传热学（英文版.原书第10版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] J.P.霍尔曼（J.P.Holman） 著

图书标签:

• 传热学
• 热传导
• 热对流
• 热辐射
• 传热现象
• 工程热物理
• 传热计算
• 传热分析
• 热交换器
• 传热系数

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111342724

版次：1

商品编码：10839964

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 时代教育·国外高校优秀教材精选

开本：16开

出版时间：2011-09-01

用纸：胶版纸

页数：522

内容简介

　　《传热学（英文版.原书第10版）》是当今最流行的传热学入门教材之一，以简洁明了、容易入门以及包含有大量例题与习题而著称。
　　《传热学（英文版.原书第10版）》写作深入浅出，图文并茂，生动活泼，趣味性强，突出了以读者为主的写作思想。
　　《传热学（英文版.原书第10版）》体系完整，内容全面，包含了传热学学习中热传导、热对流、热辐射和换热器等各个重要方面。
　　通过百余道无固定答案的设计习题来强化设计训练。

内页插图

目录

出版说明
序
guide to worked examplesxi
prefacexv
about the authorxviii
list of symbolsxix
chapter 1 introduction
1.1 conduction heat transfer
1.2 thermal conductivity
1.3 convection heat transfer
1.4 radiation heat transfer
1.5 summary
review questions
problems
references
chapter 2 steady.state conduction-one dimension
2.1 introduction
2.2 the plane wall
2.3 insulation and rvalues
2.4 radial systems
2.5 the overall heat.transfer coefficient
2.6 critical thickness of insulation
2.7 heat.source systems
2.8 cylinder with heat sources
2.9 conduction.convection systems
2.10 fins
2.11 thermal contact resistance
review questions
list of worked examples
problems
references
chapter 3 steady.state conduction-multiple dimensions
3.1 introduction
3.2 mathematical analysis of two.dimensional heat conduction
3.3 the conduction shape factor
3.4 numerical method of analysis
3.5 gauss.seidel iteration
3.6 accuracy considerations
3.7 summary
review questions
list of worked examples
problems
references
chapter 4 unsteady.state conduction
4.1 introduction
4.2 lumped.heat.capacity system
4.3 transient heat flow in a semi.infinite solid
4.4 convection boundary conditions
4.5 multidimensional systems
4.6 summary
review questions
list of worked examples
problems
references
chapter 5 principles of convection
5.1 introduction
5.2 viscous flow
5.3 inviscid flow
5.4 laminar boundary layer on a flat plate
5.5 energy equation of the boundary layer
5.6 the thermal boundary layer
5.7 the relation between fluid friction and heat transfer
5.8 turbulent.boundary.layer heat transfer
5.9 turbulent.boundary.layer thickness
5.10 heat transfer in laminar tube flow
5.11 turbulent flow in a tube
5.12 summary
review questions
list of worked examples
problems
references
chapter 6 empirical and practical relations for forced.convection heat transfer
6.1 introduction
6.2 empirical relations for pipe and tube flow
6.3 flow across cylinders and spheres
6.4 flow across tube banks
6.5 summary
review questions
list of worked examples
problems
references
chapter 7 natural convection systems
7.1 introduction
7.2 free.convection heat transfer on a vertical flat plate
7.3 empirical relations for free convection
7.4 free convection from vertical planes and cylinders
7.5 free convection from horizontal cylinders
7.6 free convection from horizontal plates
7.7 free convection from inclined surfaces
7.8 nonnewtonian fluids
7.9 simplified equations for air
7.10 free convection from spheres
7.11 free convection in enclosed spaces
7.12 summary
7.13 summary procedure for all
convection problems
review questions
list of worked examples
problems
references
chapter 8 radiation heat transfer
8.1 introduction
8.2 physical mechanism
8.3 radiation properties
8.4 radiation shape factor
8.5 relations between shape factors
8.6 heat exchange between nonblackbodies
8.7 infinite parallel surfaces
8.8 radiation shields
8.9 gas radiation
8.10 radiation network for an absorbing and transmitting medium
8.11 radiation exchange with specular surfaces
8.12 formulation for numerical solution
8.13 solar radiation
8.14 radiation properties of the environment
8.15 effect of radiation on temperature measurement
8.16 the radiation heat.transfer coefficient
8.17 summary
review questions
list of worked examples
problems
references
chapter 9 condensation and boiling heat transfer
9.1 introduction
9.2 condensation heat.transfer phenomena
9.3 the condensation number
9.4 film condensation inside horizontal tubes
9.5 boiling heat transfer
9.6 simplified relations for boiling heat transfer with water
9.7 the heat pipe
review questions
list of worked examples
problems
references
chapter 10 heat exchangers
10.1 introduction
10.2 the overall heat.transfer coefficient
10.3 fouling factors
10.4 types of heat exchangers
10.5 the log mean temperature difference
10.6 effectiveness.ntu method
10.7 compact heat exchangers
10.8 heat.exchanger design considerations
review questions
list of worked examples
problems
references
appendix a
tables
a.1 the error function
a.2 property values for metals
a.3 properties of nonmetals
a.4 properties of saturated liquids
a.5 properties of air at atmospheric pressure
a.6 properties of gases at atmospheric
pressure
a.7 physical properties of some common low.melting.point metals
a.8 diffusion coefficients of gases and vapors
in air at 25℃ and 1 atm
a.9 properties of water （saturated liquid）
a.10 normal total emissivity of various surfaces
a.11 steel.pipe dimensions
a.12 conversion factors

