![[按需印刷] 工程传热传质学(下册)（第二版）](https://pic.windowsfront.com/10439859389/576e4b84Nc1819060.jpg)
具体描述
内容介绍
《工程传热传质学（第2版）》是为满足研究生 培养需要而撰写的。全书共16章，分上、下两册。本 书是其中的下册，由王补宣编著。本书包括第8～16 章。第8～15章主要介绍自然对流受迫对流换热，相 变传热传质，多孔介质热、湿迁移，换热器的热计算 ，高速气流与稀薄气体的传热传质，微尺度传热传质 。第16章对现代传热领域中一些专题进行介绍，着重 考虑传热基本方式有机组合的分析原理。前后呼应， 力求达到全书风格的统一。注意求实地介绍当前高新 技术发展中的前沿性研究动态，以开阔视野。
本书可供从事传热传质研究和高新技术开发研究 的工程设计人员参考，也可供高等院校师生，从事交 叉学科领域及需要充实传热传质基础知识及其运用者 参考。
目录
目录 第二版前言 第*版(下册)前言 第8章 流体自由运动时的放热 347 §8-1 自然对流的相似数 347 §8-2 竖平板的无界自然对流 354 §8-3 无限空间的自由对流 370 §8-4 有限空间的自然对流 380 §8-5 由离心力产生的自然对流 386 §8-6 自由运动和受迫运动的混合对流换热 390 参考文献 391 第9章 单相流体受迫运动时的放热 395 §9-1 流体流过管道时的放热过程 395 §9-2 管内受迫层流时的放热 410 §9-3 管内受迫湍流时的放热 425 §9-4 横向绕流时的放热 430 §9-5 场协同机制 438 §9-6 冲击喷注 439 参考文献 441 第10章 相变传热 445 §10-1 物质的相态变化 445 §10-2 凝结 450 §10-3 池内沸腾 463 §10-4 流动沸腾 481 §10-5 液滴蒸发与喷雾冷却 500 §10-6 热管原理 503 §10-7 凝固和熔化 506 参考文献 511 第11章 传质与热？质迁移 516 §11-1 等温下的分子扩散传质 516 §11-2 等温下的对流扩散传质 521 §11-3 相际传质 528 §11-4 有传热耦合时的传质 531 §11-5 溶液沸腾和混合气冷凝 537 §11-6 自然环境中的传热传质 540 §11-7 有化学变化时的传热传质 544 参考文献 548 第12章 多孔介质的传热传质 550 §12-1 多孔介质的宏观性质 550 §12-2 多孔介质渗流的分析模式 556 §12-3 多孔介质中的自然对流 562 §12-4 多孔介质中的受迫对流 570 §12-5 毛细压力和滞后现象 580 §12-6 多孔介质中的沸腾与凝结 582 §12-7 含湿多孔介质的冻结和融化 586 参考文献 589 第13章 换热器传热 593 §13-1 换热器基本类型的概述 593 §13-2 换热器设计和选用的热计算 600 §13-3 换热器传热的平均温差 604 §13-4 换热器的有效度和传热单元数 612 §13-5 回热器 619 参考文献 624 第14章 高速气流和稀薄气体的传热 626 §14-1 高速气流的气动加热 626 §14-2 高速气流可压缩连续流的对流换热 631 §14-3 稀薄气流的对流换热 634 §14-4 发散冷却 640 §14-5 重回大气层的传热与烧蚀 646 参考文献 652 第15章 微尺度传热 654 §15-1 微尺度的属性 654 §15-2 微管对流换热 656 §15-3 微通道和微结构中的相变传热 657 §15-4 纳米流体的热物性和热过程 658 参考文献 663 第16章 传热学个别专门领域的介绍 667 §16-1 低温传热 667 §16-2 等离子体传热和电磁场作用下的传热 676 §16-3 非牛顿流体传热 681 §16-4 生物传热 691 参考文献 697 索引 701
