工程傳熱學(xué)——基礎(chǔ)理論與專題應(yīng)用
定 價(jià)：56 元
叢書名：北京工業(yè)大學(xué)研究生創(chuàng)新教育系列教材
- 作者：苑中顯，陳永昌編著
- 出版時(shí)間：2012/9/1
- ISBN：9787030356093
- 出 版 社：科學(xué)出版社
- 中圖法分類：TK124
- 頁碼：223
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16K
熱量傳遞是工程技術(shù)領(lǐng)域常見現(xiàn)象，傳熱學(xué)因此成為許多工程類學(xué)科專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課程。《工程傳熱學(xué)：基礎(chǔ)理論與專題應(yīng)用》是在大學(xué)本科傳熱學(xué)基礎(chǔ)上的深入與拓展，除介紹高等傳熱學(xué)的主要內(nèi)容外，重點(diǎn)對(duì)某些代表性的傳熱學(xué)的工程應(yīng)用進(jìn)行分析討論。全書共分為8章，前3章為基礎(chǔ)理論部分，內(nèi)容涉及導(dǎo)熱問題分析求解的基本方法，對(duì)流換熱過程的特點(diǎn)與規(guī)律性，以及輻射傳熱原理與計(jì)算方法。第4～8章為傳熱學(xué)的專題應(yīng)用部分，包括建筑環(huán)境傳熱與建筑節(jié)能技術(shù)，相變傳熱與蓄熱，航天器熱控制基礎(chǔ)知識(shí)，多孔介質(zhì)中的傳熱與傳質(zhì)，以及微/納米尺度下的傳熱問題等內(nèi)容。整體編排上既考慮在本科基礎(chǔ)上專業(yè)知識(shí)面的拓寬，同時(shí)也盡量兼顧到對(duì)學(xué)科前沿技術(shù)理論的認(rèn)知。
《工程傳熱學(xué)：基礎(chǔ)理論與專題應(yīng)用》可作為能源動(dòng)力、化工、冶金等相關(guān)專業(yè)的碩士生教材，也可作為相關(guān)領(lǐng)域工程技術(shù)人員的參考書。
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苑中顯，北京工業(yè)大學(xué)教授。1997西安交通大學(xué)博士畢業(yè)。 2001－2002在美國Southern Illinois University Edwardsville 任客座教授，美國ASME會(huì)員。講授《高等傳熱學(xué)》、《強(qiáng)化傳熱》、《相變傳熱》等研究生課程和《傳熱學(xué)》本科課程。在《Int. J. Numerical Methods in Fluids》、《Int. J. Numerical Methods for Heat and Fluid Flow》、《Int. J. Heat and Mass Transfer》、《Int. Comm. in Heat and Mass Transfer》、《Comm. in Nonlinear Science and Numerical Simulation》、《Heat Transfer Engineering》、《J. of Thermal Science》、《Science in China, Series E》、《中國科學(xué)》、《工程熱物理學(xué)報(bào)》、《中國冶金》、《熱科學(xué)與技術(shù)》等國內(nèi)外刊物發(fā)表論文40余篇。是《Journal of Enhanced Heat Transfer》、《Int. J. Numerical Methods for Heat and Fluid Flow》、《Experimental Thermal and Fluid Science》、《化工學(xué)報(bào)》及《西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)》等審稿人。主持和參加“973項(xiàng)目”、國家自然科學(xué)基金、北京市自然科學(xué)基金、教育部留學(xué)回國人員基金等多項(xiàng)科研項(xiàng)目。曾獲北工大優(yōu)秀碩士論文導(dǎo)師獎(jiǎng)；作為副主編參編北工大教材《室內(nèi)空氣監(jiān)測》獲二等獎(jiǎng)。
目錄
序
前言
第1章 熱傳導(dǎo)理論分析 1
1.1 導(dǎo)熱理論基礎(chǔ) 1
1.1.1 傅里葉定律 1
1.1.2 導(dǎo)熱微分方程 1
1.1.3 不同正交坐標(biāo)系中的熱傳導(dǎo)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 分離變量法 4
