传热和传质基本原理
¥68.00定价
作者: [美]弗兰克 P.英克鲁
出版时间:2022年1月
出版社:化学工业出版社
- 化学工业出版社
- 9787122002006
- 1版
- 90534
- 60230254-9
- 16开
- 2022年1月
- 工学
- 动力工程及工程热物理
- TK124
- 化工类
- 本科
内容简介
本书译自《传热和传质基本原理》第六版。
本书从传热学的一些基本概念和原理入手,深入讨论了热传导、对流和辐射的基本原理,其中还包括对流传质与扩散传质的一些内容。文中穿插了典型例题,并给出了详细的解析。每章末附有大量实用的习题,供读者练习。全书最后附有物质的热物性等数据,以方便读者查阅。全书语言流畅,图文并茂,论理清楚,实用性强,是一本传热和传质学方面不可多得的经典教材。本书还配有习题集,给出了重要习题的详细解答步骤,可供参考使用。
本书可作为热能与动力工程专业的教材,也可供制冷、建筑热工、化工、机械、冶金、航空航天等专业的相关人员阅读。
本书从传热学的一些基本概念和原理入手,深入讨论了热传导、对流和辐射的基本原理,其中还包括对流传质与扩散传质的一些内容。文中穿插了典型例题,并给出了详细的解析。每章末附有大量实用的习题,供读者练习。全书最后附有物质的热物性等数据,以方便读者查阅。全书语言流畅,图文并茂,论理清楚,实用性强,是一本传热和传质学方面不可多得的经典教材。本书还配有习题集,给出了重要习题的详细解答步骤,可供参考使用。
本书可作为热能与动力工程专业的教材,也可供制冷、建筑热工、化工、机械、冶金、航空航天等专业的相关人员阅读。
目录
第1章导论1
11何谓传热及如何传热1
12物理机理和速率方程1
121传导2
122对流4
123辐射6
124与热力学的关系9
13能量的守恒要求9
131控制容积的能量守恒9
132表面的能量平衡17
133守恒定律的应用方法要点20
14传热问题的分析方法20
15传热学的重要性22
16单位和量纲24
17小结26
参考文献28
习题28
第2章热传导引论34
21传导速率方程34
22材料的热物性36
221热导率36
222其他有关物性41
23热扩散方程43
24边界和初始条件49
25小结51
参考文献52
习题52
第3章一维、稳态热传导58
31平壁58
311温度分布59
312热阻60
313复合壁61
314接触热阻62
32导热分析的另一种方法70
33径向系统73
331圆柱体73
332球体77
34一维导热结果汇总80
35有内热源时的导热80
351平壁81
352径向系统85
353热阻概念的应用90
36扩展表面的传热90
361扩展表面导热的一般分析92
362等截面肋片93
363肋片性能98
364非等截面积肋片100
365表面总效率101
37生物热方程109
38小结112
参考文献114
习题114
第4章二维稳态导热125
41可供选择的处理方法125
42分离变量法126
43导热形状因子和无量纲导热速率129
44有限差分方程132
441节点网格132
442导热方程的有限差分形式133
443能量平衡法134
45有限差分方程的求解139
451矩阵求逆法140
452高斯赛德尔迭代法141
453若干需要注意的问题145
46小结149
参考文献149
习题150
第5章瞬态导热156
51集总热容法156
52应用集总热容法的条件158
53通用集总热容分析161
54空间效应166
55有对流条件的平壁167
551严格解167
552近似解168
553总能传输168
554附加的讨论170
56有对流条件的径向系统170
561严格解170
562近似解171
563总的能量传输171
564附加的讨论172
57半无限大固体176
58伴有定表面温度或定表面热流密度的
物体180
581定温边界条件181
582定热流密度边界条件182
583近似解182
59周期性加热186
510有限差分析188
5101导热方程的离散化显式法188
5102导热方程的离散化隐式法193
511小结200
参考文献201
习题201
第6章对流导论211
61对流边界层211
611速度边界层211
612热边界层212
613浓度边界层213
614边界层的重要意义214
62局部和平均对流系数214
621传热214
622传质215
623对流问题216
63层流和湍流219
631层流和湍流速度边界层219
632层流和湍流状态下的热和组分
浓度边界层221
64边界层方程223
641层流边界层方程224
65边界层相似无量纲边界层方程226
651边界层相似参数226
652解的函数形式227
66无量纲参数的物理意义231
67边界层类比233
671传热和传质类比233
672蒸发冷却236
673雷诺类比238
68对流系数239
69小结239
参考文献240
习题240
第7章外部流动245
71实验方法245
72平行流中的平板247
721等温平板上的层流相似解247
