氣-水兩相流傳熱傳質及其應用研究 [Research on Heat and Mass Transfer of Gas-water Two-phase Flow and Their Applications] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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宋保銀 著

圖書標籤:

• 兩相流
• 傳熱
• 傳質
• 氣水兩相流
• 流體流動
• 熱力學
• 工程應用
• 傳熱學
• 傳質學
• 多相流

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030519634

版次：1

商品編碼：12061629

包裝：平裝

外文名稱：Research on Heat and Mass Transfer of Gas-water Two-phase Flow and Their Applications

開本：16開

齣版時間：2017-03-01

用紙：膠版紙#

內容簡介

　　《氣-水兩相流傳熱傳質及其應用研究》介紹氣-水兩相流流動、傳熱與傳質及其應用研究。既有機理和特性方麵的基礎研究，也有其工程應用研究；既有理論分析、數值模擬，也有實驗研究。全書內容分為四編：一編，流下水膜傳熱傳質及其在太陽能熱水器、屋頂融雪方麵的應用；二編，動載對氣(汽)水兩相流流動、傳熱與傳質的影響；三編，飛行器環境及生命保障工程流動與傳熱；四編，雙層壁、地下工程、空調及路橋傳熱。重點闡述太陽照射對流下水膜傳熱傳質影響；動載作用下的氣水兩相流；座艙及飛行員、人椅係統、飛艇、航天服、月球環境、航天器再入大氣層及地麵空調與環境工程中的流動和傳熱。
　　《氣-水兩相流傳熱傳質及其應用研究》可供能源、動力、機械、土木、傳熱與傳質、製冷、暖通空調、飛行器環境與生命保障、飛行器熱控製等領域的學者、科研人員、研究生和工程技術人員參考。

內頁插圖

目錄

前言
第一編 流下水膜傳熱傳質及其在太陽能熱水器、屋頂融雪方麵的應用
Heat and Mass Transfer of a Water Film Falling Down a Tilted Plate with Radiant Heating and Evaporation
A Numerical Study on the Performance of an Opentype Flatplate Solar Collector
Heat，Mass and Momentum Transfer of a Water Film Flowing Down a Tilted
Plate Exposed to Solar Irradiation
Numerical Simulation of an Application of a Falling Water Film to Prevent
Snow Buildup on an Inclined Roof
Falling Snow Melting Characteristics of Warm Water Flowing along Sheet Channels Spread on a Roof
Numerical Investigation of the Effects of Environmental Parameters and Geometry on Energy Absorption for an Opentype Water-cooled Flat-plate Solar Collector
Preventing Snow Accumulating upon Inclined Substrates Using Falling Water Film
Numerical Study on the Limiting Characteristics of an Open-type Water-cooled Flat—plate Solar Collector

第二編 動載對氣（汽）水兩相流流動、傳熱與傳質的影響
動載作用下水平管內兩相流動的數值模擬
Numerical Evaluation of Two-phase Flow in Orthogonal Pipe under High Gravity
動載下水平管內氣水兩相流流動特性
機載蒸發循環係統兩相流換熱特性實驗研究
動載下水平管內流動水沸騰兩相流型實驗研究
動載作用下管內汽水兩相流傳熱特性
Experimental Investigation Of Flow Characteristic of Air-water TWO-phase Flow under High Gravity
Effects of Dynamic Load 0n Flow and Heat Transfer of Two-phase Boiling
Water in a Horizontal Pipe
動載對管內汽水兩相流流阻、空隙率和傳熱的影響
動載對管內沸騰兩相流傳熱特性的影響
傾斜角度和動載對管內流動影響
順載和管徑對管內水沸騰兩相流流動性的影響
側載和管徑對管內沸騰兩相流性能影響實驗
Effect of Dynamic Load on Heat Transfer Characteristic of a Two-phase
Pipe Boiling Flow
動載下水平管中蒸汽凝結實驗研究初探
動載對流過水平管套蒸汽凝結的影響
Flow and Heat’Transfer Chm’acteristics of Two-phase Fluid in Inclined
Pipes on a Rotation：Platform
側載對矩形通道內水流動特性影響的實驗研究
加熱方位對流動沸騰臨界熱流密度影響
側載及加熱方位對槽道內臨界熱流密度影響
逆載對管道內汽水兩相流臨界熱流密度的影響

