换热器设计手册 第2卷 流体力学与传热学PDF电子书下载

择者序 1

总序 1

第二卷前言 1

符号表 1

2.1传热和传质的基本原理 1

2.1.0 引言 1

目 录 1

2.1.1迁移现象的物理机理 2

A．由不连续效应引起的对唯象定律的限制 2

B．由湍流引起的对唯象定律的限制 5

2.1.2传热和传质的工业应用 6

A．？方法 6

B．镜象的概念 71 7

B．？-？方法 11

F．漫射壁通道 7 13

C．U-a方法 13

D．小结 15

2.1.3传热和传质数据介绍 16

2.1.4均匀和非均匀系统内的传热与传质 23

2.1.5传热与传质的比拟及其局限性 27

2.1.6传热与传质的混合过程 31

A．干燥 31

B．混合物凝结 32

2.1.7传热与传质研究现状 35

对固体和流体的传热和传质 35

A．受迫与自然对流条件下，在典型的通道流动及流过浸没物体流动中， 35

B．填充、搅动和流化床中的传热与传质 37

C．凝结 38

D．蒸发和沸腾 41

2.1.0～2.1.7参考文献 43

2.2单相流体流动 45

2.2.1引言和基本原理 45

A．流体运动的基本方程 45

B．量纲分析和相似理论 59

C．湍流流动的基本原理 62

D．边界层理论 67

2.2.1 参考文献 85

2.2.2管道 88

A． 完全展开圆管道流动 88

B．完全展开非圆管道流动 97

C．展开中的管道流动 98

D．可压缩管道流动 101

E．不稳定管道流动 103

F．管子部件的压力损失 104

2.2.2参考文献 112

A．流动状态 115

2.2.3浸没物体 115

B．作用在物体上的作用力 117

C．圆柱绕流 118

D．各种不同形状柱体的绕流 122

2.2.3参考文献 124

A．引言 125

2.2.4光管管束和肋管管束 125

B．管束的阻力和压降 127

C．肋管管束的压降和粗糙表面的管束压降 140

D．管束中分离流的流体动力学参数 143

2.2.4参考文献 144

2.2.5固定床 145

2.2.5参考文献 149

2.2.6流化床 150

A．总体性能 150

B．气－固流化床局部结构 153

2.2.6参考文献 158

2.2.7联箱、接管和回流室 159

A．引言 159

B．接管 161

C．联箱 163

E．例题 168

D．回流室 168

2.2.7参考文献 171

2.2.8非牛顿流体 171

A．引言 171

B．非牛顿流体的实验特性 171

C．非牛顿流体的模型 176

D．体积流量和压降的关系 180

E．非牛顿流体的湍流流动 183

2.2.8参考文献 185

2.3多相流体的流动和压降 187

2.3.1引言和基本原理 187

A．多相流的分类 187

B．多相流装置的设计参数 188

C．多相流的守恒方程 189

D．漂移流率及其有关模型 195

A．两相流的一般性描述：流型 199

2.3.2气－液流动 199

2.3.1参考文献 199

B．一维方程的应用 206

C．几种具体流动状态下的流体动力学（垂直流动） 221

D．几种具体流动状态下的流体动力学（水平流动） 228

E．临界两相流 232

2.3.2参考文献 236

2.3.3固－气流 237

A．气动输送原理 237

C．压降简图表示法 238

D．空气驱动的重力输送机 238

B．流型 238

E．计算原理 239

2.3.3参考文献 247

2.3.4固－液流 248

A．液压输送原理 248

B．流型 248

D．压力损失的基本关系式 249

C．流动方式：水平输送 249

2.3.4参考文献 254

2.4热传导 255

2.4.1基本方程式 255

2.4.2稳态热传导 256

A．无内热源的平壁、圆筒壁和球壁 256

B．有内热源的规则物体内的温度 258

2.4.3温度阶跃变化的瞬态特性曲线 259

A．一维系统 259

B．多维系统 272

C．耦联温度场 275

2.4.4熔化和凝固 276

2.4.5温度周期性变化 279

2.4.1～2.4.5参考文献 282

2.4.6接触热阻 283

A．引言 283

B．接触热传导 283

C．数值实例 285

D．讨论 286

2.4.6参考文献 286

B．传热系数的定义 287

A．引言 287

2.5.1 槽道内受迫对流 287

2.5单相对流换热 287

C．层流换热 288

D．湍流换热 292

2.5.1参考文献 299

2.5.2浸没物体周围的受迫对流 301

A．光滑平板 301

B．各种形状的简单物体 305

2.5.2参考文献 310

2.5.3光管束和肋管束 311

