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第1章 绪论1

1.1 传热的基本概念1

1.1.1 传热1

1.1.2 热量传递的基本方式2

1.1.3 传热学与热力学的关系3

1.2 传热的工程应用4

1.2.1 在传统工业和农业领域中的应用4

1.2.2 在高新技术领域中的应用7

1.3 传热方式与热流速率方程10

1.3.1 热传导11

1.3.2 热对流11

1.3.3 热辐射13

1.3.4 复合换热14

1.3.5 总传热系数15

1.4.1 研究传热问题的一般方法16

1.4 传热问题的研究方法16

1.4.2 能量守恒法则17

1.5 本章提要22

习题23

参考文献29

第2章 导热的理论基础31

2.1 导热热流速率方程32

2.1.1 温度场与温度梯度32

2.1.2 傅里叶定律33

2.2 物质的导热特性34

2.2.1 固体：金属与保温材料34

2.2.2 液体37

2.2.3 气体37

2.2.4 各向异性37

2.3 导热微分方程与单值性条件38

2.3.1 直角坐标系中的导热微分方程39

2.3.2 径向坐标系中的导热微分方程40

2.3.3 单值性条件41

2.4 本章提要48

习题49

参考文献52

第3章 稳态导热分析与计算54

3.1 一维稳态导热54

3.1.1 单层与多层平壁：热阻分析方法55

3.1.2 径向系统中的一维导热61

3.1.3 有内热源时的导热67

3.1.4 变异热系数69

3.1.5 接触热阻73

3.2 扩展表面的导热与传热74

3.2.1 扩展表面导热的理论分析74

3.2.2 肋壁的传热性能78

3.2.3 变截面肋及其优化84

3.2.4 肋壁的工程应用85

3.3 多维导热问题86

3.4 稳态导热的数值计算方法88

3.4.1 求解区域的离散化88

3.4.2 节点方程组的建立89

3.4.3 差分方程的求解92

3.5 本章提要100

习题102

参考文献118

第4章 非稳态导热120

4.1 非稳态导热的基本概念121

4.1.1 非稳态导热问题的类型121

4.1.2 瞬态导热过程的基本特征121

4.2 集总参数分析方法123

4.2.1 基本概念123

4.2.2 集总参数分析方法123

4.2.3 适用条件与误差估计126

4.3.1 一维大平壁对称冷却（加热）131

4.3 对流边界条件下的一维瞬态导热131

4.3.2 长圆柱与球体134

4.3.3 正规状况阶段134

4.4 半无限大固体的非稳态导热138

4.4.1 第一类边界条件138

4.4.2 第二类边界条件140

4.4.3 第三类边界条件140

4.5 周期性非稳态导热145

4.5.1 半无限大物体内的温度响应145

4.5.2 周期性导热的热量传递148

4.6 多维非稳态导热150

4.7 非稳态导热数值解153

4.7.1 差分方程：能量平衡方法153

4.7.2 显式格式的稳定性条件155

4.7.3 隐式差分格式155

4.8 本章提要159

习题161

参考文献172

第5章 对流换热的理论基础173

5.1 对流换热问题概述174

5.1.1 局部值与平均值174

5.1.2 对流换热问题的分类174

5.1.3 对流换热问题的求解方法174

5.1.4 影响对流换热的主要因素176

5.2 对流换热微分方程组178

5.2.1 连续性方程178

5.2.2 动量微分方程178

5.2.3 能量微分方程179

5.2.4 边界条件181

5.3 边界层概念182

5.3.1 速度边界层182

5.3.2 热边界层184

5.4.1 局部表面传热系数185

5.4 边界层对流换热微分方程组185

5.3.3 边界层概念的重要意义185

5.4.2 对流换热方程组的简化186

5.4.3 解的无量纲函数形式188

5.4.4 层流边界层微分方程相似解190

5.4.5 层流边界层积分方程近似解192

5.5 湍流以及动量和热量传递的类比196

5.5.1 湍流流动和传递特征197

5.5.3 动量和热量传递的类比198

5.5.2 湍流传递问题的求解方法198

5.5.4 类比关系的应用199

5.5.5 湍流边界层厚度202

5.6 对流换热的实验研究方法205

5.6.1 相似原理206

5.6.2 相似特征数208

5.6.3 特征数方程209

6.1 掠过平板的强迫流动换热210

5.7 本章提要211

习题213

参考文献218

第6章 对流换热的工程计算219

6.1.1 层流220

6.1.2 湍流220

6.1.3 有未加热起始段221

6.2 绕流圆柱体的强迫流动换热224

6.2.1 流动边界层224

6.2.2 绕流单管225

6.2.3 绕流光管管束228

6.2.4 绕流肋片管束231

6.3 绕流球体的强迫流动换热234

6.4 管内强迫流动换热238

6.4.1 管内流动边界层238

6.4.2 管内热边界层和换热240

6.4.3 截面平均温度的沿程变化242

6.4.4 管内对流换热的特征数方程245

6.5 特殊对流换热问题256

6.5.1 液态金属256

6.5.2 非牛顿流体257

6.5.3 调整流动换热258