第三編 飛行器環境及生命保障工程流動與傳熱
人體環境溫度記錄係統溫度測量分析
Deicing of Solids Using Radiant：Heating
A Study of Effect of Cockpit Heat Stress on：Pilot Thermal Strain
人椅係統繞流流場的數值模擬
平流層飛艇上升過程的數值模擬
平流層飛艇熱性能分析軟件開發
平流層飛艇太陽能源係統研究
平流層飛艇的控製模式對其定點特性的影響
Thermal Performance of Stratospheric Airships during Ascent and Descent
沸石5A分子篩吸附乘員艙C02性能分析
登月服的熱性能研究
考慮熱物性變化的月壤溫度數值模擬
航天器再人大氣層熱力分析

第四編 雙層壁、地下工程、空調及路橋傳熱
雙層玻璃幕牆自然對流換熱的數值模擬
Influence Factors of Heat Transfer of Unattached Rectangular Under
ground Engineering Envelope
內融冰盤管動態蓄冰特性數值模擬與實驗研究
定熱流狀態下圓管內層流冰漿流體傳熱特性的數值模擬
定熱流狀態下湍流冰漿傳熱特性的數值模擬
微槽平闆熱管的流動分析
Thermal Analysis of Expressway Considering Wind Effect
Unsteady Conduction Analysis of Thermal Performance of Bridge
Roadway

前言/序言

　　傳熱傳質學是近幾十年發展起來的一門分支學科，科學技術的發展在不斷地充實著它的研究內容和方法。氣一水兩相流動及其傳熱傳質在自然界、科學和工程領域中經常遇到，像河水流動、汗液蒸發、冷闆、水冷卻塔、核電站冷卻都是很好的例子。作為一門學科，它也為科學技術進步作齣瞭自己的貢獻。地球資源的匱乏及地球溫暖化，迫使人們對再生能源進行開發和有效利用，冰蓄冷技術及太陽能熱水器就是其中兩種技術。極端天氣的增多，使得自然災害的頻度和損害程度增加，利用溫水融雪可以減少積雪對於建築物的損害。航空航天事業的發展，促進瞭對於月球環境、飛艇升空、飛行器再人大氣層及飛行器環境與生命保障工程傳熱問題的探討與研究，也掀起瞭膜冷卻、相變換熱、微重力環境及超重力環境下氣液兩相流及其傳熱傳質研究的熱潮。地鐵、地下城、高速公路、橋梁的發展，激起瞭人們對於該工程傳熱研究的興趣。
　　基於以上背景，作者對於氣一水兩相流傳熱傳質及其應用展開瞭研究。作者從事傳熱傳質研究和教學三十多年，本書集中反映瞭作者近二十年的研究成果。全書研究內容共分四部分。第一編，流下水膜傳熱傳質及其在太陽能熱水器、屋頂融雪方麵的應用。這一部分主要為數值模擬，研究內容包括：流下水膜在輻射加熱情況下的熱量、質量和動量傳遞；開式太陽能熱水器的能量吸收特性及極限溫度和蒸發率；屋頂槽道流下的溫水融雪性能及對其預防積雪的數值模擬。第二編，動載對氣（汽）水兩相流流動、傳熱與傳質的影響。這一部分主要為實驗研究，研究內容包括：動載對氣水兩相流流阻的影響；動載對汽水兩相流流動沸騰過程中流型、流阻、傳熱傳質的影響；動載對汽水兩相流凝結特性的影響；動載對汽水兩相流臨界熱流密度的影響。第三編，飛行器環境及生命保障工程流動與傳熱。這部分主要內容包括：飛機風擋和機翼輻射除冰；座艙熱環境及飛行員熱應激；人椅係統繞流流場數值模擬；飛艇熱力性能模擬；航天器乘員艙c02吸附技術；登月服熱力特性；月壤溫度計算；航天器再人大氣層熱力分析。第四編，雙層壁、地下工程、空調及路橋傳熱。這一部分研究內容包括：雙層壁玻璃幕牆自然對流換熱的數值模擬；地下工程的傳熱影響因子；內融冰盤管動態蓄冰特性數值模擬與實驗研究；定熱流狀態下層流和湍流冰漿傳熱特性；微槽平闆熱管的流動分析；考慮有風狀態下高速路麵的熱力分析；橋麵熱性能動態分析。這四個方麵研究內容在其他書籍和傳熱文獻中較少涉及，是對傳熱理論和應用的拓展。考慮到實驗成本，選擇瞭氣一水兩相流傳熱傳質的基礎研究，但其研究方法和結果能夠較方便地推廣到一般的氣一液兩相流流動及傳熱傳質。本書既強調基礎研究，即對現象和機理的揭示，又重視傳熱理論在居住環境、航空航天領域的實際應用。既有理論分析、數值模擬，也有實驗研究。希望書中的實驗手段、數學模型、分析方法及研究成果能為讀者的研究、工程開發與設計提供參考與藉鑒。

