对流换热 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育出版社

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页数:0

译者:

出版时间:1900-01-01

价格:14.9

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isbn号码:9787040061949

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• 换热
• 对流换热
• 传热学
• 流体力学
• 工程热物理
• 热工
• 传热
• 流体流动
• 边界层
• 热传递

对流换热 一、 基础概念与理论 《对流换热》一书系统地阐述了对流换热的基本原理、分析方法和工程应用。全书紧密围绕“对流换热”这一核心主题展开，由浅入深，力求为读者构建一个扎实且全面的知识体系。 1. 热传递的基本模式： 在深入对流换热之前，本书首先回顾了热传递的三种基本模式：热传导、热对流和热辐射。重点区分了它们在物质传递和能量传递上的差异，为理解对流换热的独特性奠定基础。 2. 流体力学的基本原理： 对流换热本质上是流体在运动过程中伴随的热量传递，因此，流体力学是理解对流换热的关键。本书详细介绍了流体静力学和流体动力学的基础知识，包括： 连续性方程： 描述流体质量守恒的数学表达，是分析流体运动的基石。 动量方程（Navier-Stokes方程）： 描述流体动量守恒的方程组，是求解各种复杂流动的核心，书中会重点讲解其推导过程和简化形式。 能量方程： 描述流体能量守恒的方程，将流体动力学与热量传递联系起来。 边界层理论： 解释了在固体表面附近，流体速度和温度如何发生显著变化，是理解对流换热现象的关键。 3. 对流换热的分类与机理： 自然对流与强制对流： 详细区分了由流体密度差引起的自然对流和由外部动力（如泵、风扇）引起的强制对流，并探讨了它们各自的驱动机制和影响因素。 层流与湍流： 阐述了流体在不同雷诺数下表现出的层流和湍流状态，以及它们对传热效率的影响。湍流由于其强烈的混合作用，通常会显著提高传热系数。 传热系数： 引入了表征对流换热强弱的核心参数——对流传热系数，并探讨了影响其大小的各种因素，如流体性质、流速、几何形状等。 二、 对流换热的分析方法 本书系统地介绍了用于分析对流换热问题的多种方法，涵盖了理论分析、数值模拟和实验测量等多个维度。 1. 无量纲数及其应用： 雷诺数 (Re)： 表征惯性力与粘性力之比，用于判断流体流动状态（层流或湍流）。 普朗特数 (Pr)： 表征动量扩散率与热量扩散率之比，反映了速度边界层和热力边界层厚度的相对关系。 努赛尔特数 (Nu)： 表征对流传热与热传导之比，是衡量对流换热强弱的关键无量纲数。 格拉晓夫数 (Gr)： 用于自然对流，表征浮升力与粘性力之比。 瑞利数 (Ra)： 在自然对流中，努赛尔特数通常与瑞利数和普朗特数相关。 迪卡尔数 (De)： 在特定情况下用于表征流体在管内的流动状态。 斯坦顿数 (St)： 将传热系数、流体密度和流速联系起来。 对这些无量纲数的详细推导和物理意义的阐释，是本书的一大特色，强调了它们在简化问题和构建普适性关联式中的重要作用。 2. 相似准则与量热方程： 相似准则： 利用量纲分析方法，推导出描述对流换热过程的相似准则，如上所述的各种无量纲数。 经验关联式： 基于实验数据和理论推导，建立不同流动和传热条件下，努赛尔特数与其他无量纲数之间的经验关联式。本书提供了大量在不同几何形状（平板、圆管、翅片等）和流动条件下（层流、湍流、外部流动、内部流动等）的经典关联式，并指导读者如何选择和应用它们。 粘性流体和无粘性流体： 区分了两种不同类型的流体对传热的影响。 