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符号1

第一章 绪论1

1.1 何谓传热及如何传热1

1.2 传热的物理机理和能量传输速率方程1

1.2.1 传导2

1.2.2 对流3

1.2.3 辐射5

1.2.4 与热力学的关系7

1.3 能量的守恒要求7

1.3.1 控制体积中的能量守恒7

1.3.2 表面能量平衡9

1.3.3 能量守恒定律的应用方法10

1.4 传热问题的分析方法10

1.5 传热学的重要性11

1.6 单位和量纲11

1.7 小结13

习题14

第二章 热传导引论18

2.1 热传导速率方程18

2.2 材料的热物性20

2.2.1 导热系数20

2.2.2 其它有关参数22

2.3 热扩散方程23

2.4 边界条件和初始条件28

2.5 小结30

参考文献30

习题31

第三章 一维稳态热传导35

3.1 平壁35

3.1.1 温度分布35

3.1.2 热阻36

3.1.3 复合壁37

3.1.4 接触热阻38

3.2 导热分析的另一种方法40

3.3 径向系统42

3.3.1 圆柱体42

3.3.2 球体45

3.4 具有内热源时的热扩散47

3.4.1 平壁47

3.4.2 径向系统50

3.4.3 热阻概念的应用53

3.5 延伸表面上的传热53

3.5.1 延伸表面导热的一般分析54

3.5.2 均匀横截面的肋片55

3.5.3 肋片性能58

3.6 小结61

参考文献61

习题62

第四章 二维稳态热传导71

4.1 可供选择的几种方法71

4.2 图解法72

4.2.1 画通量图的方法72

4.2.2 传热速率的确定73

4.2.3 热传导形状因子73

4.3 电模拟76

4.4 有限差分方程77

4.4.1 节点网格77

4.4.2 导热方程的有限差分形式78

4.4.3 能量平衡法78

4.5 有限差分的解81

4.5.1 松驰法81

4.5.2 高斯—塞德尔迭代法84

4.5.3 矩阵求逆法86

4.6 小结87

参考文献88

习题88

第五章 瞬态热传导95

5.1 集总热容法95

5.2 集总热容法成立的条件97

5.3 一般的求解方法99

5.4 有对流表面条件的一维系统100

5.5 半无限大固体106

5.6 多维的影响108

5.7 有限差分法112

5.7.1 导热方程的离散化112

5.7.2 能量平衡法113

5.7.3 进一步的计论114

5.8 电模拟法120

5.9 小结122

参考文献122

习题123

第六章 对流引论130

6.1 对流换热问题130

6.2 对流边界层133

6.2.1 速度边界层133

6.2.2 热边界层134

6.2.3 浓度边界层135

6.2.4 边界层的重要意义136

6.3 层流和湍流流动137

6.4 对流传递方程138

6.4.1 速度边界层138

6.4.2 热边界层141

6.4.3 浓度边界层142

6.5 近似和特殊条件146

6.6 边界层相似：无量纲化的对流传递方程148

6.6.1 边界层相似参数148

6.6.2 解的函数形式149

6.7 无量纲参数的物理意义153

6.8 边界层类比155

6.8.1 传热和传质的类比155

6.8.2 蒸发冷却158

6.8.3 雷诺类比159

6.9 湍流的影响160

6.10 对流系数162

6.11 小结162

参考文献163

习题163

第七章 外部流动170

7.1 经验关系式的性质170

7.2 平行流中的平板172

7.2.1 层流流动172

7.2.2 湍流流动173

7.2.3 混合边界层条件174

7.3 对流计算的方法175

7.4 横向流动中的圆柱体180

7.4.1 流动条件180

7.4.2 对流传热和传质181

7.5 圆球186

7.6 横向流过管簇187

7.7 堆积床193

7.8 小结193

参考文献195

习题196

第八章 内部流动202

8.1 流体动力学的问题202

8.1.1 流动条件202

8.1.2 平均速度203

8.1.3 充分开展区的速度分布203

8.1.4 充分开展流动的压力梯度和摩擦因子204

8.2 热的问题206

8.2.1 平均温度207

8.2.2 牛顿冷却定律207

8.2.3 充分开展的条件207

8.3 能量平衡210

8.3.1 一般的讨论210

8.3.2 等表面热流密度212

8.3.3 等表面温度214

8.4 对流关系式：圆管内的层流流动215

8.4.1 充分开展区215

8.4.2 入口段218