722等温平板上的湍流252
723混合边界层状态252
724非加热起始长度253
725具有恒定热流密度的平板254
726使用对流系数的限制255
73对流计算的方法255
74横向流动中的圆柱体261
741流动情况261
742对流传热和传质263
75圆球269
76横向通过管簇的流动271
77冲击射流279
771流体力学及几何上的考虑279
772对流传热和传质280
78堆积床284
79小结284
参考文献286
习题287
第8章内部流动297
81流体力学问题297
811流动状态297
812平均速度298
813充分发展区中的速度分布298
814充分发展流动中的压力梯度和
摩擦因子300
82热的问题301
821平均温度302
822牛顿冷却定律302
823充分发展的状态303
83能量平衡305
831概述305
832等表面热流密度306
833等表面温度309
84圆管内的层流热分析和对流
关系式311
841充分发展区311
842入口区316
85对流关系式圆管内的湍流318
86对流关系式非圆形管和同心管套321
87强化传热324
88微尺度内部流动326
881微尺度内部流动中的流动状态326
882微尺度内部流动中的传热326
89对流传质328
810小结330
参考文献332
习题333
第9章自然对流342
91物理的讨论342
92控制方程344
93相似性讨论345
94垂直表面上的层流自然对流346
95湍流的影响348
96实验关系式外部自然对流流动349
961垂直平板350
962倾斜和水平平板352
963水平长圆柱356
964圆球358
97平行平板间槽道内的自然对流359
971垂直槽道359
972倾斜槽道361
98实验关系式封闭空间361
981矩形腔体361
982同心圆柱363
983同心圆球364
99联合的自然和受迫对流365
910对流传质366
911小结367
参考文献367
习题369
第10章沸腾和凝结377
101沸腾和凝结中的无量纲参数377
102沸腾模式378
103池内沸腾378
1031沸腾曲线378
1032池内沸腾的模式379
104池内沸腾关系式381
1041核态池内沸腾381
1042核态池内沸腾的临界热流
密度382
1043热流密度的极小值383
1044膜态池内沸腾383
1045参数对池内沸腾的影响384
105受迫对流沸腾387
1051外部受迫对流沸腾388
1052两相流动388
1053微槽道中的两相流动390
106凝结的物理机理390
107垂直板上的层流膜状凝结392
108湍流膜状凝结395
109径向系统中的膜状凝结398
1010水平管内的膜状凝结400
1011珠状凝结401
1012小结401
参考文献402
习题404
第11章换热器408
111换热器的类型408
112总传热系数410
113换热器分析利用对数平均温差412
1131顺流换热器413
1132逆流换热器414
1133特殊的运行状况415
114换热器分析有效度NTU法420
1141定义420
1142有效度NTU关系式421
115换热器设计和性能计算利用有
效度NTU法427
116紧凑式换热器431
117小结435
参考文献436
习题436
第12章辐射过程和性质442
121基本概念442
122辐射强度444
1221数学定义444
1222辐射强度及其与发射的关系445
1223有关辐照密度的概念448
1224有关有效辐射密度的概念450
123黑体辐射451
1231普朗克分布451
1232维恩位移定律452
1233斯蒂芬波尔兹曼定律453
1234带发射453
124实际表面的发射456
125实际表面的吸收、反射和透射462
1251吸收率463
1252反射率464
1253透过率465
1254要额外考虑的一些问题465
126基尔霍夫定律469
127灰表面471
128环境辐射476
129小结480
参考文献482
习题482
第13章表面之间的辐射换热492
131视角系数492
1311视角系数积分492
1312视角系数关系式493
132腔体中不透辐射的漫射灰表面之间
的辐射换热500
1321一个表面上的净辐射换热500
1322表面之间的辐射换热501
1323黑体辐射换热506
1324两个表面的腔体507
1325防辐射屏507
1326再辐射表面510
133多种模式传热513
134伴有参与介质的辐射换热515
1341容积吸收515
1342气体发射和吸收516
135小结519
参考文献520
习题520
第14章扩散传质530
141物理起因和流率方程530
1411物理起因530
1412混合物的组成531
1413斐克(Fick)扩散定律532
1414质量扩散率532
142在非静止介质中的质量扩散534
1421绝对和扩散组分流密度534
1422柱状容器中的蒸发536
143静止介质近似540