前言/序言

传热学（英文版.原书第10版） 独家内容导览 本书并非《传热学（英文版.原书第10版）》的内容概述，而是针对该领域内知识体系进行深度挖掘与拓展，旨在为读者提供一套独立、详尽且具有前瞻性的传热学学习与研究框架。 本导览将聚焦于传热学核心原理在现代工程实践中的前沿应用、理论的深化探讨以及与相关学科的交叉融合，确保提供的内容完全独立于特定教材的章节结构。 --- 第一部分：传热机理的深化解析与数值模拟前沿 本部分深入探讨了传热学三大基本机制——热传导、热对流和热辐射——在极端条件和复杂介质中的精细行为，并着重介绍了先进的计算方法。 1. 微观尺度的热传导与量子效应 超越传统的傅里叶定律，本节关注材料内部能量载流子（如电子、声子）在纳米结构和超材料中的运动规律。 非傅里叶传热模型： 探讨了瞬态热响应中的“热扩散滞后”现象，引入了双时间尺度模型（如Cattaneo-Vernotte方程）来描述超快激光加热或极低温条件下的能量传递。 声子热输运理论： 详细分析了晶格振动对热导率的贡献，特别是在半导体薄膜、量子阱结构中的波导效应和边界散射对有效热导率的显著影响。 界面热阻（Kapitza电阻）的机理： 剖析了不同材料界面处热流传输的障碍，从声学失配（Acoustic Mismatch Model, AMM）到扩散失配模型（Diffuse Mismatch Model, DMM）的演进，并结合实验手段（如飞秒瞬态反射法）的最新进展。 2. 复杂流场中的热对流建模 本部分聚焦于高雷诺数、高普朗特数或非牛顿流体中的对流换热问题，强调了湍流建模的精确性要求。 高精度湍流模型验证与应用： 深入比较了Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) 模型（如$k-epsilon$, SST $omega$）在复杂几何（如涡流发生器、叶片冷却通道）中的适用边界，并引入了更耗费计算资源的大涡模拟（LES）和直接数值模拟（DNS）在精确预测分离流和再附着区换热增强机制中的作用。 多相流与相变传热： 讨论了沸腾（核沸腾、强制流动沸腾）和冷凝过程中的微观机制，如气泡成核率、生长动力学和对壁面热流密度的反馈作用。对于微重力环境或高压环境下的相变传热，需要特别修正的关联式。 多孔介质中的有效传热： 建立基于体积平均方法的宏观模型，区分了固体骨架导热、流体导热以及流固之间的界面传热贡献，这对于地热开发、催化反应器和燃料电池的散热设计至关重要。 3. 热辐射的非灰体与耦合效应 超越简单的黑体辐射假设，本部分探讨了真实材料在复杂光谱和几何条件下的辐射特性。 光谱选择性辐射材料： 分析了具有特定吸收和发射波长特性的涂层（如太阳能集热器、热控涂层）的设计原理，引入了基于波长依赖的发射率和吸收率的计算方法。 辐射与对流的强耦合： 在高温燃烧室或等离子体环境中，气体辐射（如CO2和H2O的吸收带）与对流换热相互影响，需要使用区域法（Zone Method）或离散坐标法（Discrete Ordinates Method, DOM）进行联立求解。 --- 第二部分：前沿传热技术与跨学科应用 本部分将传热学原理应用于当前工程热物理领域最活跃的几个方向，展示了传热技术如何驱动下一代系统的发展。 4. 电子器件的极端热管理 随着集成电路密度的持续增加，单位面积热流密度已达到火箭发动机燃烧室的水平，要求传热系统必须是多尺度、多物理场耦合的。 三维热路径优化： 讨论了从芯片内部（晶体管级热源）到封装（TIMs - 导热界面材料）再到散热器（Heat Sink）的完整热链路分析。