好的，以下是一份關於其他主題的圖書簡介，旨在涵蓋廣泛的工程和科學領域，但完全不涉及“氣-水兩相流傳熱傳質”這一特定主題。 --- 圖書簡介：先進材料設計與結構性能的精密調控 探索高能效與極端環境下的材料科學前沿 本書聚焦於現代工程領域至關重要的一個核心議題：如何通過精密的微觀結構調控，實現宏觀材料性能的質的飛躍，尤其是在極端工作條件下，如高溫、高壓、強輻射環境，以及對輕量化、高強度和功能化有嚴苛要求的應用場景中。 本書並非傳統意義上的材料學概覽，而是深入剖析瞭從基礎理論建模到先進製造工藝實施的全流程研究方法論。它旨在為材料科學傢、結構工程師以及從事先進製造技術研發的人員提供一套係統的、跨學科的工具箱，用以應對21世紀工程挑戰。 --- 第一部分：計算材料學與多尺度建模的基石 本部分首先奠定瞭理解復雜材料行為的理論基礎，強調瞭從原子尺度到宏觀尺度的信息傳遞與預測能力。 1.1 第一性原理計算在材料設計中的應用 我們詳細探討瞭密度泛函理論（DFT）如何精確預測新型閤金體係的電子結構、形成能和反應活性。重點分析瞭如何利用高通量計算（High-Throughput Screening）方法，在虛擬空間內快速篩選齣具有特定催化活性或磁學特性的化閤物，顯著縮短研發周期。書中闡述瞭如何剋服DFT在處理大尺寸缺陷和長程相互作用時的計算瓶頸，引入瞭結閤機器學習勢能模型的策略，實現瞭計算效率與精度的優化平衡。 1.2 晶體塑性有限元（CPFEM）與微觀裂紋萌生研究 塑性變形和斷裂是決定結構材料壽命的關鍵因素。本書深入剖析瞭晶體塑性有限元方法，該方法能將單晶或多晶體材料內部的位錯運動和晶界行為納入宏觀應力-應變分析中。我們詳細展示瞭如何利用CPFEM模擬復雜加載路徑下的應力集中現象，並精確預測微裂紋的起始位置、擴展速率以及韌性-脆性轉變點。對於陶瓷和復閤材料，還探討瞭引入隨機晶粒取嚮和晶界擴散效應的擴展模型。 1.3 介觀尺度下的相場模擬技術 相場（Phase-Field）方法在描述材料微觀結構演化方麵展現齣無與倫比的優勢。本書涵蓋瞭從凝固、析齣相生長到蠕變過程的相場模型構建。特彆關注瞭如何應用非綫性動力學方程來模擬材料在熱梯度、電磁場耦閤作用下的非平衡態演化，例如，在激光熔覆過程中，如何精確模擬熔池的快速冷卻與相分離現象。 --- 第二部分：先進製造工藝與結構控製 本部分將理論模型與實際工程應用緊密結閤，重點闡述瞭如何通過先進製造技術來精確“編織”齣具有預設性能的材料結構。 2.1 增材製造（AM）中的冶金學挑戰與控製 增材製造，特彆是選區激光熔化（SLM）和電子束熔化（EBM），為材料設計提供瞭前所未有的自由度。然而，快速熔化和凝固過程帶來瞭顯著的冶金學挑戰，如殘餘應力、宏觀缺陷和非均衡相的形成。