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第8章流体自由运动时的放热 §8-1自然对流的相似数 §7-1？§7-2和§7-5以及§7-7详细讨论了对流换热的物理基础与相应的数学模型,指明放热过程和流体运动的状况直接有关,并以单相不可压流体沿几何形状zui简单的平板无界流动为例,揭示边界层层流和边界层湍流时放热的分析解法(见§7-3和§7-4)？比拟解法(见§7-6)和相似分析与实验相结合的解法(见§7-8)？应当看到:流体受迫沿平板层流时,精确的实验数据主要用来精确检验理论计算的结果;而流体受迫沿平板边界层湍流时,可靠的实验数据还是理论赖以建立和取得进展的必要依据,据以提供原则性解释现有测试数据的方法,得到通用的数据综合式,合理内插或外推到尚无实验数据的条件下？迄今为止,湍流放热仍需借助于实验数据的综合,原因是:人们对湍流的质量？动量和能量的湍流输运机理还没有了解清楚？ 本章将在§7-1？§7-2？§7-5和§7-8的基础上,分析地球引力场的彻体力(体积力)作用影响下的对流换热？这主要是指浮升力作用下的自由运动放热,但§8-5也将涉及在高速旋转物体的离心力作用下流体密度的变化所引起的自然对流？两种分子量彼此不同的物质之间的扩散传质,同样会由于密度差异而形成自然对流？除了重力场之外,导电流体在电磁场里还会受到电磁力作用下的“彻体力”,这将在第16章中作为个别问题处理？ 由浮升力产生的运动,也涉及许多地球物理现象和天体物理现象,如气象学界所关心的自然环境中大气对流稳定性问题[1]？而一些新技术装置,如太阳能集热器等的发展,促进了有限空间即有界自然对流的深入研究[2]？热工学家所关心的往往是传热的增强或者减弱;而地球物理学家却更多地着眼于搞清流体的流场和温度分布,并非局限在固体界面到流体之间的传热量问题？不过,物理学家和热工学家相互从学术交流中相互得到启发,深化了对自然对流过程机理的了解[3]？ 1. 自然对流的特点和基本方程 当流体被所接触的固体表面加热或者冷却时,流体内部将出现不均匀的温度分布,因冷？热各部分密度不同而引起升沉对流？这是众所周知的流体由浮升力产生的自然对流或称为自由运动？浮升力是在重力场中不同地点的温度差异所造成的重力差,由此产生的流体自由运动只限于有温度梯度存在的流体区？正像图8-1-1所表明的,被竖平板加热的流体二维无界自然对流时(无界的含义早在§1-4中就已指明),边界层以外的流体温度将接近t∞=常量而使流体几乎保持静止,即如果是等温竖平板,t但由于边界层厚度δx是x和y的函数,边界层里的流体温度t将是x和y的函数？受壁面摩擦的影响,通过流体的黏性反映为y→0时的流体流速降为零值;而在边界层以外,又因浮升力趋近于零,u→0和v→0？结果,势必在边界层内出现umax,如图8-1-1所示？x大于某一临界值xc后,边界层将从层流向湍流过渡,从部分湍流的“鬈流”zui终发展为剧烈的“漩流”,图8-1-2形象地描绘出所观测到的这种局部放热系数αcx沿竖壁或竖管高度改变的情况及其和空气自由运动流型性质的联系？图8-1-1和图8-1-2所表示的都是流体受热亦即时的情况？ 图8-1-1流体受热时,二维无界自然对流的温度分成和速度分布 图8-1-2空气自由运动时,放热系数沿竖板高度改变的情况及其和流型的联系 流体在浮升力作用下的自由运动完全取决于流体与固体表面之间的换热,常局限在距壁面不远的范围内,运动的速度受制于表面温度tw与远离表面的流体温度t∞相差的大小,这种运动速度终究比较有限,往往小到难以测准？因此,αc将明显低于在风机？水泵等外力作用下受迫对流时的值？在强加热的情况下,如过度加大电炉发热的功率,会使电热丝的温度迅速上升甚至被烧毁？