《高等傳熱學》

《高等傳熱學》在內容上力爭反映出航空航天科學技術特色,注重研究性學習特點和創新能力培養。可作為高等學校航空宇航科學與技術、動力工程及工程熱物理等學科研究生的教科書或參考書,也可供其他專業選用和有關科技人員參考。

基本信息

內容簡介

高等傳熱學》是為了適應研究生高等傳熱學課程教學而編著的。全書共12章。主要介紹導熱的理論基礎、導熱問題的精確分析解、導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、表面間的輻射換熱和介質熱輻射等基本內容,以及對流換熱強化技術、高溫燃氣與渦輪葉片的換熱、航空發動機熱端部件典型強化冷卻方式和紅外抑制器技術等4個專題。全書採用國際單位制,各章都附有思考題和習題。

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技術中的典型套用
1-3傳熱過程分析
1-4建立合理的能量方程
思考與習題
參考文獻
第二章導熱的理論基礎
2-1導熱的基本定律
2-2導熱係數和導熱機理
2-3導熱問題的完整數學描述
2-4處理導熱問題的幾個要點
2-5導熱問題的求解方法
思考與習題
參考文獻
第三章導熱問題的精確分析解
3-1肋片的穩定導熱
3-2二維穩態導熱
3-3多孔壁導熱
3-4直流式對流冷卻導向葉片的溫度分布
3-5非穩態導熱
3-6導熱的波動學說
思考與習題
參考文獻
第四章導熱問題的近似分析解
4-1二維穩態導熱的積分解
4-2一維瞬態導熱的積分解
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對流換熱過程的數學描寫
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
思考與習題
參考文獻
第六章層流對流換熱
6-1無限大平行平板間的層流強迫對流換熱
6-2常物性流體管內層流強迫對流換熱
6-3兩側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換熱
思考與習題
參考文獻
第七章湍流對流換熱
7-1湍流的半經驗理論與湍流模型1
7-2外掠平壁的湍流對流換熱
7-3管內湍流對流換熱
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相似理論及其套用
8-2氣膜冷卻的相似準則推導
8-3類比原理及其套用
思考與習題
參考文獻
第九章熱輻射的理論基礎
9-1熱輻射的基本概念
9-2黑體輻射
9-3非黑體輻射
思考與習題
參考文獻
第十章表面間的輻射換熱
10-1角係數
10-2網路法
10-3淨熱量法
10-4非漫、灰表面輻射換熱計算的特點
10-5遮熱板
思考與習題
參考文獻
第十一章介質熱輻射
11-1介質對輻射能量的吸收、發射和散射
11-2輻射傳遞方程與輻射能量方程
11-3介質熱輻射的計算
11-4介質熱輻射的工程計算
思考與習題
參考文獻
第十二章傳熱套用專題
12-1對流換熱強化技術
12-2高溫燃氣與渦輪葉片的換熱
12-3航空發動機熱端部件典型強化冷卻方式
12-4紅外抑制器技術
思考與習題
參考文獻
附錄
附錄1常用單位換算表
附錄2金屬材料的密度、比熱容和導熱係數
附錄3保溫、非金屬材料的密度和導熱係數
附錄4大氣壓力下幾種氣體的熱物理性質
附錄5空氣在不同壓力和溫度下的熱物理性質
附錄6乾飽和水蒸氣的熱物理性質
附錄7大氣壓力下標準煙氣的熱物理性質
附錄8大氣壓力下過熱水蒸氣的熱物理性質
附錄9飽和水的熱物理性質
附錄10幾種飽和液體的熱物理性質
附錄11液態金屬的熱物理性質
附錄12材料輻射率
附錄13雙曲線函式表
附錄14貝塞爾函式
附錄15誤差函式或機率積分表
附錄16拉普拉斯變換表
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前言

本書是為了適應研究生高等傳熱學課程教學而編著的。在編著過程中,作者主要基於以下幾點思考:
(1)傳熱學作為一門系統的科學,在它的形成和發展的歷史中,有許多值得我們思索的現象和方法論。有些問題在本科教學中尚無法展開,譬如傅立葉定律適用的條件與非傅立葉效應現象;擴展表面一維導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係的一般表達式;角係數的適定性等。因此本書在內容上注意與本科階段的傳熱學內容過渡銜接,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,培養研究生用發展的觀點來了解傳熱學理論體系的形成和發展過程以及趨勢。
(2)理論分析解法對解決很多工程問題發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)是以數學分析為基礎,通過求解微分方程以獲得用函式形式表示的溫度分布。但是,對於幾何形狀複雜,變物性或複雜邊界條件等問題,分析解往往很繁瑣甚至難以獲得。隨著計算傳熱學的發展,用數值模擬的方法來解決複雜的傳熱問題正起到越來越重要的作用,在這種趨勢下,本書對高等傳熱學的教學內容進行了適當調整,儘量避免繁瑣的數學分析解法的敘述,而關注物理模型和數學模型的有機結合,強調對傳熱過程物理模型和機理的闡述以及數學模型建立的思路。
(3)為了體現航空航天科學技術特色,本書在緒論中扼要介紹了傳熱研究在航空宇航科學技術中的典型套用背景,在相關章節中充實了直流式對流冷卻導向葉片的溫度分布、氣膜冷卻的相似準則推導等內容,在第12章中針對對流換熱強化技術、高溫燃氣與渦輪葉片的換熱、航空發動機熱端部件典型強化冷卻方式和紅外抑制器技術等專題進行了簡要敘述。

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