6.6 强化传热259

6.6.1 传热强化的原理259

6.6.2 强化传热的基本途径260

6.7 对流换热的若干工程应用265

6.8 自然对流换热273

6.8.1 自然对流边界层274

6.8.2 动量和能量微分方程275

6.8.3 自然对流相似特征数276

6.8.4 大空间自然对流换热计算277

6.8.5 有限空间自然对流换热计算283

6.8.6 混合对流换热286

6.9 本章提要287

习题290

参考文献302

第7章 沸腾与凝结306

7.1 相变换热的基本概念307

7.2 沸腾换热308

7.2.1 池沸腾换热曲线308

7.2.2 池沸腾换热的计算关系式311

7.2.3 影响核态沸腾换热的主要因素314

7.2.4 强迫对流沸腾315

7.3 凝结换热318

7.3.1 表面凝结的形态318

7.3.2 竖壁层流膜状凝结理论解319

7.3.3 湍流膜状凝结换热计算322

7.3.4 水平管束外的膜状凝结换热323

7.3.5 影响膜状凝结换热的其他因素324

7.3.6 珠状凝结简介325

7.4.1 沸腾换热强化329

7.4 相变换热的强化技术329

7.4.2 凝结换热强化331

7.4.3 热管技术简介333

7.5 本章提要335

习题336

参考文献340

第8章 热辐射理论基础343

8.1 基本概念344

8.1.1 热辐射的基本特点344

8.1.2 电磁辐射的波谱344

8.1.3 吸收比、反射比和透过比345

8.1.4 辐射力与辐射强度347

8.1.5 有效辐射348

8.2 黑体辐射349

8.2.1 黑体辐射的基本性质349

8.2.2 普朗克定律350

8.2.4 斯忒藩-玻耳兹曼定律351

8.2.3 维恩位移定律351

8.2.5 波段辐射力352

8.2.6 兰贝特余弦定律352

8.3 实际表面辐射的方向特性和波长特性357

8.3.1 发射率357

8.3.2 实际表面辐射的波长特性358

8.3.3 实际表面辐射的方向特性359

8.3.4 实际表面的吸收特性360

8.3.5 基尔霍夫定律361

8.3.6 灰表面362

8.4 太阳辐射与环境辐射367

8.5 本章提要370

习题372

参考文献378

第9章 辐射换热计算380

9.1.1 角系数的定义381

9.1 辐射角系数381

9.1.2 角系数的基本性质382

9.1.3 角系数的计算方法384

9.2 黑表面之间的辐射交换389

9.3 封闭腔中漫灰表面间的辐射换热计算390

9.3.1 表面热阻391

9.3.2 网络方法：漫灰表面间的辐射热交换392

9.3.3 重辐射表面399

9.3.4 辐射屏蔽402

9.3.5 辐射换热的强化404

9.4 辐射换热的数值计算406

9.5 有气体参与时的辐射换热计算409

9.5.1 气体辐射的基本特征410

9.5.2 气体的发射率和吸收比410

9.5.3 气体与包壳间的辐射换热415

9.6 本章提要418

习题420

参考文献432

第10章 热交换器433

10.1 热交换器的主要形式与应用434

10.2 换热器的总传热系数438

10.3 换热器的平均传热温差439

10.3.1 对数平均温差439

10.3.2 顺流与逆流441

10.3.3 多程交叉流442

10.4 换热器的热计算：平均温差法446

10.4.1 换热器热计算的任务446

10.4.2 设计计算447

10.4.3 校核计算447

10.5 换热器的热计算：效能-传热单元数方法453

10.5.1 基本定义453

10.5.2 ε-NTU关系式453

10.5.3 ε-NTU方法的应用456

10.6 紧凑型热交换器461

10.7 换热器的污垢热阻463

10.8 本章提要464

习题465

参考文献471

附录473

附录1 部分理论解与结果473

1.1 一维对称加热（冷却）非稳态导热解析解的结果（大平板、无限长圆柱和球壳的诺膜图以及超越方程的前6个根）474

1.2 层流边界层方程精确解（相似解）483

1.3 层流边界层积分方程近似解486

附录2 部分数学函数表489

表2.1 高斯（Gauss）误差函数489

表2.2 高斯误差补函数的一次积分值490

表2.3 零阶与一阶第一类贝塞尔（Bessel）函数490

表2.4 第一类与第二类修正贝塞尔函数491

表3.1 部分金属与合金的热物理性质492

附录3 常用材料热物性参数492

表3.2 部分非金属材料的热物理性质494

表3.3 若干保温材料的热物理性质495

表3.4 部分液体的热物理性质496

表3.5 部分气体的热物理性质（p=1.0132X105Pa）498

表3.6 部分生物材料的热物理性质499

表3.7干空气的热物理性质（p=1.0132X105Pa）500

表3.8 饱和水的热物理性质501

表3.9 干饱和水蒸气的热物理性质502

表3.10 常用制冷剂（饱和液）和载冷剂的热物理性质504

表3.11 部分液态金属的热物理性质506

表3.12 黑体辐射函数表507

表3.13 部分材料表面的法向或半球向发射率507

表3.14 部分材料表面的太阳辐射性质509

表3.15 常用流体的污垢热阻推荐值510

参考文献511

索引(中英文对照)512