144静止介质的组分守恒540
1441控制容积的组分守恒540
1442质量扩散方程541
1443给定表面浓度的静止介质543
145边界条件和交界面上浓度的不
连续性545
1451蒸发和升华545
1452气体在液体和固体中的
溶解度546
1453催化表面反应549
146伴随均质化学反应的质量扩散551
147瞬态扩散553
148小结557
参考文献558
习题558
附录561
附录A物质的热物性561
附录B数学关系式和函数584
附录C与一维稳态系统中均匀产热相关的
热状态587
附录D对流传递方程590
D1质量守恒591
D2牛顿第二运动定律591
D3能量守恒591
D4组分守恒592
附录E湍流边界层方程592
附录F平板上平行流动的层流边界层的
积分解593
索引598
11何谓传热及如何传热1
12物理机理和速率方程1
121传导2
122对流4
123辐射6
124与热力学的关系9
13能量的守恒要求9
131控制容积的能量守恒9
132表面的能量平衡17
133守恒定律的应用方法要点20
14传热问题的分析方法20
15传热学的重要性22
16单位和量纲24
17小结26
参考文献28
习题28
第2章热传导引论34
21传导速率方程34
22材料的热物性36
221热导率36
222其他有关物性41
23热扩散方程43
24边界和初始条件49
25小结51
参考文献52
习题52
第3章一维、稳态热传导58
31平壁58
311温度分布59
312热阻60
313复合壁61
314接触热阻62
32导热分析的另一种方法70
33径向系统73
331圆柱体73
332球体77
34一维导热结果汇总80
35有内热源时的导热80
351平壁81
352径向系统85
353热阻概念的应用90
36扩展表面的传热90
361扩展表面导热的一般分析92
362等截面肋片93
363肋片性能98
364非等截面积肋片100
365表面总效率101
37生物热方程109
38小结112
参考文献114
习题114
第4章二维稳态导热125
41可供选择的处理方法125
42分离变量法126
43导热形状因子和无量纲导热速率129
44有限差分方程132
441节点网格132
442导热方程的有限差分形式133
443能量平衡法134
45有限差分方程的求解139
451矩阵求逆法140
452高斯赛德尔迭代法141
453若干需要注意的问题145
46小结149
参考文献149
习题150
第5章瞬态导热156
51集总热容法156
52应用集总热容法的条件158
53通用集总热容分析161
54空间效应166
55有对流条件的平壁167
551严格解167
552近似解168
553总能传输168
554附加的讨论170
56有对流条件的径向系统170
561严格解170
562近似解171
563总的能量传输171
564附加的讨论172
57半无限大固体176
58伴有定表面温度或定表面热流密度的
物体180
581定温边界条件181
582定热流密度边界条件182
583近似解182
59周期性加热186
510有限差分析188
5101导热方程的离散化显式法188
5102导热方程的离散化隐式法193
511小结200
参考文献201
习题201
第6章对流导论211
61对流边界层211
611速度边界层211
612热边界层212
613浓度边界层213
614边界层的重要意义214
62局部和平均对流系数214
621传热214
622传质215
623对流问题216
63层流和湍流219
631层流和湍流速度边界层219
632层流和湍流状态下的热和组分
浓度边界层221
64边界层方程223
641层流边界层方程224
65边界层相似无量纲边界层方程226
651边界层相似参数226
652解的函数形式227
66无量纲参数的物理意义231
67边界层类比233
671传热和传质类比233
672蒸发冷却236
673雷诺类比238
68对流系数239
69小结239
参考文献240
习题240
第7章外部流动245
71实验方法245
72平行流中的平板247
721等温平板上的层流相似解247
722等温平板上的湍流252
723混合边界层状态252
724非加热起始长度253
725具有恒定热流密度的平板254
726使用对流系数的限制255
73对流计算的方法255
74横向流动中的圆柱体261
741流动情况261
742对流传热和传质263
75圆球269
76横向通过管簇的流动271
77冲击射流279
771流体力学及几何上的考虑279
772对流传热和传质280
78堆积床284
79小结284
参考文献286
习题287
第8章内部流动297
81流体力学问题297
811流动状态297
812平均速度298
813充分发展区中的速度分布298
814充分发展流动中的压力梯度和
摩擦因子300
82热的问题301
821平均温度302
822牛顿冷却定律302