A．横掠流动的单排管和管束 311

B．肋管 319

2.5.3参考文献 327

2.5.4固定床 328

B．计算过程 328

A．引言 328

C．附注 329

D．与实验数据的比较 332

2.5.4参考文献 333

2.5.5流化床中流体对颗粒的换热 334

A．前言、流化范围、床的膨胀 334

B．流化床中流体对颗粒传热系数的推荐公式 335

C．与实验数据的比较 336

D．对低贝克来数传热和传质系数的说明 337

E．说明实例 340

2.5.5参考文献 342

2.5.6射流冲击 342

A．引言 342

B．局部传热系数的变化 343

C．平均传热系数 345

D．喷嘴的最佳空间排列 349

2.5.6参考文献 352

2.5.7绕浸没物体的自然对流 354

A．竖板 355

B．倾斜表面和水平表面 368

C．通道中浮升力引起的流动 373

D．水平圆柱 375

E．垂直与倾斜圆柱 376

G．球体 379

F．垂直锥体 379

H．其它浸没形体 380

I．通解和普适算式 380

2.5.7参考文献 384

2.5.8夹层和包壳中的自然对流 387

A．从下面加热的无限大水平流体夹层 388

B．从下面加热的包壳 389

C．侧壁加热和冷却的矩形包壳 394

D．竖直弯曲表面被加热和冷却的圆环形夹层 401

E．水平圆柱 402

F．水平环形夹层 403

G．同心球夹层 405

H．倾斜包壳 406

I．蜂窝结构 411

2.5.8参考文献 412

A．同向对流（助流） 413

2.5.9绕浸没物体混合的自然对流和受迫对流 413

B．反向对流（反流） 416

C．横向对流 417

2.5.9参考文献 419

2.5.10管内混合物的自然对流和受迫对流 420

A．竖管 421

B．水平槽道 428

2.5.10参考文献 432

2.5.11 传热的强化 432

A．引言 432

B．自然对流 435

C．受迫对流 436

D．性能评价标准 441

2 5.11参考文献 442

A．引言 444

2.5.12非牛顿流体的换热 444

B．物生 445

C．控制方程和无量纲数群 448

D．在有限槽道中，无粘性加热稳态流动时的换热 451

E．粘性加热对换热的影响 455

F．聚合物稀溶液的湍流换热 459

2.5.12参考文献 459

2.5.13液态金属的换热 460

A．槽道中的流动 460

B．液态金属换热器 462

2.5.13参考文献 463

2.6.1 引言 465

A．冷凝的方式 465

B．冷凝的热阻 465

2.6冷凝 465

2.6.2纯蒸气的膜状冷凝 467

A．引言 467

B．竖壁与竖管的冷凝 468

C．水平和倾斜管外的冷凝 476

D．水平管内的冷凝 480

E．界面热阻 484

F．液态金属的特殊效应 484

2.6.2参考文献 486

2.6.3蒸气混合物的冷凝 488

A．引言 488

B．一般近似方法 489

C．带不凝性气体的单组份蒸气 492

D．二元蒸气混合物 495

E．多组份混合物 496

2.6.3参考文献 498

2.6.4形成非互溶液体的蒸气混合物的冷凝 498

A．引言 498

B．共晶混合物的冷凝 499

C．非共晶混合物的冷凝 501

D．带有不凝性气体的非互溶液体的蒸气混合物的冷凝 502

2.6.4参考文献 504

D．珠状冷凝的传热计算 505

2.6.5珠状冷凝 505

C．珠状冷凝的传热机理 505

A．引言 505

B．传热系数的数量级 505

E．助聚剂 507

2.6.5参考文献 508

2.6.6冷凝的强化 508

A．蒸气空间冷凝 508

B．受迫对流冷凝 509

E．活化核化点的尺寸 510

2.6.6参考文献 511

B．过饱和 512

A．引言 512

2.6.7雾化 512

C．核的形成：纯蒸气 512

D．产生过饱和的条件 513

E．雾的形成所造成的影响 514

F．减小雾的形成的构想 515

2.6.7参考文献 515

2.7沸腾与蒸发 516

2.7.1 单组份液体的沸腾：基本过程 516

A．蒸气的形成 516

C．均匀核化 517

B．蒸发 517

D．非均匀核化 518

F．气泡的生长 521

G．气泡的脱离和频率 523

2.7.1参考文献 524

2.7.2池内沸腾 525

A．核态沸腾起始区 526

B．核态沸腾 527

C．临界热流密度 535

D．过渡沸腾 539

E．最小热流密度 539

F．膜态沸腾 540

2.7.2参考文献 542

2.7.3垂直管内沸腾 543

A．引言 543

B．过冷沸腾 547

C．饱和沸腾 552

D．临界热流密度 556

