本书在内容上既有广度又有深度,同时力求内容精炼、简明扼要,做到理论与实际紧密联系,使读者既能掌握扎实的基础理论知识,又能培养实际运用知识的能力。本书共12章,主要内容包括绪论、热传导、热对流、热辐射、传热过程、数值方法、工程应用等。每章都有一定数量的例题,可帮助读者加深对知识的理解;每章后面都附有思考题与习题,可供读者学习参考。本书可作为高等学校能源动力类、机械类等专业的本科生教材,也可供有关工程技术人员参考。
章绪论11.1传热学的研究对象和任务11.2热量传递的基本方式21.2.1热传导21.2.2热对流41.2.3热辐射51.3传热过程61.4传热学的特点和研究方法8思考题与习题10第2章导热基本定律122.1导热的基本概念122.2傅里叶定律142.3热导率152.4导热问题的数学描述192.4.1导热微分方程192.4.2单值性条件22思考题与习题27第3章稳态热传导293.1一维稳态导热293.1.1平壁的稳态导热293.1.2圆筒壁的稳态导热343.1.3球壁的稳态导热373.2肋片导热383.2.1等截面直肋的稳态导热393.2.2肋片效率423.3其他稳态导热443.3.1二维稳态导热443.3.2多维稳态导热的形状因子解法473.4接触热阻49思考题与习题51第4章非稳态热传导554.1非稳态导热的基本概念554.2零维问题非稳态导热564.3一维问题非稳态导热594.3.1无限大平壁冷却或加热问题594.3.2诺模图634.4多维问题非稳态导热69思考题与习题70第5章对流传热基础725.1对流传热概述725.1.1牛顿冷却公式与表面传热系数725.1.2对流传热的影响因素735.1.3对流传热的分类745.2边界层理论755.2.1流动边界层755.2.2热边界层765.3对流传热的数学描述775.3.1表面传热系数775.3.2能量微分方程785.3.3对流传热问题的数学描述805.3.4对流传热微分方程组的简化815.4量纲分析825.5相似原理845.5.1相似原理的内容845.5.2相似原理指导下的实验研究方法87思考题与习题93第6章单相对流传热的计算956.1流体外掠平板层流对流传热的分析解956.1.1速度场的求解结果956.1.2温度场的求解结果966.2内部强制对流传热的计算986.2.1管内流动与对流传热问题986.2.2管内强制对流传热特征数关联式1036.2.3计算举例1066.3外部强制对流传热的计算1096.3.1外掠平板1096.3.2横掠单管1116.3.3横掠管束1126.3.4计算举例1146.4自然对流传热1156.4.1自然对流传热的特点1156.4.2自然对流传热的准则关联式1166.4.3大空间自然对流传热实验关联式1176.4.4有限空间自然对流传热实验关联式1186.4.5计算举例119思考题与习题121第7章相变对流传热1257.1凝结传热1257.1.1膜状凝结和珠状凝结1257.1.2膜状凝结传热分析解及计算关联式1267.1.3膜状凝结传热的影响因素1297.1.4膜状凝结传热的强化1307.2沸腾传热1327.2.1大容器饱和沸腾曲线1327.2.2核态沸腾传热的主要影响因素1337.2.3大容器饱和核态沸腾传热的实验关联式134思考题与习题136第8章热辐射的基本概念与定律1398.1热辐射的基本概念1398.1.1电磁波的波谱和热辐射的特点1398.1.2物体表面对热辐射的作用1408.2黑体辐射的基本定律1428.2.1辐射力和辐射强度1428.2.2斯忒藩-玻耳兹曼定律1438.2.3普朗克定律和维恩位移定律1438.2.4兰定律1458.3实际物体和灰体的热辐射1478.3.1实际物体的辐射特性1488.3.2实际物体的吸收特性1508.3.3吸收率与发射率的关系——基尔霍夫定律151思考题与习题154第9章辐射传热的计算1579.1辐射传热的角系数1579.1.1角系数的定义1579.1.2角系数的性质1589.1.3角系数的计算方法1599.2封闭系统中被透热介质隔开的灰体表面间的辐射传热1639.2.1封闭腔模型1639.2.2有效辐射1649.2.3有效辐射与辐射传热量的关系1649.2.4两个漫灰表面组成的封闭腔的辐射传热1649.2.5多表面系统漫灰表面的辐射传热的网络求解法1669.3气体辐射简介1699.4辐射传热的控制1709.4.1覆盖光谱选择性涂层改变表面发射率1709.4.2遮热板(辐射屏)削弱辐射传热171思考题与习题1720章传热过程与热交换器17510.1传热过程的分析与计算17510.1.1通过平壁的传热过程计算17510.1.2通过圆筒壁的传热过程计算17610.1.3通过肋壁的传热过程计算17810.2热交换器的类型18010.3热交换器的热力计算18210.3.1传热计算的基本方程式18210.3.2对数平均温差法18310.3.3效能-传热单元数法18710.4热交换器传热过程的强化和削弱19110.4.1传热过程的强化19110.4.2传热过程的削弱193思考题与习题1931章传热问题的数值方法19611.1数值方法的基本思想19611.2区域离散化19711.3微分方程的离散19811.3.1有限差分法19811.3.2有限元法19911.3.3有限体积法20011.4节点温度差分方程组的迭代求解20311.5稳态热传导问题的数值求解20511.5.1求解域的离散化20511.5.2节点温度差分方程的建立20511.6非稳态热传导问题的有限差分法20911.7对流传热问题的数值求解21211.7.1直角坐标系中的对流-扩散方程21211.7.2用控制容积积分法进行离散21211.7.3五点格式的通用离散方程21311.8辐射传热问题的数值解法21411.8.1热辐射数值计算的特点21411.8.2热辐射数值计算的分类21411.8.3辐射传热积分方程近似解法215思考题与习题2182章工程应用22012.1热管及其应用22012.1.1热管的结构、工作原理和特性22012.1.2热管的传热极限22112.1.3热管的分类、特点和用途22212.2新型空冷传热技术22412.2.1空冷技术的原理及特点22412.2.2直接空冷系统的组成22512.3电动汽车动力电池组的热管理22612.3.1电池热模型22712.3.2电池组最优工作温度范围22712.3.3电池热场计算及温度预测22812.3.4传热介质的选择22912.3.5热管理系统散热结构设计22912.3.6风机与测温点的选择23012.3.7加热系统23012.4太阳能的热利用23012.4.1太阳能的利用形式23112.4.2太阳能利用技术未来的发展趋势23112.5新型导热和绝热材料23212.5.1新型导热材料23212.5.2新型绝热(保温)材料233思考题与习题237附录238附录A常用单位换算表238附录B金属材料的密度、比热容和热导率239附录C保温、建筑及其他材料的密度和热导率240附录D几种保温、耐火材料的热导率与温度的关系241附录E大气压力(p=1.01325×105Pa)下干空气的热物理性质241附录F大气压力(p=1.01325×105Pa)下标准烟气的热物理性质242附录G大气压力(p=1.01325×105Pa)下过热水蒸气的热物理性质242附录H饱和水的热物理性质243附录I干饱和水蒸气的热物理性质244附录J几种饱和液体的热物理性质245附录K几种液体的体胀系数248附录L液态金属的热物理性质248附录M类贝塞尔(Bessel)函数249附录N误差函数选摘250附录O常用材料的表面发射率250附录P常用热交换器传热系数的大致范围252附录Q生物材料的热物理性质253参考文献254