823充分发展的状态303
83能量平衡305
831概述305
832等表面热流密度306
833等表面温度309
84圆管内的层流热分析和对流
关系式311
841充分发展区311
842入口区316
85对流关系式圆管内的湍流318
86对流关系式非圆形管和同心管套321
87强化传热324
88微尺度内部流动326
881微尺度内部流动中的流动状态326
882微尺度内部流动中的传热326
89对流传质328
810小结330
参考文献332
习题333
第9章自然对流342
91物理的讨论342
92控制方程344
93相似性讨论345
94垂直表面上的层流自然对流346
95湍流的影响348
96实验关系式外部自然对流流动349
961垂直平板350
962倾斜和水平平板352
963水平长圆柱356
964圆球358
97平行平板间槽道内的自然对流359
971垂直槽道359
972倾斜槽道361
98实验关系式封闭空间361
981矩形腔体361
982同心圆柱363
983同心圆球364
99联合的自然和受迫对流365
910对流传质366
911小结367
参考文献367
习题369
第10章沸腾和凝结377
101沸腾和凝结中的无量纲参数377
102沸腾模式378
103池内沸腾378
1031沸腾曲线378
1032池内沸腾的模式379
104池内沸腾关系式381
1041核态池内沸腾381
1042核态池内沸腾的临界热流
密度382
1043热流密度的极小值383
1044膜态池内沸腾383
1045参数对池内沸腾的影响384
105受迫对流沸腾387
1051外部受迫对流沸腾388
1052两相流动388
1053微槽道中的两相流动390
106凝结的物理机理390
107垂直板上的层流膜状凝结392
108湍流膜状凝结395
109径向系统中的膜状凝结398
1010水平管内的膜状凝结400
1011珠状凝结401
1012小结401
参考文献402
习题404
第11章换热器408
111换热器的类型408
112总传热系数410
113换热器分析利用对数平均温差412
1131顺流换热器413
1132逆流换热器414
1133特殊的运行状况415
114换热器分析有效度NTU法420
1141定义420
1142有效度NTU关系式421
115换热器设计和性能计算利用有
效度NTU法427
116紧凑式换热器431
117小结435
参考文献436
习题436
第12章辐射过程和性质442
121基本概念442
122辐射强度444
1221数学定义444
1222辐射强度及其与发射的关系445
1223有关辐照密度的概念448
1224有关有效辐射密度的概念450
123黑体辐射451
1231普朗克分布451
1232维恩位移定律452
1233斯蒂芬波尔兹曼定律453
1234带发射453
124实际表面的发射456
125实际表面的吸收、反射和透射462
1251吸收率463
1252反射率464
1253透过率465
1254要额外考虑的一些问题465
126基尔霍夫定律469
127灰表面471
128环境辐射476
129小结480
参考文献482
习题482
第13章表面之间的辐射换热492
131视角系数492
1311视角系数积分492
1312视角系数关系式493
132腔体中不透辐射的漫射灰表面之间
的辐射换热500
1321一个表面上的净辐射换热500
1322表面之间的辐射换热501
1323黑体辐射换热506
1324两个表面的腔体507
1325防辐射屏507
1326再辐射表面510
133多种模式传热513
134伴有参与介质的辐射换热515
1341容积吸收515
1342气体发射和吸收516
135小结519
参考文献520
习题520
第14章扩散传质530
141物理起因和流率方程530
1411物理起因530
1412混合物的组成531
1413斐克(Fick)扩散定律532
1414质量扩散率532
142在非静止介质中的质量扩散534
1421绝对和扩散组分流密度534
1422柱状容器中的蒸发536
143静止介质近似540
144静止介质的组分守恒540
1441控制容积的组分守恒540
1442质量扩散方程541
1443给定表面浓度的静止介质543
145边界条件和交界面上浓度的不
连续性545
1451蒸发和升华545
1452气体在液体和固体中的
溶解度546
1453催化表面反应549
146伴随均质化学反应的质量扩散551
147瞬态扩散553
148小结557
参考文献558
习题558
附录561
附录A物质的热物性561
附录B数学关系式和函数584
附录C与一维稳态系统中均匀产热相关的
热状态587
附录D对流传递方程590
D1质量守恒591
D2牛顿第二运动定律591
D3能量守恒591
D4组分守恒592
附录E湍流边界层方程592
附录F平板上平行流动的层流边界层的
积分解593
索引598