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第一编 传热学基础 1

第一章 传热学基础 1

1-1 热传导的基本定律 1

一、傅里叶定律 1

二、有限热传播速度下的傅里叶定律 3

三、熵流密度矢量 3

1-2 基本守恒方程式 3

一、质量守恒定律和连续性方程式 4

二、动量守恒定律和动量方程式 5

三、热力学第一定律和能量方程式 8

四、热力学第二定律和熵方程 12

1-3 正交坐标系中的基本方程式 14

一、正交坐标系 14

二、正交坐标系中的梯度和散度 15

三、微分形式的导热方程、熵方程及熵产率 16

1-4 单值性条件及其处理 19

二、物性条件 20

一、几何条件 20

三、时间条件 21

四、边界条件 21

习题 23

参考文献 25

第二编 热传导 27

第二章 热传导问题的分析求解 27

2-1 一维稳态热传导 27

一、一维稳态热传导 27

二、扩展表面传热 33

2-2 多维稳态热传导 40

一、直角坐标系 40

二、圆柱坐标系 49

三、导热形状因子 50

2-3 一维非稳态热传导 55

一、大平板 55

二、长圆柱体 59

三、无限大物体 62

2-4 复杂热传导问题的简化处理 65

一、非齐次热传导问题的分解 66

三、纽曼（Neumann）乘积定理 70

2-5 热传导问题的近似分析解法 73

2-6 具有移动边界的热传导 77

一、相变热传导 77

二、移动热源热传导 82

习题 85

二、杜哈美尔（Duhamel）定理法 88

参考文献 89

一、区域离散化 91

二、偏微分方程的类型 91

第三章 热传导问题的数值解 91

3-1 有限差分法 91

三、有限差分方程的建立 92

一、二维稳态热传导的有限差分方程 96

3-2 二维稳态热传导问题的数值分析 98

二、稳态热传导线性代数方程组的有解条件 98

三、非矩形区域与不规则边界的处理 101

四、变导热系数稳态热传导问题的有限差分法 104

3-3 非稳态热传导问题的数值分析 105

一、非稳态热热导同题有限差分法的特点 105

二、非稳态热传导的有限差分方程 105

三、解的稳定性与收敛性 110

四、稳定性判据 110

五、求解不稳定热传导问题的三对角矩阵法（追赶法） 117

六、热传导问题的其他数值解法简介 118

习题 119

参考文献 121

第三编 对流换热 123

第四章 单相对流换热 123

4-1 边界层方程式 123

一、边界层的概念 123

二、边界层微分方程组 125

三、积分方程式 129

四、边界层的特征厚度 131

4-2 层流换热 135

一、管内（槽内）的层流换热 135

二、外掠物体的层流换热 149

4-3 湍流换热 163

一、湍流的基本概念 163

二、湍流的数学模型 168

三、圆管内的湍流换热 170

四、外掠平壁的湍流换热 175

4-4 自然对流换热 179

一、边界层微分方程组、积分方程组 180

二、竖壁层流边界层的相似解 182

三、竖壁边界层的积分近似解 186

四、混合对流换热 189

4-5 对流换热过程熵产率分析 191

一、管内对流换热 191

二、外掠对流换热 192

习题 194

参考文献 196

第五章 相变传热 199

5-1 沸腾传热 199

一、核化理论 199

二、沸腾传热 207

5-2 凝结传热 215

一、蒸汽在竖壁上的层流膜状凝结 216

二、在其它几何表面上蒸汽的层流膜状凝结 218

三、蒸汽紊流膜状凝结 223

四、珠状凝结 223

习题 224

参考文献 224

第六章 辐射换热 227

第四编 辐射换热 227

6-1 热辐射基本概念 228

一、辐射及热辐射 228

二、辐射场 229

三、黑体辐射 230

6-2 表面辐射特性 234

一、黑度 234

二、吸收率 236

三、反射率 238

6-3 辐射换热角系数 239

四、应用电磁理论预报辐射特性简介 239

一、角系数的基本性质 240

二、确定角系数的方法 241

6-4 透明介质隔开的黑表面或散射灰表面间的辐射换热 245

一、黑表面间的辐射换热 245

二、灰表面间的辐射换热 247

6-5 有镜面反射的表面间的辐射换热 252

一、基本概念 252

二、镜面反射和散射反射表面同时存在时的辐射换热 254

三、含有镜面反射和散射反射两种成分的表面间的辐射换热 255

6-6 气体辐射性质 257

一、发射、吸收及散射机理 257

二、气体的辐射性质 259

6-7 辐射能在吸收性介质中的传递 265

一、介质的发射 265

二、辐射能传递方程 266

6-8 有均温吸收性介质的封闭空间内的辐射换热 267

一、均温气体与黑包壳表面间的辐射换热 267

三、介质中的能量守恒 267

二、均温吸收性介质的包壳的灰表面间的辐射换热 268

三、？λ和？λ的确定 271

四、波带模型简介 273

五、气体辐射的平均射线行程 274

6-9 气体温度不均匀的封闭空间内的辐射换热简介 277

6-10 蒙特卡罗法简介 280

6-11 辐射和导热的复合传热 283

6-12 辐射－对流复合传热 286

习题 288

参考文献 290

附录1 金属材料的密度、比热和导热系数 291

附录2 保温、建筑及其它材料的密度和导热系数 292

附录3 几种保温、耐火材料的导热系数与温度的关系 292

附录4 流体在饱和状态下的物性值 293

附录5 气体在大气压力下的物性值 295

附录8 液态金属的物性值 297

附录7 各种材料的法向黑度ε？ 297

附录8 黑度随波长的变化 299