3. 数值方法在对流换热中的应用： 有限差分法 (FDM)： 将连续的偏微分方程离散化为代数方程组，并通过计算机求解。 有限体积法 (FVM)： 将计算域划分为离散的控制体积，对控制体积内的守恒方程进行积分，适用于复杂的几何形状和流场。 有限元法 (FEM)： 将计算域划分为有限个单元，在每个单元内使用插值函数近似解，适用于非结构化网格和复杂边界条件。 计算流体力学 (CFD)： 介绍 CFD 的基本概念，包括网格生成、求解器选择、边界条件设置以及结果后处理等。强调 CFD 在处理复杂几何、多相流、辐射耦合等传统方法难以解决的问题上的强大能力。 三、 特殊对流换热现象与工程应用 本书不仅关注基本理论，更深入探讨了各种特殊情况下的对流换热问题，并结合大量工程实例，展示了对流换热知识的实际应用价值。 1. 换热器设计与分析： 各种类型的换热器： 壳管式换热器、板翅式换热器、螺旋板换热器、空气冷却器等，详细介绍其结构特点、工作原理和传热特性。 换热器传热计算： 讲解了平均温差法（LMTD法）和传热单元数法（NTU法）等用于计算换热器总传热量的分析方法，并讨论了不同换热器类型和操作方式对传热效率的影响。 换热器性能优化： 探讨了如何通过改进设计（如增加翅片、改变流道结构）和优化操作参数来提高换热器的传热效率和节能性。 2. 强制对流换热： 内流与外流： 分别讨论了流体在管道、通道内的内流换热和物体表面的外流换热，如平板上的层流和湍流边界层换热。 流体性质变化的影响： 分析了当流体温度变化显著导致物性（如粘度、导热系数）发生较大变化时，对对流换热系数的影响。 高粘性流体和低粘性流体的换热特点： 讨论了不同粘性流体在流动和传热过程中的差异。 3. 自然对流换热： 竖直平板、倾斜平板和圆柱体表面的自然对流： 分析了不同几何形状表面在自然对流作用下的传热特性。 腔体内的自然对流： 探讨了密闭腔体内的流体受热或受冷时产生的自然对流现象，这在太阳能集热器、建筑围护结构等领域有重要应用。 组合传热： 研究了当自然对流与辐射或传导同时发生时，如何进行耦合分析。 4. 相变对流换热： 沸腾换热： 详细介绍了不同沸腾模式（如泡状沸腾、过渡沸腾、膜状沸腾）及其对应的换热机理和特点。 冷凝换热： 分析了膜状冷凝和滴状冷凝的传热过程，以及影响冷凝换热效率的因素。 相变在换热设备中的应用： 如蒸发器、冷凝器等。 5. 强化传热技术： 表面改性： 如翅片、螺旋槽、低肋管等，通过增大换热面积或诱导湍流来提高换热系数。 插流子： 在管内加入扰流器，破坏边界层，增强混合，提高换热效率。 振荡流： 周期性改变流速或流量，诱导湍流，增强传热。 射流冲击： 高速射流冲击表面，产生强烈的湍流和混合，适用于高效冷却。 6. 热辐射的基本概念及其与对流的耦合： 黑体、灰体、选择性表面： 定义了不同表面的辐射特性。 辐射换热的计算： 介绍斯忒藩-玻尔兹曼定律、比尔定律等。 对流-辐射耦合： 在高温条件下，许多工程问题中辐射与对流同时发生，本书会指导读者如何进行耦合分析，例如在燃烧室、高温炉膛等场景。 四、 案例分析与实践指导 全书贯穿丰富的案例分析，覆盖了能源、化工、航空航天、电子设备冷却等多个重要工程领域，例如： 核反应堆冷却系统： 强制对流换热在核能安全中的关键作用。 电子器件散热： 强制对流和自然对流在散热器设计中的应用。 建筑物的热舒适性： 自然对流在室内温度分布中的影响。 化工过程中的蒸发与冷凝： 相变对流换热在化工生产中的重要性。 飞机发动机的冷却： 高速强制对流换热面临的挑战。 《对流换热》一书旨在为从事传热研究、工程设计和实际操作的读者提供一个坚实的理论基础和实用的技术指导。通过对本书的学习，读者将能够准确地分析和计算各种对流换热问题，并根据实际需求设计和优化传热设备，从而在各自的专业领域取得更好的成果。

