高等傳熱學(xué)

前言

本書是為了適應(yīng)研究生高等傳熱學(xué)課程教學(xué)而編著的。在編著過程中，作者主要基于以下幾點思考：（1）傳熱學(xué)作為一門系統(tǒng)的科學(xué)，在它的形成和發(fā)展的歷史中，有許多值得我們思索的現(xiàn)象和方法論。有些問題在本科教學(xué)中尚無法展開，譬如傅里葉定律適用的條件與非傅里葉效應(yīng)現(xiàn)象；擴展表面一維導(dǎo)熱假定的充分必要條件；對流換熱過程中黏性耗散的物理意義；相似流動與相似解；湍流對流換熱；輻射率與吸收率之間關(guān)系的一般表達式；角系數(shù)的適定性等。因此本書在內(nèi)容上注意與本科階段的傳熱學(xué)內(nèi)容過渡銜接，循序漸進地深化傳熱基本理論，闡明一些比較深入的傳熱分析和計算方法，培養(yǎng)研究生用發(fā)展的觀點來了解傳熱學(xué)理論體系的形成和發(fā)展過程以及趨勢。（2）理論分析解法對解決很多工程問題發(fā)揮了極其重要的作用，在目前仍不失為解決傳熱問題的一個有效手段。分析解法（又稱精確解法）是以數(shù)學(xué)分析為基礎(chǔ)，通過求解微分方程以獲得用函數(shù)形式表示的溫度分布。但是，對于幾何形狀復(fù)雜，變物性或復(fù)雜邊界條件等問題，分析解往往很繁瑣甚至難以獲得。隨著計算傳熱學(xué)的發(fā)展，用數(shù)值模擬的方法來解決復(fù)雜的傳熱問題正起到越來越重要的作用，在這種趨勢下，本書對高等傳熱學(xué)的教學(xué)內(nèi)容進行了適當(dāng)調(diào)整，盡量避免繁瑣的數(shù)學(xué)分析解法的敘述，而關(guān)注物理模型和數(shù)學(xué)模型的有機結(jié)合，強調(diào)對傳熱過程物理模型和機理的闡述以及數(shù)學(xué)模型建立的思路。（3）為了體現(xiàn)航空航天科學(xué)技術(shù)特色，本書在緒論中扼要介紹了傳熱研究在航空宇航科學(xué)技術(shù)中的典型應(yīng)用背景，在相關(guān)章節(jié)中充實了直流式對流冷卻導(dǎo)向葉片的溫度分布、氣膜冷卻的相似準(zhǔn)則推導(dǎo)等內(nèi)容，在第12章中針對對流換熱強化技術(shù)、高溫燃氣與渦輪葉片的換熱、航空發(fā)動機熱端部件典型強化冷卻方式和紅外抑制器技術(shù)等專題進行了簡要敘述。

內(nèi)容概要

本書是為了適應(yīng)研究生高等傳熱學(xué)課程教學(xué)而編著的。    全書共12章。主要介紹導(dǎo)熱的理論基礎(chǔ)、導(dǎo)熱問題的精確分析解、導(dǎo)熱問題的近似分析解、對流換熱的基本方程、層流對流換熱、湍流對流換熱、對流換熱的實驗研究、熱輻射的理論基礎(chǔ)、表面間的輻射換熱和介質(zhì)熱輻射等基本內(nèi)容，以及對流換熱強化技術(shù)、高溫燃氣與渦輪葉片的換熱、航空發(fā)動機熱端部件典型強化冷卻方式和紅外抑制器技術(shù)等4個專題。全書采用國際單位制，各章都附有思考題和習(xí)題。    本書在內(nèi)容上力爭反映出航空航天科學(xué)技術(shù)特色，注重研究性學(xué)習(xí)特點和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。可作為高等學(xué)校航空宇航科學(xué)與技術(shù)、動力工程及工程熱物理等學(xué)科研究生的教科書或參考書，也可供其他專業(yè)選用和有關(guān)科技人員參考。