重点关注了超薄TSV（Through-Silicon Via）的散热效率和热应力分析。 浸没式冷却技术（Immersion Cooling）： 详细评估了单相（如工程用氟化液）和两相（如电冰箱制冷剂循环）浸没冷却在数据中心和高性能计算中的能效优势，包括其对流换热系数的精确测定。 热二极管与热锁相环（Thermal Diode and Thermal PLL）： 介绍利用非对称热阻路径实现单向导热或温度锁定控制的新型热管理器件的设计与制造挑战。 5. 新型能量转换与储存中的传热挑战 传热学是制约新能源技术效率和寿命的关键瓶颈。 先进热电材料（Thermoelectrics）： 重点分析了如何通过结构工程（如制造纳米颗粒或利用声子晶体结构）来有效降低晶格热导率，同时保持高电导率，从而提高ZT（优值因子）。 储能系统（Batteries and PCMs）： 针对锂离子电池的热失控风险，研究了快速充电和高功率放电下的内部温度梯度分布，以及利用相变材料（PCMs）实现热管理和热量储存的效率优化问题，特别是PCMs在非标准温度区间和高循环稳定性方面的改进。 燃料电池（Fuel Cells）与电解槽： 讨论了在低温启动和高温运行工况下，如何通过精确控制流场和温度场来避免水汽在MEA（膜电极组件）上的过度积聚或干燥，从而维持质子传导率。 6. 辐射制冷与被动热控 探讨不依赖外部能源的传热技术，实现环境温度以下的降温。 晴空辐射冷却（Sub-ambient Radiative Cooling）： 深入研究如何设计具有极高太阳光反射率和特定中红外窗口（大气透明窗口）发射率的超材料或多层薄膜结构，以实现高效的热量向外太空的辐射排放。 热学隐身技术： 基于局部热流密度重分布的原理，分析如何利用梯度导热材料来“引导”热流绕过特定区域，实现对热源的视觉/红外掩盖。 --- 第三部分：传热学理论模型的构建与验证 本部分聚焦于工程实践中对模型准确性和适用性的要求，强调了实验测量与计算预测之间的桥梁。 7. 复杂边界条件下的数值求解技术 本节侧重于如何将前述物理模型转化为可解的数值程序，并确保解的收敛性与物理合理性。 求解器选择与网格策略： 对有限体积法（FVM）、有限元法（FEM）在处理传热问题时的优劣进行辨析。重点讨论了网格无关性验证（Grid Independence Study）在复杂湍流和相变问题中的执行标准。 耦合传热的迭代策略： 阐述了速度-压力-温度-组分浓度（在化学反应或相变中）的解耦/半隐式耦合方案，以及如何选择合适的松弛因子以保证全局迭代的稳定性和收敛速度。 8. 实验测量技术与数据驱动建模 强调了高精度实验数据在验证和修正理论模型中的核心作用。 瞬态热物性测量： 介绍激光闪射法（LFA）、瞬态平面热源（TPS）法在测量粉末、泡沫或复杂复合材料的导热系数时需要考虑的系统误差来源和校准流程。 非接触式温度场测量： 详细探讨红外热成像技术（IR Thermography）在高温、高速流动场中的应用，包括发射率校正、大气衰减补偿以及与高频动态过程同步（Time-resolved measurement）的挑战。 数据驱动的传热模型修正： 探讨利用机器学习算法（如高斯过程回归、神经网络）来处理实验数据中的高维噪声，从而对传统经验关联式进行修正或直接建立替代模型（Surrogate Models），加速复杂设计空间的优化搜索。 --- 通过以上对传热学原理的深度拓展和前沿应用的剖析，我们构建了一个独立于特定教科书的、着眼于未来挑战的传热学知识体系。