8.5 对流关系式：圆管内的湍流流动219

8.6 对流关系式：非圆形管222

8.7 同心管套222

8.8 对流传质224

8.9 小结225

参考文献227

习题227

第九章 自然对流233

9.1 物理机理的讨论233

9.2 控制方程235

9.3 相似性的讨论236

9.4 垂直表面上的层流自然对流237

9.5 湍流的影响239

9.6 经验关系式：外部的自然对流流动240

9.6.1 竖板241

9.6.2 水平板242

9.6.3 倾斜平板244

9.6.4 长的水平圆柱244

9.6.5 圆球245

9.7 经验关系式：封闭空间246

9.7.1 矩形腔体246

9.7.2 同心的圆柱248

9.7.3 同心的圆球248

9.8 混合的自然对流和强迫对流250

9.8.1 垂直平板和水平平板250

9.8.2 水平的圆柱和圆球250

9.8.3 管内流动250

9.9 对流传质251

9.10 小结251

参考文献251

习题253

第十章 沸腾和凝结257

10.1 沸腾的物理机理257

10.2 沸腾关系式260

10.2.1 核态池内沸腾260

10.2.2 核态池内沸腾的临界热流密度261

10.2.3 膜态池内沸腾263

10.2.4 强迫对流沸腾264

10.3 凝结的物理机理265

10.4 垂直板上的层流膜状凝结266

10.5 湍流膜状凝结269

10.6 水平管和水平管簇上的膜状凝结271

10.7 水平管内的膜状凝结272

10.8 小结272

参考文献273

习题274

第十一章 换热器276

11.1 换热器的类型276

11.2 总传热系数278

11.3 换热器分析：利用对数平均温差279

11.3.1 顺流换热器280

11.3.2 逆流换热器281

11.3.3 特定的运行条件282

11.3.4 多流程和叉流换热器282

11.4 换热器分析：有效度-NTU法288

11.4.1 定义288

11.4.2 有效度-NTU之间的关系289

11.5 换热器计算的方法292

11.6 小结295

参考文献296

习题296

第十二章 辐射：过程和性质299

12.1 基本概念299

12.2 辐射强度301

12.2.1 定义301

12.2.2 有关发射的概念303

12.2.3 有关辐照的概念305

12.2.4 有关有效辐射密度的概念306

12.3 黑体辐射307

12.3.1 普朗克分布307

12.3.2 维恩位移定律308

12.3.3 斯蒂芬—波尔兹曼定律309

12.3.4 带发射309

12.4 表面发射313

12.5 表面吸收、反射和透射319

12.5.1 吸收率320

12.5.2 反射率321

12.5.3 透过率322

12.5.4 特殊情况322

12.6 基尔霍夫定律325

12.7 灰表面327

12.8 环境辐射331

12.9 小结335

参考文献337

习题338

第十三章 辐射：表面之间的换热346

13.1 视角系数346

13.1.1 视角系数积分346

13.1.2 视角系数关系347

13.2 黑体辐射换热352

13.3 腔体中漫射一灰表面之间的辐射换热354

13.3.1 一个表面上的净辐射换热354

13.3.2 表面之间的辐射换热355

13.3.3 双表面腔体359

13.3.4 防辐射屏361

13.3.5 再辐射表面363

13.4 一些附加的影响366

13.4.1 容积吸收366

13.4.2 气体发射和吸收367

参考文献370

习题371

第十四章 多种模式传热和传质问题378

习题387

第十五章 扩散传质393

15.1 物理起因和流率方程393

15.1.1 物理起因393

15.1.2 斐克扩散定律394

15.1.3 限制条件394

15.1.4 质量扩散系数398

15.2 组份守恒398

15.2.1 控制容积的组份守恒398

15.2.2 质量扩散方程398

15.3 边界和初始条件400

15.4 不存在均相化学反应的质量扩散403

15.4.1 给定表面浓度的静止介质403

15.4.2 伴有催化表面反应的静止介质406

15.4.3 等摩尔逆扩散408

15.4.4 竖筒内的蒸发410

15.5 伴有均相化学反应的质量扩散411

15.6 瞬态扩散414

参考文献416

习题417

附录A 物质的热物理性质420

附录B 某些数学关系式和函数451

附录C 二维稳定态热传导：严格解453

附录D 平板上平行流动的层流边界层的严格解456

附录E 平板上平行流动的层流边界层的积分解459

主要名词汉英对照462