．1．1 非稳态导热问题的类型 119

4．1．2 瞬态导热过程的基本特征 119

4．2 集总参数分析方法 121

4．2．1 基本概念 121

4．2．2 集总参数分析方法 121

4．2．3 适用条件与误差估计 123

4．3 对流边界条件下的一维瞬态导热 128

4．3．1 一维平壁对称冷却（加热） 129

4．3．2 长圆柱与球体 131

4．3．3 正规状况阶段 132

4．4 半无限大固体的非稳态导热 135

4．4．1 恒壁温边界条件 136

4．4．2 恒热流边界条件 137

4．4．3 对流边界条件 138

4．4．4 脉冲加热边界条件 138

4．5 周期性非稳态导热 142

4．5．1 半无限大物体内的温度响应 142

4．5．2 周期性导热过程中的热量传递 144

4．6 多维非稳态导热 146

4．7 非稳态导热数值解 151

4．7．1 差分方程：能量平衡方法 151

4．7．2 显式格式的稳定性条件 153

4．7．3 隐式差分格式 153

4．8 本章提要 156

习题 158

参考文献 171

第5章 对流换热的理论基础 172

5．1 对流换热问题概述 173

5．1．1 对流换热问题的分类及求解方法 173

5．1．2 影响对流换热的主要因素 175

5．2 对流换热微分方程组 177

5．2．1 连续性方程 178

5．2．2 动量微分方程 178

5．2．3 能量微分方程 178

5．3 边界层概念 180

5．3．1 速度边界层 181

5．3．2 热边界层 182

5．3．3 边界层概念的重要意义 183

5．4 边界层对流换热微分方程组 184

5．4．1 表面传热系数 184

5．4．2 对流换热方程组的简化 184

5．4．3 解的无量纲函数形式 186

5．4．4 层流边界层微分方程精确解 188

5．4．5 层流边界层积分方程近似解 189

5．5 湍流以及动量和热量传递的类比 193

5．5．1 湍流流动和传递特征 193

5．5．2 动量与热量传递的类比 195

5．5．3 类比关系的应用 196

5．5．4 湍流边界层厚度 198

5．6 对流换热的实验研究方法 201

5．6．1 相似原理 201

5．6．2 相似特征数 204

5．6．3 特征数方程 204

5．7 本章提要 207

习题 209

参考文献 213

第6章 对流换热的工程计算 214

6．1 掠过平板的强迫流动换热 215

6．1．1 层流 215

6．1．2 湍流 216

6．1．3 有未加热起始段 216

6．2 绕流圆柱体的强迫流动换热 220

6．2．1 流动边界层 220

6．2．2 绕流单管 222

6．2．3 绕流光管管束 224

6．2．4 绕流肋片管束 227

6．3 绕流球体的强迫流动换热 229

6．4 管内强迫流动换热 232

6．4．1 管内流动边界层 232

6．4．2 管内热边界层和换热分析 235

6．4．3 截面平均温度的沿程变化 237

6．4．4 管内对流换热的特征数方程 239

6．5 强化传热 247

6．5．1 传热强化的原理 247

6．5．2 强化传热的基本途径 249

6．5．3 强化传热性能的评价 254

6．6 自然对流换热 254

6．6．1 自然对流边界层 256

6．6．2 动量和能量微分方程 257

6．6．3 自然对流的相似特征数 258

6．6．4 大空间自然对流换热计算 259

6．6．5 有限空间自然对流换热计算 264

6．6．6 混合对流换热 268

6．7 本章提要 269

习题 273

参考文献 286

第7章 沸腾与凝结 289

7．1 相变换热的基本概念 290

7．2 沸腾换热 291

7．2．1 池沸腾换热曲线 291

7．2．2 池沸腾换热的计算关系式 294

7．2．3 影响核态沸腾换热的主要因素 297

7．2．4 强迫对流沸腾 298

7．3 凝结换热 301

7．3．1 表面凝结的形态 301

7．3．2 竖壁层流膜状凝结理论解 302

7．3．3 层流和湍流膜状凝结换热 304

7．3．4 水平管束外的膜状凝结换热 306

7．3．5 影响膜状凝结换热的其他因素 306

7．3．6 珠状凝结简介 308

7．4 相变换热的强化技术 312

7．4．1 沸腾换热的强化 312

