传热学

前言
第1章绪论1
1.1传热学概述1
1.2传热的三种基本方式4
1.2.1热传导4
1.2.2热对流6
1.2.3热辐射9
1.3传热过程12
习题14
第2章稳态导热16
2.1导热的基本概念16
2.1.1温度场与温度梯度16
2.1.2热流密度矢量和傅里叶定律17
2.1.3导热机理和导热系数18
2.2导热微分方程的建立20
2.2.1导热微分方程20
2.2.2导热过程的单值性条件22
2.2.3导热微分方程式的求解方法24
2.2.4柱坐标和球坐标下的导热微分方程24
2.3一维平壁稳态导热的解析解24
2.3.1**类边界条件25
2.3.2第三类边界条件29
2.3.3接触热阻和复合平壁的导热31
2.4一维圆柱和圆球的稳态导热34
2.4.1**类边界条件下圆筒壁的导热34
2.4.2第三类边界条件下通过圆筒壁的导热36
2.4.3通过球壁的稳态导热 40
2.5肋片的导热43
2.5.1等截面直肋的导热微分方程44
2.5.2肋效率48
2.5.3变截面肋片的导热49
2.5.4肋片能否增加传热量的条件51
2.6二维稳态导热问题52
2.6.1二维稳态导热的解析解——分离变量法52
2.6.2形状因子法54
习题55
第3章非稳态导热58
3.1一维非稳态导热的解析解59
3.1.1一维非稳态导热的分离变量法59
3.1.2非稳态导热的正规热状况和温度分布的诺谟图62
3.1.3特殊多维非稳态导热的简易求解方法71
3.2非稳态导热的集总参数法72
3.2.1表面传热系数对非稳态导热物体内部温度分布的影响特点72
3.2.2集总参数法73
习题76
第4章导热问题的数值解78
4.1稳态导热问题的数值解79
4.1.1求解域的离散化79
4.1.2节点温度差分方程的建立 79
4.2代数方程组的求解83
4.2.1迭代法83
4.2.2超松弛和欠松弛84
4.3非稳态导热问题的数值解法 85
4.3.1求解域的离散 85
4.3.2节点温度差分方程的建立85
习题88
第5章对流换热的基本原理90
5.1概述90
5.1.1对流换热的基本特点90
5.1.2对流换热的研究方法93
5.1.3对流换热微分方程式93
5.2对流换热的微分方程组94
5.2.1微分方程组94
5.2.2单值性条件96
5.3边界层内的对流换热96
5.3.1边界层的概念96
5.3.2边界层内对流换热微分方程组的简化99
5.3.3外掠平板层流换热的解析解101
5.4相似原理及应用103
5.4.1相似的基本概念103
5.4.2相似原理106
5.4.3相似原理指导下的试验研究方法111
习题113
第6章单相对流换热的工程计算115
6.1管内强迫对流换热的特点和计算115
6.1.1管内强迫对流换热的特点115
6.1.2管内强迫对流换热计算117
6.2管外强迫对流换热的特点和计算122
6.2.1流体横掠单管对流换热122
6.2.2横掠管束对流换热124
6.3自然对流换热的特点和计算127
6.3.1大空间自然对流换热127
6.3.2有限空间自然对流换热132
6.4对流换热的强化135
6.4.1从流动的起因着手——有源技术135
6.4.2从流动的状态着手——无源技术136
6.4.3从改变流体的物性着手138
6.4.4改变换热表面的几何形状139
习题140
第7章凝结和沸腾换热143
7.1凝结换热 143
7.1.1膜状凝结换热144
7.1.2膜状凝结的影响因素150
7.2沸腾换热151
7.2.1大容器沸腾换热151
7.2.2管内沸腾简介157
7.2.3沸腾传热的影响因素158
7.3相变传热的强化159
7.3.1凝结传热的强化159
7.3.2沸腾传热的强化163
7.4热管技术165
7.4.1热管的工作原理165
7.4.2热管壳体材料与工质之间的相容性及寿命167
7.4.3热管的应用168
习题171
第8章辐射换热的基本定律173
8.1热辐射的基本概念173
8.1.1吸收、反射与透射 174
8.1.2灰体与黑体 177
8.1.3辐射强度177
8.1.4辐射力178
8.2黑体辐射的基本定律178
8.2.1普朗克定律179
8.2.2斯特藩-玻尔兹曼定律 180
8.2.3朗伯定律182
8.3实际物体的发射特性与基尔霍夫定律 183
8.3.1实际物体的发射特性183
8.3.2基尔霍夫定律187
习题189
第9章辐射换热的计算191
9.1辐射换热的角系数191
9.1.1角系数的定义191
9.1.2角系数的性质195
9.1.3角系数的计算方法196
9.2黑体表面间的辐射换热计算199
9.3灰体表面间的辐射换热计算200
9.3.1有效辐射201
9.3.2两个漫灰表面构成的封闭空腔中的辐射换热202
9.3.3多个漫灰表面构成的封闭空腔中的辐射换热 203
9.3.4重辐射面206
9.4辐射换热的强化与削弱207
9.4.1改变表面辐射热阻——表面涂层208
9.4.2改变空间辐射热阻——遮热板209
9.5气体辐射211
9.5.1气体辐射的选择性吸收和发射211
9.5.2气体与封闭表面的辐射换热217
9.6太阳辐射简介218
9.6.1太阳辐射的基本概念218
9.6.2我国太阳能的分布221
9.6.3太阳能的利用方式223
习题224
第10章传热过程和换热器228
10.1传热过程的分析和计算228
10.1.1基本传热过程228
10.1.2有复合换热时的传热232
10.1.3传热的增强和削弱236
10.2换热器的基本形式240
10.2.1换热器的分类240
10.2.2间壁式换热器的分类241
10.2.3对数平均温差243
10.3换热器的传热计算249
10.3.1平均温差法（LMTD 法） 249
10.3.2效能-传热单元数法（ε-NTU
法）252
10.3.3换热器的污垢热阻255
10.4换热器性能评价简述257
习题258
第11章泡沫金属强化传热260
11.1引言260
11.1.1换热器在国民生产中的应用260
11.1.2常见换热器的形式260
11.1.3强化传热的手段263
11.2泡沫金属的概念和结构特点263
11.3泡沫金属的加工方法和应用264
11.4泡沫金属的传热特性及其强化传热的原因266
11.4.1泡沫金属孔胞结构模型266
11.4.2泡沫金属管与光管传热性能的对比267
11.4.3泡沫金属强化传热的原因268
11.5泡沫金属在储能领域的应用271
11.5.1冰蓄冷领域271
11.5.2动力电池热管理领域271
11.5.3太阳能储热领域272
附录274
习题答案284
参考文献289