本書詳盡分析瞭影響近固相綫區（Near-Solidus Region）的傳熱機製，並介紹瞭利用原位監測技術（如高速紅外熱成像）來實時反饋和修正激光功率的閉環控製策略，以優化緻密度和晶粒尺寸分布。 2.2 功能梯度材料（FGM）的設計與製備 功能梯度材料是解決界麵熱機械不匹配問題的有效途徑。我們詳細介紹瞭梯度復閤材料的梯度規律設計（綫性、指數或分段式梯度），並探討瞭利用粉末冶金和定嚮凝固技術製備FGM的工藝窗口。著重分析瞭梯度界麵處的應力奇異性緩解機製，以及這些材料在熱障塗層（TBCs）和耐磨工具製造中的實際性能案例。 2.3 錶麵工程與薄膜沉積的原子層級控製 高性能結構往往依賴於精確控製的錶麵界麵。本章深入研究瞭原子層沉積（ALD）技術，它提供瞭亞納米級的厚度和組分控製能力。我們闡述瞭ALD的自限製性反應機理，以及如何利用其製備高介電常數薄膜、高熵氧化物塗層或用於光電器件的超薄緩衝層。此外，還對比瞭濺射和離子束輔助沉積技術在薄膜應力與晶體結構調控上的差異。 --- 第三部分：極端環境下的服役性能與可靠性評估 材料的價值最終體現在其在實際服役條件下的長期穩定性。本部分著重於評估材料在嚴酷環境下的失效機理。 3.1 高溫下的蠕變、弛豫與氧化動力學 針對航空發動機和核反應堆中的關鍵部件，本書剖析瞭高溫下材料的長期損傷纍積過程。詳細闡述瞭蠕變斷裂的機製，包括晶內位錯蠕變和晶界擴散蠕變（Nabarro-Herring 和 Coble 蠕變）的競爭關係。對於抗氧化性能，我們利用動力學模型分析瞭保護性氧化層（如 $ ext{Al}_2 ext{O}_3$ 或 $ ext{Cr}_2 ext{O}_3$）的生長速率與溫度、氧分壓之間的關係，並探討瞭如何通過閤金化設計來抑製有害元素的快速擴散。 3.2 輻射損傷機理與抗輻照材料設計 在核能和空間探索領域，材料會遭受高能粒子轟擊，導緻晶格損傷和氦緻泡核。本書係統梳理瞭初級晶格缺陷（空位、間隙原子）的産生、遷移和聚集過程。著重討論瞭如何設計具有高抗輻照性的材料，例如引入位錯綫陷阱或利用高熵閤金（HEA）中固有的復雜晶體結構來有效吸收和鈍化輻射誘導的缺陷，從而提高材料的損傷閾值和使用壽命。 3.3 疲勞壽命預測與多因素耦閤失效分析 疲勞失效是結構工程中最難預測的失效模式之一。本書結閤瞭微觀結構演化和宏觀載荷譜，提齣瞭基於損傷纍積的疲勞壽命預測框架。重點分析瞭應力腐蝕開裂（SCC）和高周疲勞（HCF）的耦閤效應。通過引入概率損傷模型，如Weibull分布和Paris-Erdogan定律的擴展形式，實現瞭對服役壽命的更可靠評估，特彆是在交變熱應力和機械載荷共同作用的復雜場景下。 --- 總結而言，本書提供瞭一個從原子到結構、從理論到製造、從設計到服役的全景視角，緻力於推動下一代高性能工程材料的研發與應用實踐。

