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符号 1

第一章 绪论 1

1.1 何谓传热及如何传热 1

1.2 传热的物理机理和能量传输速率方程 1

1.2.1 传导 2

1.2.2 对流 3

1.2.3 辐射 5

1.2.4 与热力学的关系 7

1.3 能量的守恒要求 7

1.3.1 控制体积中的能量守恒 7

1.3.2 表面能量平衡 9

1.3.3 能量守恒定律的应用方法 10

1.4 传热问题的分析方法 10

1.5 传热学的重要性 11

1.6 单位和量纲 11

1.7 小结 13

习题 14

第二章 热传导引论 18

2.1 热传导速率方程 18

2.2 材料的热物性 20

2.2.1 导热系数 20

2.2.2 其它有关参数 22

2.3 热扩散方程 23

2.4 边界条件和初始条件 28

2.5 小结 30

参考文献 30

习题 31

第三章 一维稳态热传导 35

3.1 平壁 35

3.1.1 温度分布 35

3.1.2 热阻 36

3.1.3 复合壁 37

3.1.4 接触热阻 38

3.2 导热分析的另一种方法 40

3.3 径向系统 42

3.3.1 圆柱体 42

3.3.2 球体 45

3.4 具有内热源时的热扩散 47

3.4.1 平壁 47

3.4.2 径向系统 50

3.4.3 热阻概念的应用 53

3.5 延伸表面上的传热 53

3.5.1 延伸表面导热的一般分析 54

3.5.2 均匀横截面的肋片 55

3.5.3 肋片性能 58

3.6 小结 61

参考文献 61

习题 62

第四章 二维稳态热传导 71

4.1 可供选择的几种方法 71

4.2 图解法 72

4.2.1 画通量图的方法 72

4.2.2 传热速率的确定 73

4.2.3 热传导形状因子 73

4.3 电模拟 76

4.4 有限差分方程 77

4.4.1 节点网格 77

4.4.2 导热方程的有限差分形式 78

4.4.3 能量平衡法 78

4.5 有限差分的解 81

4.5.1 松驰法 81

4.5.2 高斯—塞德尔迭代法 84

4.5.3 矩阵求逆法 86

4.6 小结 87

参考文献 88

习题 88

第五章 瞬态热传导 95

5.1 集总热容法 95

5.2 集总热容法成立的条件 97

5.3 一般的求解方法 99

5.4 有对流表面条件的一维系统 100

5.5 半无限大固体 106

5.6 多维的影响 108

5.7 有限差分法 112

5.7.1 导热方程的离散化 112

5.7.2 能量平衡法 113

5.7.3 进一步的计论 114

5.8 电模拟法 120

5.9 小结 122

参考文献 122

习题 123

第六章 对流引论 130

6.1 对流换热问题 130

6.2 对流边界层 133

6.2.1 速度边界层 133

6.2.2 热边界层 134

6.2.3 浓度边界层 135

6.2.4 边界层的重要意义 136

6.3 层流和湍流流动 137

6.4 对流传递方程 138

6.4.1 速度边界层 138

6.4.2 热边界层 141

6.4.3 浓度边界层 142

6.5 近似和特殊条件 146

6.6 边界层相似：无量纲化的对流传递方程 148

6.6.1 边界层相似参数 148

6.6.2 解的函数形式 149

6.7 无量纲参数的物理意义 153

6.8 边界层类比 155

6.8.1 传热和传质的类比 155

6.8.2 蒸发冷却 158

6.8.3 雷诺类比 159

6.9 湍流的影响 160

6.10 对流系数 162

6.11 小结 162

参考文献 163

习题 163

第七章 外部流动 170

7.1 经验关系式的性质 170

7.2 平行流中的平板 172

7.2.1 层流流动 172

7.2.2 湍流流动 173

7.2.3 混合边界层条件 174

7.3 对流计算的方法 175

7.4 横向流动中的圆柱体 180

7.4.1 流动条件 180

7.4.2 对流传热和传质 181

7.5 圆球 186

7.6 横向流过管簇 187

7.7 堆积床 193

7.8 小结 193

参考文献 195

习题 196

第八章 内部流动 202

8.1 流体动力学的问题 202

8.1.1 流动条件 202

8.1.2 平均速度 203

8.1.3 充分开展区的速度分布 203

8.1.4 充分开展流动的压力梯度和摩擦因子 204

8.2 热的问题 206

8.2.1 平均温度 207

8.2.2 牛顿冷却定律 207

8.2.3 充分开展的条件 207

8.3 能量平衡 210

8.3.1 一般的讨论 210

8.3.2 等表面热流密度 212

8.3.3 等表面温度 214

8.4 对流关系式：圆管内的层流流动 215

8.4.1 充分开展区 215

8.4.2 入口段 218