尽管如此,工程设施仍有相当一部分依靠自然对流散热冷却？像输电线？变压器？整流器？电机外壳？建筑物围护结构以及热网管道等对大气的散热,加工件在静止的油槽或者水浴内被淬火冷却,利用暖气片室内采暖等,都是这方面的实例？人体在无风大气里的散热也是采用以自然对流为主控的传热机理？“游泳池式”核反应堆同样是利用水的自然对流冷却堆芯？正因为流体自由运动时的放热有其实用价值,从19世纪80年代起[4]就吸引了一些研究者的注意,特别是20世纪40年代以来进行了大量的系统研究,大空间的无界稳定自然对流已被研究得比较完善[5-7]？但迄今依旧存在着一些有待研究解决的课题,如复杂形状的物体？复杂的边界条件？角隅的局部放热系数的分布？变物性的考虑等？而电子和微电子器件的自然对流散热和热控制技术则涉及诸如集成电路芯片板的特定分布热源等问题[8,9]？ 参看图8-1-1,对于不可压流体的稳定二维自然对流,由式(7-2-3),流动的连续性方程为 由式(7-2-13),μ取作常量时的动量方程为 由式(7-2-18),常物性和流体无内热源(包括不考虑黏性摩擦热)时的能量方程为 注意,在图8-1-1中,tw,x>t∞,流体被加热而沿壁面上升时,矢量g与x轴异向,式(8-1-2)应记作 同时,在任何给定高度x处的横截面上,可以认为px=p∞x;而边界层以外即y≥δ时,u→0？v→0和压力常量？可由式(8-1-2)得到 这表明:在重力场中,x高度处的流体压力p与y无关,压力梯度px=dp∞dx代表边界层以外dx段流体单位截面积的重量ρ 式(8-1-1)？式(8-1-3)和式(8-1-5)是不可压牛顿流体二维无界自由运动时放热的基本微分方程组,不仅严格适用于边界层层流,也常被推广用于边界层湍流,只要u？v？t一律改用时均值,并用a+εT置换a,用置换μ或者用v+εM置换v(详见§7-5)？常物性(包括μ取作常量)的假定,除非过大,或者在近临界区(参见第16章),对于通常的自然对流来说,是可接受的？自由运动的速度比较小,黏性摩擦热总可忽略不计？而式(8-1-4)即式(7-1-7)的适用性已在§7-1中讨论过？对于远离临界态的气体,可依式(7-1-8)取或 于是,这组基本微分方程连同具体的边界条件,可用来求解不可压牛顿流体二维无界自由运动时的速度场和温度场？然后,由式(7-1-3)不难得到局部放热系数αcx,即 从x=0到x的平均放热系数 2. 相似分析 只有zui简单的一些情况,如被等温竖平板？等温横圆柱体加热(或者冷却)时的流体无界层流自然对流,才能从上列基本微分方程组直接得到精确解或者从边界层积分方程组得到近似解？但总可由基本微分方程通过“相似原理”(见§7-6)分析求得“相似数”,以综合实验数据,并作出相应的讨论？ §7-8已给出不可压流体沿大平板边界层稳定层流时对式(7-3-6)进行相似分析的方法？现象I和II都是不可压流体被竖平壁加热所产生的稳定自由运动,都应遵循式(8-1-5),可写作 两现象相似时,同一个物理量或者同一组物理量,如这里的浮升力A=(βg)ρ就必须在相对应的地点和相对应的瞬间保持各自的一定比例,即相似倍数c应有 得到两个各等于1的“相似指标”？由式(i)导出以x作为“特征尺寸”的相似数为无量纲的雷诺数Rex？由于自由运动的速度小,常常难以在实验中测准,如把式(i)和式(j)相乘,可消去相似倍数cw,将派生出第三个相似指标为 这是一个以x作为特征尺寸的无量纲相似数,国际上把它命名为“格拉晓夫(Grashof)数”①;其中,还与y有关？ 按照相似原理,对于不可压流体的稳定自然对流,在保证几何相似和边界条件相似的模型中,例如都是被等温竖平壁加热或者冷却所产生的无界稳定自由运动,只要流体受到的惯性力与黏性力之比和浮升力与黏性力之比在任何相对应的地点各保持相同,速度场就必定相似？