1.2.1 直角坐標(biāo)系中的分離變量法 4
1.2.2 一維問題的分離變量法 6
1.2.3 半無限大物體的導(dǎo)熱 9
1.2.4 乘積解 13
1.2.5 圓柱坐標(biāo)系中的分離變量法 14
1.3 格林函數(shù)法 18
1.3.1 求解非齊次非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)問題的格林函數(shù) 18
1.3.2 格林函數(shù)的確定 20
1.3.3 格林函數(shù)法在直角坐標(biāo)系中的應(yīng)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 杜哈美爾定理的應(yīng)用 25
參考文獻(xiàn) 27
第2章 對(duì)流換熱分析 29
2.1 對(duì)流換熱微分方程 29
2.1.1 連續(xù)性方程 29
2.1.2 動(dòng)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(biāo)下的層流邊界層方程 35
2.2.2 邊界層方程的數(shù)學(xué)和物理性質(zhì) 38
2.2.3 圓管內(nèi)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(duì)稱流動(dòng)滯止區(qū)域換熱 49
2.4 通道內(nèi)非耦合層流換熱 52
2.4.1 流動(dòng)起始段和充分發(fā)展段 52
2.4.2 熱起始段和充分發(fā)展段 55
2.4.3 圓管內(nèi)層流充分發(fā)展段的換熱 57
2.4.4 非圓形通道內(nèi)層流充分發(fā)展段的換熱 59
2.4.5 圓管起始段的換熱 60
2.5 高速流動(dòng)換熱與自然對(duì)流換熱 62
2.5.1 考慮黏性耗散的泊肅葉流動(dòng) 62
2.5.2 自然對(duì)流換熱邊界層方程 64
2.5.3 豎平壁上常物性層流自然對(duì)流換熱的相似解 66
參考文獻(xiàn) 70
第3章 輻射傳熱分析與計(jì)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余弦定律 73
3.1.4 黑體輻射的光譜分布——Planck定律 74
3.1.5 黑體輻射的最大光譜強(qiáng)度的波長——Wien位移定律 74
3.2 非黑表面輻射性質(zhì)的定義 75
3.2.1 發(fā)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(fā)射率之間的關(guān)系 80
3.3 溫度均勻的黑體表面間的輻射換熱 81
3.3.1 兩個(gè)微元黑表面間的輻射換熱 81
3.3.2 角系數(shù)及其計(jì)算方法 82
3.3.3 由宏觀黑表面構(gòu)成的封閉腔內(nèi)的輻射換熱 87
3.4 由漫-灰表面構(gòu)成的封閉腔內(nèi)的輻射換熱 90
3.4.1 由有限大面積構(gòu)成的封閉腔 90
3.4.2 由無限小面積構(gòu)成的封閉腔 94
參考文獻(xiàn) 97
第4章 建筑環(huán)境傳熱 99
4.1 建筑環(huán)境參數(shù) 99
4.1.1 室內(nèi)參數(shù) 99
4.1.2 室外參數(shù) 100
4.2 建筑穩(wěn)態(tài)傳熱 103
4.2.1 維護(hù)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱 103
4.2.2 附加耗熱量 103
4.2.3 門窗縫隙冷風(fēng)滲透耗熱量 103
4.2.4 室內(nèi)外對(duì)流換熱系數(shù) 104
4.3 建筑瞬態(tài)傳熱 104
4.3.1 土壤內(nèi)的溫度波動(dòng) 104
4.3.2 墻體的溫度波動(dòng) 105
4.3.3 蓄熱系數(shù)與熱惰性指標(biāo) 107
4.3.4 夏季空調(diào)負(fù)荷計(jì)算簡介 108
4.4 建筑節(jié)能技術(shù)概述 110
4.4.1 保溫隔熱技術(shù) 110
4.4.2 熱泵技術(shù) 110
4.4.3 蓄冷技術(shù) 112
4.4.4 熱電冷聯(lián)供系統(tǒng) 112
4.4.5 太陽能采暖與空調(diào) 113
參考文獻(xiàn) 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(nèi)沸騰 122
5.2.4 池沸騰的臨界熱流密度 124