書籍目錄

前言第一章　緒論　1-1　傳熱研究的進展與展望　1-2　傳熱研究在航空宇航科學(xué)技術(shù)中的典型應(yīng)用　1-3　傳熱過程分析　1-4　建立合理的能量方程　思考與習(xí)題　參考文獻第二章　導(dǎo)熱的理論基礎(chǔ)  2-1　導(dǎo)熱的基本定律  2-2　導(dǎo)熱系數(shù)和導(dǎo)熱機理  2-3　導(dǎo)熱問題的完整數(shù)學(xué)描述  2-4　處理導(dǎo)熱問題的幾個要點  2-5　導(dǎo)熱問題的求解方法  思考與習(xí)題  參考文獻第三章　導(dǎo)熱問題的精確分析解　3-1　肋片的穩(wěn)定導(dǎo)熱　3-2　二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱　3-3　多孔壁導(dǎo)熱　3-4　直流式對流冷卻導(dǎo)向葉片的溫度分布　3-5　非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱　3-6　導(dǎo)熱的波動學(xué)說　思考與習(xí)題　參考文獻第四章　導(dǎo)熱問題的近似分析解　4-1　二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的積分解　4-2　一維瞬態(tài)導(dǎo)熱的積分解　4-3　等截面縱向直肋一維修正傳熱方程及近似解　思考與習(xí)題　參考文獻第五章　對流換熱的基本方程  5-1　對流換熱概述  5-2　對流換熱過程的數(shù)學(xué)描寫  5-3　對流換熱的邊界層微分方程組  5-4　外掠平板的邊界層積分方程組  5-5　湍流時均微分方程組  思考與習(xí)題  參考文獻第六章層流對流換熱　6-1  無限大平行平板問的層流強迫對流換熱　6-2　常物性流體管內(nèi)層流強迫對流換熱　6-3　兩側(cè)熱流密度不等的平行平板間層流強迫對流換熱　6-4　層流強迫對流換熱的邊界層定性分析　6-5　外掠平壁層流強迫對流換熱的相似解　6-6　外掠楔狀表面層流強迫對流換熱的相似解　6-7　高速氣流層流強迫對流換熱的相似解　6-8　外掠平壁層流強迫對流換熱的近似解　6-9　外掠平壁層流強迫對流換熱的雷諾類比　6-10　流體在大空間的自然對流換熱和蒸氣的膜狀凝結(jié)換熱　思考與習(xí)題　參考文獻第七章　湍流對流換熱　7-1　湍流的半經(jīng)驗理論與湍流模型　7-2　外掠平壁的湍流對流換熱　7-3　管內(nèi)湍流對流換熱：　7-4　湍流強迫對流換熱的邊界層定性分析　思考與習(xí)題　參考文獻第八章　對流換熱的實驗研究　8-1　相似理論及其應(yīng)用　8-2　氣膜冷卻的相似準(zhǔn)則推導(dǎo)　8-3　類比原理及其應(yīng)用　思考與習(xí)題　參考文獻第九章　熱輻射的理論基礎(chǔ)第十章　表面間的輻射換熱第十一章　介質(zhì)熱輻射第十二章　傳熱應(yīng)用專題附錄

章節(jié)摘錄

插圖：第一章 緒論傳熱學(xué)是研究由溫度差引起的熱量傳遞規(guī)律的一門科學(xué)。幾乎所有的工程領(lǐng)域都會遇到一些在特定條件下的傳熱問題，甚至伴隨傳質(zhì)同時發(fā)生的復(fù)雜傳熱問題。例如，熱工和化工技術(shù)人員在評價鍋爐、制冷機、換熱器和反應(yīng)器等各類動力裝置的設(shè)備大小、能力和技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)時，就必須進行詳細的傳熱分析；一些工作在高溫環(huán)境中的部件，如燃氣輪機的透平葉片和燃燒室火焰筒能否在設(shè)計工況下正常、長期地運行，將取決于保護金屬結(jié)構(gòu)材料的冷卻措施性能是否可靠、合適，還必須重視熱應(yīng)力和由此引起的形變等問題；許多新興技術(shù)裝備，如原子反應(yīng)堆的堆芯、大功率火箭的噴管、集成的電子器件，以及要求重返地面的航天飛行器等，成功的設(shè)計都必須嚴(yán)密控制傳熱情況，維持合理的預(yù)期工作溫度；即便對于電機、變壓器和軸承等普通裝置，在連續(xù)工作中同樣要防止因超溫過熱而損傷設(shè)備；在機械制造工藝方面，不僅熱加工直接牽涉到溫度分布和隨時間變化速率的控制問題，精密機床在切削加工過程中的切削速度也會引起刀具和工件的發(fā)熱，影響加工精度和刀具壽命；在航空技術(shù)領(lǐng)域，提高渦輪前燃氣溫度是增加航空發(fā)動機推重比、減少燃油消耗的重要措施，隨之帶來的發(fā)動機熱端部件的強化冷卻以及發(fā)動機排氣尾焰的紅外輻射抑制等關(guān)鍵技術(shù)需要不斷研究和突破。

編輯推薦

《高等傳熱學(xué)》由科學(xué)出版社出版。

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