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我是一名刚刚接触传热学领域的研究生，对流换热是我学习的重点和难点。很多文献中提到的关于对流换热的专业术语和理论模型，我总是感到难以完全理解。我希望这本书能够成为我学习的“敲门砖”，它是否能够提供一个相对完善的理论框架，让我能够系统地掌握对流换热的基本原理和方法。例如，对于自然对流和强制对流的区分，以及它们各自的控制方程，我希望能有清晰的讲解。书中是否会介绍一些用于分析和计算对流换热的常用方法，比如相似准则法、积分法或者微分法，并且提供一些详细的算例。我特别关注书中关于湍流对流换热的介绍，因为在实际工程中，湍流往往是主要的形式。如果书中能够对各种湍流模型进行比较和说明，并给出它们在对流换热计算中的应用，那对我来说将非常有帮助。我期待这本书能够帮助我建立扎实的理论基础，为我今后的科研工作打下坚实的基础。

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我一直认为，学习一门技术，最终还是要落到实践上。这本书的书名虽然是“对流换热”，但我更关注它在实际工程中的应用价值。我希望书中能够包含大量的工程案例，涵盖不同行业和不同应用场景。例如，在建筑节能领域，如何通过优化建筑物的对流换热来减少能源消耗；在汽车工业中，如何设计高效的冷却系统来保证发动机的稳定运行；在航空航天领域，如何处理高温高速流动下的热防护问题。我希望书中不仅能介绍这些案例，还能分析其中的关键技术难点，并给出相应的解决方案。例如，书中是否会提供关于换热器选型和设计的指导性原则，或者如何根据具体的工况来选择合适的对流换热模式。如果书中还能提供一些关于测试和测量方法的信息，比如如何测量流速、温度和传热系数，那将更加完美。我期待这本书能够成为我解决实际工程问题的“工具箱”，为我的工作提供宝贵的参考。

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从一个跨学科研究者的角度，对流换热不仅仅是物理学或工程学的问题，它还广泛应用于生物学、环境科学以及材料科学等领域。例如，在生物学中，血液循环中的热量传递，以及细胞和组织的温度调节都涉及到对流换热。在环境科学中，大气和海洋环流中的热量传输，对于理解气候变化至关重要。在材料科学中，材料在高温处理过程中的冷却速率，会影响其微观结构和宏观性能，这也与对流换热密切相关。我希望这本书能够展现对流换热在这些不同领域的应用，并且探讨其跨学科的联系。例如，书中是否会介绍一些用于模拟生物体内热量传递的数学模型，或者如何利用对流换热的原理来设计新型功能材料。如果这本书能够拓宽我的视野，让我看到对流换热在更广阔的研究背景下的意义，那么它将非常有启发性。我期待这本书能够激发我进行更多跨学科的思考和探索。

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从一个教育者的角度，我一直在寻找能够启发学生学习兴趣、培养他们科学思维的优质教材。这本书的出现，让我看到了希望。我非常关注它是否能够将枯燥的理论知识转化为生动有趣的教学内容。例如，书中是否会运用一些生动的比喻和类比来解释抽象的概念，比如用“拥挤的街道”来比喻流体分子的运动，或者用“热量传递的接力赛”来比喻不同的传热方式。我希望书中能够包含一些能够引发学生思考的案例分析，鼓励他们主动去探索和发现。例如，关于日常生活中的对流现象，比如煮水时水流的循环，或者台风的形成机制，都可以作为引子来讲解对流换热的原理。如果书中能够设计一些互动式的学习环节，比如让学生进行简单的模拟实验，或者提出一些开放性的问题让他们分组讨论，那将极大地提高学习效果。我期待这本书能够成为我教学过程中的得力助手，帮助我培养出更多热爱科学、善于思考的下一代。

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我是一个对科学原理充满好奇心的学生，尤其对物理学中那些能够解释自然现象的规律着迷。对流换热这个概念，我一直在尝试理解其中的精妙之处。书名本身就很有引导性，它明确了讨论的主题，让我知道这是一本专注于这一特定领域的著作。我希望这本书能够从最基础的物理概念讲起，比如热量传递的三种方式——传导、对流和辐射——并重点阐述对流换热的独特性和重要性。对于流体动力学的基本原理，如连续性方程、动量方程等，在对流换热中的应用，我希望能有详尽的解释。另外，我对于自然对流和强制对流的区别，以及它们各自的应用场景，也非常感兴趣。书中是否会涉及一些经典的实验案例，或者通过生动的比喻来帮助我们理解抽象的物理过程，是我非常期待的。如果这本书能够培养我的科学思维，教会我如何运用所学知识去分析和解决问题，那么它就是一本非常成功的书籍。

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作为一名对前沿科学技术充满热情的技术爱好者，我一直在关注热管理技术在各个高科技领域的发展。从电子设备的散热到航空航天的热防护，对流换热都是其中的核心技术。我希望这本书能够介绍一些最新的研究成果和技术进展，例如微尺度对流换热、纳米流体在对流换热中的应用，或者新型换热器的设计理念。我对于书中是否会包含一些关于高效换热材料的介绍也充满兴趣，比如具有优异导热性能的金属基复合材料，或者能够增强湍流混合的表面改性技术。如果这本书能够提供一些关于如何通过结构设计和流体控制来优化对流换热性能的指导，那将非常有价值。例如，如何设计复杂的翅片结构来增加换热面积，或者如何利用微流道来增强传热效率。我期待这本书能够让我对现代对流换热技术有一个更全面和深入的认识，并激发我对未来技术发展的思考。