評分☆☆☆☆☆

從一個項目管理者的角度來看，一本優秀的技術參考書必須具備極高的信息檢索效率。當項目周期緊張，需要在短時間內從海量數據中提煉齣最關鍵的參數和設計限製條件時，書中的索引、目錄結構以及符號說明的完整性就顯得至關重要。我希望這本書的編排能夠體現齣對讀者工作流程的體諒，而不是一味地堆砌公式。例如，關鍵的無量綱數及其物理意義的總結錶，不同流型（如環狀流、段塞流等）對應的傳熱係數經驗關聯式，以及不同壓力和溫度條件下的物性數據參考，都應該被組織得井井有條。如果這本書能夠提供一個清晰的“決策樹”或“流程圖”，引導工程師在麵對特定操作條件時，應該優先采用哪種數學模型或計算方法，那它就從一本學術專著躍升為不可或缺的現場指導手冊瞭。

評分☆☆☆☆☆

我最近在尋找有關工業換熱器設計優化方麵的最新進展，特彆關注那些能夠處理非理想工況和復雜多相流體係統的理論模型。市麵上大部分教材和專著，要麼過於偏重基礎理論的推導，導緻模型在實際應用中顯得力不從心；要麼就是側重於工程實踐案例的羅列，缺乏對現象背後物理機製的深入剖析。我希望找到的是一個完美的平衡點，能夠將復雜的數學工具（比如非平衡態統計力學或者先進的數值模擬方法）有效地橋接到實際工程中的溫度梯度控製和效率提升上來。理想情況下，我期望這本書能對不同幾何結構下的相間動量、能量和物質交換過程提供一套係統且可驗證的預測框架，最好能涵蓋湍流效應、壁麵潤濕性變化對傳熱性能的動態影響等前沿課題。這種對理論與實踐之間鴻溝的彌閤能力，是決定一本專業書籍能否被我反復翻閱的核心要素。

評分☆☆☆☆☆

這部作品的封麵設計給我留下瞭極其深刻的印象，它不是那種浮華炫技的商業化包裝，反而透露齣一種沉穩而嚴謹的學術氣息。我尤其欣賞封麵上那簡潔的色塊搭配和精心挑選的字體，透露齣對內容精確性的尊重。那種深邃的藍色調，仿佛讓人一下子就能聯想到深海或者高壓鍋內部的復雜環境，預示著書中將要探討的主題絕非等閑之輩。拿在手上，紙張的質感也十分考究，厚實而略帶粗糙的觸感，讓人感到這不僅僅是一本書，更像是一份經過多年打磨的專業工具書。我期待著內頁的排版能夠延續這種專業性，圖錶的清晰度和公式的準確性，是衡量一本技術專著價值的關鍵指標。從這個包裝來看，我確信作者團隊對研究的嚴肅性有著極高的要求，這對於我們這些真正需要深入理解流體力學和熱力學交叉領域的讀者來說，是莫大的安慰。它沒有試圖用花哨的語言吸引那些泛泛之輩，而是直接嚮內行的專業人士發齣瞭邀請函，這種剋製反而更具吸引力。

評分☆☆☆☆☆

閱讀一本嚴肅的科學著作，最讓我感到挫敗的莫過於作者在論述過程中突然“失聯”，即關鍵的假設前提沒有交代清楚，或者重要的簡化步驟缺乏必要的物理背景支撐。尤其是在處理涉及相變和多相流動的復雜係統時，任何微小的模型選擇偏差都可能導緻最終結果與真實世界産生巨大偏差。因此，我非常看重作者在構建理論體係時的邏輯連貫性和嚴謹性。我希望這本書能夠像一位經驗豐富的老教授在指導畢業論文時那樣，不僅給齣結論，更重要的是清晰地展示齣從基本守恒定律齣發，如何步步為營地推導齣那些用於工程計算的核心方程。如果書中能包含一些對不同尺度（從微觀的泡核/液膜到宏觀的管道係統）的耦閤機製的討論，那就更棒瞭，這顯示瞭作者對問題復雜性的深刻洞察力，而非僅僅停留在單一尺度的分析層麵。

評分☆☆☆☆☆

我一直在關注計算流體力學（CFD）在相變傳熱模擬中的應用瓶頸，特彆是如何有效地離散化相界麵，並保證數值解在界麵兩側的物理量是連續且穩定的。當前很多CFD求解器在處理蒸汽和水劇烈混閤的區域時，計算成本高昂且結果波動性大。因此，我非常期待這本書能夠提供一些關於如何利用先進的數值格式（例如體積平均法VOF、相場法或格子玻爾茲曼方法LBM等）來精確捕捉氣液界麵運動和傳質過程的深入見解。如果書中能夠結閤近年來高性能計算（HPC）的發展趨勢，討論如何利用並行計算加速這些復雜的瞬態模擬，並提供一些關於網格策略和時間步長控製的實用建議，那對推動我們仿真工作的發展將是巨大的助力。一本真正麵嚮未來的著作，必須將理論建模與最前沿的計算工具緊密結閤起來。