E．超临界热流密度区的传热 575

2.7.3参考文献 583

2.7.4水平管内对流沸腾 586

A．水平管、弯头和螺管中的干涸 586

B．水平管、弯头和螺管中的传热系数 589

2.7.4参考文献 591

A．横掠单管外的沸腾 592

2.7.5管外和管束外的沸腾 592

B．横掠单管外的临界热流密度 593

C．膜态沸腾 595

D．水平管束中的管外沸腾 595

E．管束中水平管外的传热系数 596

F．管束中水平管外的临界热流密度 597

2.7.5参考文献 600

2.7.6二元和多组分混合物的沸腾：基本过程 600

2.7.6参考文献 608

2.7.7二元和多组份混合物的沸腾：池内沸腾 609

A．核态沸腾 609

B．临界热流密度 612

D．最小热流密度 614

C．过渡沸腾 614

2.7.7参考文献 615

E．膜态沸腾 615

2.7.8二元和多组份混合物的沸腾：受迫对流沸腾 616

A．饱和核态沸腾 616

B．两相受迫对流区 617

C．二元和多组份蒸发的简单处理 619

D．二元和多组份混合物蒸发时分界面的质交换 620

E．受迫对流沸腾的临界热流密度 622

2.7.8参考文献 624

2.7.9沸腾和蒸发的强化 625

A．池内沸腾 625

B．管内沸腾 626

2.7.9参考文献 628

2.8气－固系统的传热 630

2.8.1固定填充床 630

B．二维温度场T？r，t？的控制方程 630

A．传热状态的描述 630

C．一些有价值的传热参数 631

D．一维温度？？t？的控制方法 641

E．热量Q 642

2.8.1参考文献 644

2.8.2有气体流过的填充床 645

A．传热情况的描述 645

B．二维温度场T？r，z？的控制方程 645

C．一些有价值的传热参数 646

D．一维温度场？？z？的控制方程 651

E．加热量Q 652

F．固相温度场T．？r，z？和气相温度场Tg？r，z？的控制方程 652

2.8.2参考文献 653

2.8.3填充床和扰动床 653

A．填充床的传热 653

B ．移动床和扰动床的传热 656

2.8.3参考文献 661

2.8.4流化床 662

A．引言 662

B．预算公式 664

C．浸没的管道 666

2.8.4参考文献 668

2.9辐射换热 669

2.9.1引言 669

B．热力学表面和表面系统 669

A． 热设中的辐射换热 669

C．辐射强度和辐射通量 670

D．黑体辐射 671

E．分部函数 673

2.9.1 参考文献 675

2.9.2表面辐射特性 675

A．表面特性介绍 675

B．吸收和发射特性 676

C．吸收和发射特性的测量 679

D．反射和透射特性 679

E．反射和透射特性的测量 680

F．电磁理论和Fresnel关系式 682

G．一些有用的近似值 685

H．偏振 688

I．热设计中的热辐射特性 691

2.9.2参考文献 694

2.9.3完全漫射表面之间的辐射换热 696

A．角系数 696

B．有效辐射和投射辐射公式 701

C．绝热表面 705

D．辐射网络 706

E．选择工作关系 708

2.9.3参考文献 716

2.9.4镜面和不完全漫射表面间的辐射换热 717

A．镜面和不完全漫射表面 717

C．蒙特卡洛计算方法 718

D．镜壁通道 720

E．表面模型 725

F．粗糙壁通道 727

2.9.4参考文献 728

A．交换方程 729

2.9.5气体辐射特性 729

B．气体辐射特性的测量 731

C．气体辐射机理定性评述 733

D．光谱、频带和总特性的定义 734

E．分子气体辐射特性 737

F．气体混合物 742

2.9.5参考文献 744

2.9.6等温气体中的辐射换热 745

A．黑壁上的热交换 745

B．平均波束长度的概念 746

D．充满等温气体的包壳壁的有效辐射和投射辐射方程 748

C．壁层的透射 748

E．带有气体的辐射网络 749

F．一些有用的结果 750

G．简单计算 753

H．蒙特卡洛解 754

2.9.6参考文献 756

2.9.7非等温气体辐射 756

A．交换方程的解 756

B．几何状态的考虑 758

C．平板几何形状 759

D．微分方程 761

E．光谱研究和比例近似法 766

F．在平板层中的分子气体辐射 768

2.9.7参考文献 773

2.9.8辐射在传导或对流中的作用 774

A．综合现象 774

B．热网络分析 774

C．具有瞬变加热或冷却的辐射 777

D．辐射换热 777

E．辐射肋 778

F．辐射线性化和沿空心圆柱的传导 780

G．辐射的分子气体对流 783

2.9.8参考文献 788