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这本书的出版，对于那些渴望深入理解热力学和传热学领域奥秘的读者来说，无疑是一个振奋人心的消息。我本人在学习相关专业知识的过程中，常常会遇到对流换热这个章节，它涉及到流体力学和热力学两个庞大的学科分支，其理论体系的复杂性和公式的推导过程的繁琐，常常让许多初学者望而却步。我希望这本书能够有效地梳理这些内容，将复杂的概念进行拆解和重组，用更加易于理解的语言进行阐释。特别是对于一些关键的物理机制，例如边界层理论、努塞尔数、雷诺数以及各种无量纲准则在对流换热过程中的作用，我非常希望能够得到清晰的解释。此外，如果书中能够包含一些典型的工程问题，比如换热器的设计、管道内的流动与换热、以及翅片散热等方面的案例，并辅以详细的计算过程和分析，那将是极具价值的。我希望这本书能够成为我学习和研究对流换热的一个坚实基础，帮助我建立起完整的知识框架，并且具备解决实际工程问题的能力。

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这本书的封面设计倒是挺吸引人的，那种流动的线条和渐变的色彩，一下子就让人联想到热量在介质中的传递过程。拿到手里，纸张的质感也相当不错，印刷清晰，排版也很舒适，长时间阅读应该不会觉得眼睛疲劳。封底的介绍虽然简洁，但点明了“对流换热”这个核心概念，并且提到了这本书在理论讲解和实际应用方面的平衡。我一直对这方面的知识很感兴趣，尤其是在工业生产和日常生活中的许多现象都离不开对流换热的原理，比如空调的制冷制热、汽车发动机的散热、甚至是我们洗澡时热水器的加热过程，都与此息息相关。这本书能否深入浅出地解释这些复杂的物理过程，并提供一些实际的案例分析，是我非常期待的。我希望它不仅能让我理解那些抽象的公式和定理，更能让我将这些知识运用到分析身边的事物，甚至解决一些实际问题。如果这本书能做到这一点，那么它绝对是一本值得推荐的优秀教材。

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从一个在能源领域摸爬滚打多年的工程师的角度来看，对流换热是实现高效能源利用的关键技术之一。无论是火力发电厂的锅炉换热、核能反应堆的冷却系统，还是太阳能集热器的设计，都离不开对流换热的精确计算和优化。我非常关注这本书在理论深度上的表现，它是否能够涵盖最新的研究进展，比如湍流模型在对流换热中的应用，或者微通道对流换热的特点。更重要的是，我希望这本书能够提供实用的工具和方法，帮助我们进行工程设计和优化。例如，书中是否提供了不同类型换热器的设计准则，或者如何通过改变流体性质、流动状态和几何结构来提高换热效率的方法。我对书中关于数值模拟方法的介绍也颇感兴趣，毕竟在实际工程中，很多复杂的换热问题都需要借助CFD（计算流体动力学）等手段来解决。如果这本书能够在这方面提供指导，并介绍一些常用的软件和技术，那将非常有帮助。我期待这本书能够成为我解决实际工程难题的得力助手。

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在我看来，一本优秀的教材不仅在于其知识的深度和广度，更在于其传递知识的方式。这本书的出现，让我看到了一个系统性学习对流换热的希望。我关注它是否能够提供一个清晰的学习路径，从基础理论到复杂应用，循序渐进。比如，在讲解到复杂的数学模型时，是否能提供详细的推导过程，并解释每个步骤的物理意义，而不是简单地给出结果。对于公式的使用，是否能明确其适用的条件和局限性。我还希望这本书能够包含丰富的图示和表格，用视觉化的方式来呈现复杂的概念和数据，这对于理解和记忆至关重要。比如，关于流场和温度场的分布图，或者不同几何形状和边界条件下换热系数的变化曲线，都会极大地帮助我们理解。如果书中还能提供一些思考题或者课后习题，并附带解答，那么它的教学价值将大大提升。我期待这本书能够真正成为一本能够引导我深入探索对流换热世界的优秀指南。

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