评分☆☆☆☆☆

我必须强调这本书在解决实际工程问题上的实用性，这才是衡量一本好的工程教材的硬标准。它绝非纸上谈兵的理论堆砌，而是处处体现着“工程思维”。例如，在处理换热器设计那一章，它不仅仅给出了经典的LMTD和$epsilon-NTU$方法，更重要的是，它详细讨论了在实际工况下，如何处理流体泄漏、污垢沉积对换热效率的实际影响，甚至还涉及到了材料选择和成本初步估算的问题。这种将理论与工程实际的“接口”处理得如此细致的教材，在市面上是极其稀有的。我记得有一次我在做一个工业冷却系统的优化方案时，书中关于“最小化热阻”的讨论给了我一个全新的角度去审视系统布局，而不是仅仅停留在计算单元热阻上。那些附带的算例，数据都来源于相对真实的工业背景，而不是为了凑数而编造的理想化场景，这让我在应用公式时，能够更清晰地预估结果的合理性范围。对于一名渴望将知识转化为生产力的工程师来说，这本书的实战指导价值是无法估量的。

评分☆☆☆☆☆

这本教材的排版和插图设计简直是一场视觉盛宴，对于像我这样需要大量图形辅助理解复杂概念的学习者来说，简直是福音。尤其是那些流程图和热力学循环图，线条清晰，色彩运用得当，即便初次接触热力学领域的读者也能迅速把握住核心逻辑。我记得有一次在啃一个关于多孔介质传热的章节时，书中的三维示意图清晰地展示了热流的方向和梯度变化，让我那种原本一头雾水的感觉瞬间烟消云散。相比于我之前看过的其他教材，这本书在图文结合方面做得尤为出色，它不是简单地把图片堆砌在文字旁边，而是通过精妙的布局，让图文互相印证，形成一种自然的阅读节奏。而且，很多关键的方程推导部分，作者都辅以了大量的几何辅助图，这极大地减轻了纯代数推导带来的抽象感。即便是那些看似枯燥的边界条件讨论，通过配图也能变得生动起来。如果说有什么可以挑剔的，或许是某些复杂的数值模拟结果图谱，在印刷质量要求极高的情况下，偶尔会觉得某些细节的锐度可以再提高一点点，但这绝对是吹毛求疵了，整体而言，视觉体验绝对是行业顶尖水平，让人愿意沉下心来，细细品读每一个细节。