式(i)所表示的,正是式(e)中等号左边的惯性力与等号右边第二项的黏性力之比在一切相对应地点保持同值,从而限定各相关物理量的相似倍数必须受相应的相似指标恒等于1的制约,相似数Rex固然可以不是常量而可在不同的地点有不同的值,但两个相似现象在任何相对应的地点的Rex却必须保持等值？作为相似数的Gr,就其本质来说,源于式(j),只是用cw=cνcl代入以消去cw？因此,在相对应的地点Grx保持同值,将意味着浮升力与黏性力之比相同？留意:与“Rex只是惯性力与黏性力之比的某种量度,并不就是惯性力与黏性力之比”一样,Grx也只是浮升力与黏性力之比的某种量度,并不就是浮升力与黏性力的比值？ 自由运动的特点是运动的速度取决于浮升力与黏性力之比,从而出现图8-1-1中的ux(y)在同一个x截面上有一个zui大值？这表明,Rex不是一个独立的相似数,而是取决于作为衡量浮升力与黏性力比值的Grx的因变量,或Rex=φ(Grx)？于是,自由运动时的流速将仅仅取决于Gr(x,y),只要任何相对应的地点Gr值保持相同,两个不可压流体稳定自由运动的速度场就相似,或u/u∞在相应的地点保持相等？读者可自行对式(8-1-3)和式(8-1-7)进行相似分析而导得另外两个相似数Pr和Nu？由式(8-1-1)并没有再得到新的相似参数？其实,式(7-1-20)已直接指明努赛尔数Nux是x截面上壁面处流体的无量纲温度梯度,而流体的无量纲物性参数Pr表征温度场与速度场之间的内在联系,如果相似数Gr和Pr在相对应地点各保持相同的值,任何相对应的x截面上Nux也必然相同,或留意:Grx应是x截面上临近壁面处即y→0时的值,或 对于自然对流来说,Grx的作用就像受迫对流时的Rex一样,是判断x截面上边界层内流体流动的基本类型为层流还是湍流的依据,存在着一个临界的格拉晓夫数？如果把Nux沿整个壁面积分平均,并选取整体的代表尺寸l,如把竖壁高度作为
用户评价
作为一个在行业内摸爬滚打多年的工程师，我深知理论知识与实际工程应用之间的差距。而这本书，恰恰架起了这座桥梁。它不仅仅是枯燥的公式和理论的堆砌，更是将这些理论与工程实践紧密地结合起来。我特别欣赏作者在讲解热辐射时，对于各种复杂表面的辐射特性，如漫射表面、镜面表面以及不同粗糙度表面的辐射率的讨论。这在实际的炉窑设计、高温设备的热平衡计算中都至关重要。我还记得书中关于辐射换热网络法的详细介绍，这是一种非常有效的计算复杂辐射换热的数学方法，它能够帮助我们精确地计算出各个表面之间的辐射热交换量。这对于我理解和优化一些高温工业炉的设计非常有帮助，以前我只能凭经验判断，现在我有了更科学的方法来计算。书中还涉及了许多关于传热传质在食品加工、制药、建筑节能等领域的应用案例，这些案例都非常贴近实际，能够帮助我们更好地理解理论知识的价值。这本书的语言流畅，逻辑严谨，即使是复杂的概念，也能被清晰地解释出来，让我受益匪浅。
评分这本书的出版，无疑为广大的工程技术人员和高等院校师生提供了一本宝贵的参考书。在阅读的过程中，我惊喜地发现，作者不仅在理论深度上有所建树，在工程实践的应用上也着墨颇多。书中关于传热系数的计算方法，从经典的努赛尔数关联式到数值模拟的介绍，都非常全面。特别是作者在讲解强化传热技术时，列举了翅片换热器、管内插件、微通道换热器等多种形式，并对其传热机理和性能进行了深入分析。这对于我们设计和优化换热设备非常有指导意义。我曾经参与过一个小型热交换器的设计项目，当时对于如何提高传热效率一直没有太好的思路，看了这本书之后，我学到了很多关于流体动力学和传热学的优化方法，比如通过改变流体流速、改变通道截面形状来增加湍流程度，从而提高传热系数。书中还涉及了传质学的内容，如扩散、对流和相变传质，这些章节对于理解化工分离过程，如蒸馏、吸收、干燥等，至关重要。作者在讲解传质系数的确定时，也提供了多种方法，包括实验测定和理论关联式，这使得我们在实际工程中能够根据具体情况选择合适的方法。这本书的语言风格严谨而不失生动，即便是复杂的公式和概念，也能被清晰地阐述出来。