7．4．2 凝结换热的强化 314

7．4．3 热管技术简介 316

7．5 本章提要 318

习题 320

参考文献 323

第8章 热辐射理论基础 326

8．1 基本概念 327

8．1．1 热辐射的基本特点 327

8．1．2 电磁辐射的波谱 327

8．1．3 吸收比、反射比和透射比 328

8．1．4 辐射力与辐射强度 329

8．1．5 有效辐射 331

8．2 黑体辐射 332

8．2．1 黑体辐射的基本性质 332

8．2．2 普朗克定律 333

8．2．3 维恩位移定律 334

8．2．4 斯忒藩-玻耳兹曼定律 334

8．2．5 波段辐射力 335

8．2．6 兰贝特余弦定律 335

8．3 实际表面辐射的波长特性和方向特性 339

8．3．1 发射率 339

8．3．2 实际表面辐射的波长特性 340

8．3．3 实际表面辐射的方向特性 341

8．3．4 实际表面的吸收特性 342

8．3．5 基尔霍夫定律 343

8．3．6 灰表面 345

8．4 太阳辐射与环境辐射 349

8．5 本章提要 352

习题 353

参考文献 359

第9章 辐射换热计算 361

9．1 辐射角系数 362

9．1．1 角系数的定义 362

9．1．2 角系数的基本性质 363

9．1．3 角系数的计算方法 365

9．2 黑表面之间的辐射热交换 370

9．3 封闭腔中漫灰表面间的辐射换热计算 371

9．3．1 表面热阻 371

9．3．2 网络方法：漫灰表面间的辐射热交换 372

9．3．3 重辐射表面 378

9．3．4 辐射屏蔽 380

9．3．5 辐射换热的强化 383

9．4 辐射换热的数值计算 384

9．5 有气体参与时的辐射换热计算 387

9．5．1 气体辐射的基本特征 388

9．5．2 气体的发射率和吸收比 388

9．5．3 气体与包壳间的辐射换热 393

9．6 本章提要 395

习题 396

参考文献 408

第10章 热交换器 409

10．1 热交换器的主要型式与应用 410

10．2 换热器的总传热系数 414

10．3 换热器的平均传热温差 415

10．3．1 对数平均温差 415

10．3．2 顺流与逆流 416

10．3．3 多程交叉流 418

10．4 换热器的热计算：平均温差法 421

10．4．1 换热器热计算的任务 421

10．4．2 设计计算 422

10．4．3 校核计算 423

10．5 换热器的热计算：效能-传热单元数方法 427

10．5．1 基本定义 427

10．5．2 ε-NTU关系式 427

10．5．3 ε-NTU方法的应用 430

10．6 紧凑型与微型热交换器 435

10．7 换热器的污垢热阻 437

10．8 本章提要 437

习题 438

参考文献 444

附录 446

附录A 部分理论解与结果 446

附录A．1 一维对称加热（冷却）非稳态导热解析解的结果（大平板、无限长圆柱和球体的诺模图，超越方程的前6个根） 446

附录A．2 层流边界层方程精确解（相似解） 456

附录A．3 层流边界层积分方程近似解 458

附录B 部分数学函数表 461

表B．1 高斯误差函数 461

表B．2 高斯误差补函数的一次积分值 462

表B．3 零阶与一阶第一类贝塞尔（Bessel）函数 463

附录C 常用材料的热物性参数 464

表C．1 部分金属与合金的热物理性质 464

表C．2 部分非金属材料的热物理性质 468

表C．3 部分保温材料的热物理性质 471

表C．4 部分液体的热物理性质 473

表C．5 部分气体的热物理性质（p＝1.013 25×105 Pa） 474

表C．6 部分生物材料的热物理性质 476

表C．7 干空气的热物理性质（p＝1.013 25×105 Pa） 478

表C．8 饱和水的热物理性质 479

表C．9 干饱和水蒸气的热物理性质 481

表C．10 常用制冷剂（饱和液）和载冷剂的热物理性质 483

表C．11 黑体辐射函数表 486

表C．12 部分材料表面的法向或半球向发射率 487

表C．13 部分材料表面的太阳辐射-吸收性质 489

表C.14 常用流体的污垢热阻推荐值 490

表C.15 接触热阻推荐值 491

参考文献 492

索引（中英文对照） 493

部分习题参考答案 502