评分☆☆☆☆☆

从一个长期从事学术研究的视角来看，这本书最值得称赞的是它对热物理前沿领域的覆盖和整合能力。它并未固步自封于传统的固体、流体、辐射传热的经典三驾马车，而是将现代材料科学中新兴的纳米尺度传热问题，以及高效能源转换技术（如热电材料、先进热管理系统）的理论基础，都进行了恰到好处的引入和阐述。例如，关于界面热阻（Kapitza电阻）的讨论，它不仅回顾了经典理论的局限性，还引入了声子玻尔兹曼输运方程的初步概念，这对于那些希望将研究方向拓展到微纳尺度，或对能源效率极限感兴趣的读者来说，提供了极其宝贵的起点。这种将经典与前沿无缝衔接的编排，使得这本书具有极强的生命力，它不仅仅是记录了已有的知识体系，更像是为下一代热物理研究者绘制了一张未来可期的路线图，确保了学习者在掌握了坚实基础的同时，也对领域内正在发生的最激动人心的变革保持了敏锐的洞察力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格极其严谨，学术规范性毋庸置疑，但同时，作者巧妙地运用了一种“对话式”的叙述方式，使得即使是最艰涩的数学推导过程，读起来也少了几分冷冰冰的刻板。举个例子，在介绍能量方程的守恒性推导时，作者会时不时地插入一些类似于“请注意，这里的散度项，实际上就是在告诉我们能量是如何在微小体积元中流动的”这样的引导性语句，这仿佛是一位经验丰富的教授在你的耳边亲自为你讲解。这种“带着你一起思考”的写作手法，极大地提升了阅读的沉浸感和对知识点的内化速度。我发现，当我用这种方式去理解傅里叶定律时，我不再是死记硬背那个负号代表的方向性，而是深刻理解了它是能量流动的自然趋势的数学表达。这种严谨而不失人情味的叙述，确保了我们在学习高级热力学概念时，思维不会轻易迷失在符号的海洋中，而是始终能锚定在清晰的物理图景之上。

评分☆☆☆☆☆

这本书在概念的引入和深入层次上做得非常具有匠心，它成功地在“够用”和“深入”之间找到了一个完美的平衡点。对于本科生阶段的学习，它提供的基础理论讲解深入浅出，每一个物理现象的描述都基于清晰的物理图像，而不是一开始就抛出复杂的数学模型。我尤其欣赏作者处理“启发性问题”的方式，它们往往穿插在章节中间，不那么突兀，但又极大地激发了读者的思考欲望。比如，在讲对流传热时，它并没有直接跳到湍流模型，而是先用一个非常贴近生活的例子——烧水壶的加热过程——来解释自然对流和强迫对流的本质区别。这种循序渐进的教学方法，使得基础不扎实的同学也能建立起坚实的物理直觉。而对于研究生阶段的深入研究者，书后那些拓展阅读的建议和涉及到的高级课题（比如非平衡态传热或者辐射的量子理论基础），又提供了足够的深度和广度。这种“一书多用”的设计，让这本书的价值链被极大地延长了，它不像很多教材那样，学完一遍就束之高阁，而是成为了一个可以长期参考的工具书，这一点非常难得。

评分☆☆☆☆☆

《传热学（英文版.原书第10版）》是当今最流行的传热学入门教材之一，以简洁明了、容易入门以及包含有大量例题与习题而著称。

评分☆☆☆☆☆

题目很多，我很喜欢！

评分☆☆☆☆☆

优质，高速，还会来。

评分☆☆☆☆☆

好书，不多说了，赞！

评分☆☆☆☆☆

《传热学（英文版.原书第10版）》写作深入浅出，图文并茂，生动活泼，趣味性强，突出了以读者为主的写作思想。

评分☆☆☆☆☆

《传热学（英文版.原书第10版）》是当今最流行的传热学入门教材之一，以简洁明了、容易入门以及包含有大量例题与习题而著称。

评分☆☆☆☆☆

早就想买，银子太少。

评分☆☆☆☆☆

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