评分这本书真是让我大开眼界，虽然我之前对传热传质学这个领域了解不多，但自从接触到这本书，我才意识到原来这个学科的深度和广度远超我的想象。书中的内容，特别是关于复杂流动和相变传热的部分，讲解得非常透彻，从理论推导到实际应用，逻辑清晰，条理分明。我尤其喜欢作者在讲解一些关键概念时，会引用大量的实例，比如在化工生产、能源设备、甚至日常生活中的应用，这让抽象的理论变得生动具体，也更容易理解。我记得其中有一章详细介绍了辐射传热，包括黑体辐射、灰体辐射以及辐射换热器的设计原理，这部分的内容对于我理解一些高温设备的热量交换过程非常有帮助。作者在推导过程中，并没有省略关键步骤，而是详细地展现了每一项的由来，这对于我们这些想要深入理解理论的学生来说，简直是福音。我曾经遇到过一个工程问题，涉及到高温炉的传热计算，以往我只能凭借经验和一些简化的公式来估算，但自从看了这本书，我才找到了解决问题的科学依据，并且能够进行更精确的计算。书中的图表也绘制得非常精美，很多示意图都能够直观地展现传热传质的过程，这一点对于提高学习效率非常有帮助。总而言之，这本书为我打开了一扇新的大门，让我对工程传热传质学有了更深刻的认识，也激发了我进一步探索这个领域的兴趣。
评分一本优秀的教材，不仅要有扎实的理论基础，更要有贴合实际工程应用的导向。这本书在这两方面都做得非常出色。它深入浅出地讲解了传热传质学的核心概念，包括对流传热、辐射传热以及传质过程。我特别喜欢作者在讲解换热器设计时，提供的详细步骤和计算示例。从换热器类型的选择，到传热面积的计算，再到压降的估算，每一个环节都考虑得非常周全。书中关于板式换热器、管壳式换热器等常见换热器的设计方法，都写得非常具体，这对于即将毕业的我来说，无疑是一笔宝贵的财富。我曾经在毕业设计中遇到过一个关于换热器选型的问题，当时感到非常迷茫，不知道如何从众多的换热器类型中选择最适合我项目的。看了这本书之后，我才明白了不同类型换热器的优缺点以及适用范围，并能够根据我的具体需求来做出合理的选择。而且，书中关于换热器性能测试和优化的章节，也让我对如何提高换热器的效率有了更深的认识。这本书的排版设计也很合理，字体大小适中，段落清晰，图片和表格的插入也恰到好处，整体阅读体验非常舒适。
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评分在学习过程中，我们常常会遇到一些经典问题，而一本好的教材，能够帮助我们深入理解这些问题的本质。这本书无疑就是这样一本经典之作。它系统地阐述了传热传质学的基本原理，并在此基础上，对复杂的工程问题进行了深入的分析。我尤其对书中关于多孔介质中的传热传质的讨论印象深刻。这部分内容对于理解土壤中的水分和热量传输、催化剂的传质过程等都非常重要。作者通过建立数学模型，并结合数值模拟的方法，对这些复杂问题进行了详尽的解析。我记得书中关于多孔介质渗透和传热的章节，给出了详细的推导过程，让我明白了如何将连续介质力学和热力学定律应用于复杂的离散结构。这对于我理解土壤侵蚀、地下水流动等问题提供了理论支持。此外，书中还介绍了关于热管、真空绝热等高效传热技术，这些都是在航天、电子设备等领域具有重要应用价值的技术。作者对于这些技术的原理和性能进行了详细的介绍，并给出了相关的计算方法。总而言之，这本书不仅是一本教科书，更是一本能够启发思考、解决实际问题的工具书。