5.2.5 流動(dòng)沸騰 125
5.3 凝結(jié)傳熱 127
5.3.1 凝結(jié)成核理論 127
5.3.2 單一工質(zhì)的膜狀凝結(jié) 129
5.3.3 蒸氣混合物的膜狀凝結(jié) 130
5.3.4 珠狀凝結(jié)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 萘升華及其傳熱應(yīng)用 138
5.5.1 萘的物理性質(zhì) 138
5.5.2 用萘升華模擬對(duì)流傳熱的實(shí)驗(yàn)原理 138
5.5.3 幾個(gè)相關(guān)問題的討論 139
5.6 蓄熱技術(shù)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(shù) 143
參考文獻(xiàn) 144
第6章 航天器熱控制基礎(chǔ) 146
6.1 航天器熱控制概述 146
6.1.1 航天器的分類 146
6.1.2 航天器軌道 147
6.1.3 航天器熱控制內(nèi)容 148
6.1.4 航天器熱控制的任務(wù) 149
6.2 空間熱環(huán)境 149
6.2.1 地球軌道的空間熱環(huán)境 149
6.2.2 地球軌道的空間外熱流 153
6.2.3 月球的熱環(huán)境 154
6.2.4 發(fā)射和上升階段的熱環(huán)境 155
6.3 航天器熱分析計(jì)算 157
6.3.1 航天器的空間熱平衡 157
6.3.2 航天器溫度計(jì)算 159
6.4 被動(dòng)熱控技術(shù) 160
6.4.1 熱控涂層 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(dòng)熱控技術(shù) 169
6.5.1 熱控百葉窗 169
6.5.2 熱開關(guān) 171
6.5.3 熱二極管 171
6.5.4 流體循環(huán)熱控系統(tǒng) 173
6.5.5 電加熱控制技術(shù) 174
6.5.6 航天器中的低溫制冷方法 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(huán)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(xiàn) 184
第7章 多孔介質(zhì)中的傳熱與傳質(zhì) 186
7.1 多孔介質(zhì)的孔隙度與滲透率 186
7.1.1 多孔介質(zhì)的基本概念 186
7.1.2 孔隙度 187
7.1.3 滲透率與達(dá)西滲流模型 188
7.2 多孔介質(zhì)中流動(dòng)與傳熱的數(shù)學(xué)模型 189
7.2.1 達(dá)西定律 189
7.2.2 達(dá)西定律的修正——Brinkman方程 189
7.2.3 能量方程 190
7.3 多孔介質(zhì)傳熱的工程應(yīng)用 190
7.3.1 沿水平板強(qiáng)制對(duì)流換熱的比較 190
7.3.2 土壤內(nèi)的熱濕遷移 191
7.3.3 生物組織中的熱質(zhì)傳輸 192
7.4 分形理論及其應(yīng)用簡介 193
7.4.1 分形維數(shù)的概念 194
7.4.2 多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)的分形描述 195
7.4.3 多孔介質(zhì)滲透率的分形研究 196
參考文獻(xiàn) 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(yùn)理論 201
8.2.2 分子動(dòng)力學(xué)理論 204
8.2.3 直接蒙特卡羅模擬方法 206
8.3 微/納米介質(zhì)中的熱傳導(dǎo) 208
8.3.1 傅里葉定律的適用性問題 208
8.3.2 熱傳導(dǎo)的邊界散射效應(yīng) 209
8.3.3 導(dǎo)熱率的尺寸效應(yīng) 211
8.3.4 薄膜比熱容的尺寸效應(yīng) 212
8.3.5 微/納尺度導(dǎo)熱的非傅里葉效應(yīng) 214
8.4 微尺度對(duì)流傳熱 215
8.4.1 微槽內(nèi)的單相對(duì)流傳熱 215
8.4.2 微尺度下氣體可壓縮性及稀薄效應(yīng) 218
8.4.3 關(guān)于邊界速度滑移與溫度躍變 219
參考文獻(xiàn) 219
附錄 高斯誤差函數(shù)及其性質(zhì) 222
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