8.5 对流关系式：圆管内的湍流流动 219

8.6 对流关系式：非圆形管 222

8.7 同心管套 222

8.8 对流传质 224

8.9 小结 225

参考文献 227

习题 227

第九章 自然对流 233

9.1 物理机理的讨论 233

9.2 控制方程 235

9.3 相似性的讨论 236

9.4 垂直表面上的层流自然对流 237

9.5 湍流的影响 239

9.6 经验关系式：外部的自然对流流动 240

9.6.1 竖板 241

9.6.2 水平板 242

9.6.3 倾斜平板 244

9.6.4 长的水平圆柱 244

9.6.5 圆球 245

9.7 经验关系式：封闭空间 246

9.7.1 矩形腔体 246

9.7.2 同心的圆柱 248

9.7.3 同心的圆球 248

9.8 混合的自然对流和强迫对流 250

9.8.1 垂直平板和水平平板 250

9.8.2 水平的圆柱和圆球 250

9.8.3 管内流动 250

9.9 对流传质 251

9.10 小结 251

参考文献 251

习题 253

第十章 沸腾和凝结 257

10.1 沸腾的物理机理 257

10.2 沸腾关系式 260

10.2.1 核态池内沸腾 260

10.2.2 核态池内沸腾的临界热流密度 261

10.2.3 膜态池内沸腾 263

10.2.4 强迫对流沸腾 264

10.3 凝结的物理机理 265

10.4 垂直板上的层流膜状凝结 266

10.5 湍流膜状凝结 269

10.6 水平管和水平管簇上的膜状凝结 271

10.7 水平管内的膜状凝结 272

10.8 小结 272

参考文献 273

习题 274

第十一章 换热器 276

11.1 换热器的类型 276

11.2 总传热系数 278

11.3 换热器分析：利用对数平均温差 279

11.3.1 顺流换热器 280

11.3.2 逆流换热器 281

11.3.3 特定的运行条件 282

11.3.4 多流程和叉流换热器 282

11.4 换热器分析：有效度-NTU法 288

11.4.1 定义 288

11.4.2 有效度-NTU之间的关系 289

11.5 换热器计算的方法 292

11.6 小结 295

参考文献 296

习题 296

第十二章 辐射：过程和性质 299

12.1 基本概念 299

12.2 辐射强度 301

12.2.1 定义 301

12.2.2 有关发射的概念 303

12.2.3 有关辐照的概念 305

12.2.4 有关有效辐射密度的概念 306

12.3 黑体辐射 307

12.3.1 普朗克分布 307

12.3.2 维恩位移定律 308

12.3.3 斯蒂芬—波尔兹曼定律 309

12.3.4 带发射 309

12.4 表面发射 313

12.5 表面吸收、反射和透射 319

12.5.1 吸收率 320

12.5.2 反射率 321

12.5.3 透过率 322

12.5.4 特殊情况 322

12.6 基尔霍夫定律 325

12.7 灰表面 327

12.8 环境辐射 331

12.9 小结 335

参考文献 337

习题 338

第十三章 辐射：表面之间的换热 346

13.1 视角系数 346

13.1.1 视角系数积分 346

13.1.2 视角系数关系 347

13.2 黑体辐射换热 352

13.3 腔体中漫射一灰表面之间的辐射换热 354

13.3.1 一个表面上的净辐射换热 354

13.3.2 表面之间的辐射换热 355

13.3.3 双表面腔体 359

13.3.4 防辐射屏 361

13.3.5 再辐射表面 363

13.4 一些附加的影响 366

13.4.1 容积吸收 366

13.4.2 气体发射和吸收 367

参考文献 370

习题 371

第十四章 多种模式传热和传质问题 378

习题 387

第十五章 扩散传质 393

15.1 物理起因和流率方程 393

15.1.1 物理起因 393

15.1.2 斐克扩散定律 394

15.1.3 限制条件 394

15.1.4 质量扩散系数 398

15.2 组份守恒 398

15.2.1 控制容积的组份守恒 398

15.2.2 质量扩散方程 398

15.3 边界和初始条件 400

15.4 不存在均相化学反应的质量扩散 403

15.4.1 给定表面浓度的静止介质 403

15.4.2 伴有催化表面反应的静止介质 406

15.4.3 等摩尔逆扩散 408

15.4.4 竖筒内的蒸发 410

15.5 伴有均相化学反应的质量扩散 411

15.6 瞬态扩散 414

参考文献 416

习题 417

附录A 物质的热物理性质 420

附录B 某些数学关系式和函数 451

附录C 二维稳定态热传导：严格解 453

附录D 平板上平行流动的层流边界层的严格解 456

附录E 平板上平行流动的层流边界层的积分解 459

主要名词汉英对照 462