评分自从我开始深入研究工程传热传质这个课题，就一直在寻找一本能够系统性地解答我疑惑的书籍。这本书的出现，可以说是解决了我的燃眉之急。作者在内容的组织上，逻辑性非常强，从最基础的传热基本定律，如傅里叶定律、牛顿冷却定律，到更复杂的瞬态传热和辐射传热，层层递进，非常符合学习的规律。我特别欣赏作者在讲解数值传热学部分时，并没有仅仅停留在理论层面，而是详细介绍了有限差分法、有限体积法等数值方法的原理和应用，并给出了具体的算例。这对于我理解和掌握使用计算流体动力学（CFD）软件进行传热分析打下了坚实的基础。书中对于各种边界条件的详细讨论，也让我受益匪浅，我明白了如何根据实际工程情况来选择合适的边界条件，这对于提高计算的准确性至关重要。而且，书中还穿插了一些关于传热传质在航空航天、电子设备散热、生物医学等领域的应用案例，这让我看到了传热传质学理论的广泛应用前景，也激发了我进一步学习和研究的热情。我曾遇到过一个问题，关于飞机发动机叶片在高温高压下的传热问题，以前对此只能进行非常粗略的估算，看了这本书后，我才明白需要考虑流体的湍流、热辐射以及材料的热导率变化等多种因素，并且可以使用数值方法来精确计算。
评分我是一名在读研究生，攻读热能工程专业，在学习过程中，经常需要查阅相关的理论书籍。这本《工程传热传质学（下册）》是我近期阅读的一本非常令人印象深刻的教材。它在深度和广度上都达到了相当高的水平，能够满足我在专业学习中的大部分需求。我尤其要赞扬作者在讲解多相流传热和相变传热（如沸腾、凝结）方面的专业性和细致度。这些内容通常是传热传质学中最复杂的部分之一，但作者通过清晰的图示和深入的原理分析，将其变得易于理解。我记得书中关于沸腾传热的章节，详细介绍了不同沸腾模式（如泡状沸腾、过渡沸腾、膜状沸腾）的机理，以及影响沸腾传热系数的因素，这对于理解核反应堆、蒸汽发生器等设备的工作原理至关重要。此外，书中对冷凝传热的阐述也同样精彩，包括层流和湍流冷凝的计算方法。作者还介绍了各种强化传热技术，例如使用特殊的翅片设计、表面微结构以及插件来提高换热效率，这对于我未来在换热器设计领域的研发工作具有极大的参考价值。我曾经尝试过使用一些老的文献来解决一个关于冷却塔设计的问题，但效果并不理想，看了这本书之后，我才了解到原来需要综合考虑蒸发、对流等多种传质机制，并且需要选择合适的模型来计算。
评分这本书以其深入浅出的讲解方式，为我打开了理解工程传热传质学领域复杂理论的大门。我尤其对书中关于瞬态传热的章节印象深刻。在实际工程中，很多传热过程都不是稳态的，例如设备的启动和停止过程，以及一些周期性工作的设备。作者通过引入时间作为新的变量，详细阐述了如何分析瞬态传热过程，并提供了求解瞬态传热问题的解析法和数值法。我记得书中关于一维瞬态导热问题的求解，通过引入泊松方程和傅里叶方程，以及各种边界条件下的求解方法，让我对瞬态传热有了更清晰的认识。这对于我理解和分析一些具有时变特性的工程问题，如金属零件的淬火过程、建筑物的热响应等，非常有帮助。书中还对如何使用数值方法（如有限差分法、有限元法）来求解复杂的瞬态传热问题进行了详细介绍，这为我掌握现代工程分析工具打下了基础。这本书的内容丰富，结构清晰，语言精炼，是一本不可多得的优秀教材。
评分作为一名工程师，我深知在实际工作中，传热传质问题无处不在，而且往往具有一定的复杂性。这本《工程传热传质学（下册）》以其详实的内容和严谨的论证，为我们解决这些问题提供了坚实的理论基础和实用的方法。我特别欣赏作者在讲解传质理论时，对于不同传质模式（如分子扩散、对流扩散、表面吸附与解吸）的区分和详细阐述。这对于理解化工过程中各种分离和反应过程至关重要。书中关于传质系数的确定方法，包括实验方法和理论关联式，都提供了清晰的指导。我曾经遇到过一个关于干燥设备设计的问题，当时在确定传质系数时遇到了困难，看了这本书之后，我才了解到原来需要根据具体的干燥介质和物料来选择合适的模型和关联式。而且，书中还对传热和传质耦合作用的分析进行了深入的讨论，这在许多工程问题中都非常普遍，例如蒸发、冷凝等过程。这本书的附录部分也非常实用，提供了许多常用的物性参数和计算图表，大大地方便了我们的工程计算。
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