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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Dewitt, David P.

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:62.95

装帧:HRD

isbn号码:9780470075791

丛书系列:

图书标签:

• Heat Transfer
• Engineering
• Textbook
• Wiley
• Physics
• Thermal Science
• Higher Education
• Engineering Education
• Introduction to Heat Transfer
• Stand-alone

好的，这是一份关于《传热导论》相关教材的详细图书简介，旨在突出核心概念和教学价值，同时避免提及特定的 Wiley Plus 学习系统或相关辅助材料。 --- 《传热导论》：系统理解与工程应用 本书简介 本书旨在为工程学及相关科学领域的学生提供一个全面、深入且注重工程实践的传热学基础。传热学是连接物理学原理与实际工程问题的关键桥梁，其应用贯穿于能源系统设计、电子设备散热、建筑热工、生物医学工程乃至航空航天等诸多领域。本书从最基础的三个传热机理——导热、对流和辐射——出发，系统地构建起一个严谨的理论框架，并辅以大量的工程实例和习题，确保读者不仅掌握理论知识，更能将其有效地应用于解决现实世界中的复杂问题。 第一部分：导热学的基石 本书的第一部分聚焦于传导现象，这是固体内部热量传递的基础。我们首先建立傅里叶定律这一核心概念，并详细阐述其矢量形式与标量形式，清晰地定义了热导率这一关键材料属性。 稳态导热分析： 一维稳态导热： 我们从最简单的几何形状——平面壁、圆柱体和球体——入手，推导出在没有内热源或热源均匀分布情况下的温度分布方程。重点探讨了复合壁结构（如多层隔热材料）的等效热阻概念，这对于理解建筑保温和热交换器设计至关重要。 无限大、恒温热源（集中参数法）： 针对那些尺寸远大于其特征长度且温度均匀的物体，本书介绍了集中参数法（Lumped Capacitance Method）。这套方法极大地简化了瞬态分析，并清晰地界定了该方法适用的条件，即毕奥数（Biot Number）的意义。 一维非稳态导热（瞬态分析）： 深入分析温度随时间变化的规律。这部分内容涵盖了半无限固体的瞬态响应，以及利用泊松积分或一维瞬态导热图表（Heisler Charts）处理有限尺寸物体的瞬态降温或加热过程。这对于理解淬火过程或快速加热应用至关重要。 高阶导热分析： 含内部热源的稳态导热： 探讨了材料内部产生热量（例如核反应堆或电阻加热元件）时，温度场如何分布。特别是对肋片（Fin）的分析，精确计算了不同边界条件下的热流和效率，是散热器设计中的核心内容。 傅里叶定律的微分形式： 将傅里叶定律与能量守恒原理结合，推导出一维、二维乃至三维的泊松方程和拉普拉斯方程。这为更复杂的几何形状和非均匀加热问题奠定了数学基础。 数值方法初步： 在解析解难以求得的情况下，本书引入了有限差分法（Finite Difference Method）的基本思想，教授读者如何将偏微分方程离散化，为求解复杂的工程模型（如二维或三维瞬态问题）做好准备。 第二部分：对流换热——流体与界面的作用 对流换热是流体运动与导热的耦合现象，是工程换热中最常见也最复杂的环节之一。 对流的基本概念： 牛顿冷却定律： 作为对流换热的宏观描述，我们将详细阐述其应用范围和局限性。 流体力学基础回顾： 为了理解对流，必须掌握边界层理论。本书回顾了流体力学的关键概念，如流线、速度剖面，并重点引入努塞尔数（Nusselt Number），它是表征对流换热强弱的无量纲参数。 相似性分析与无量纲数： 深入剖析雷诺数（Re）、普朗特数（Pr）、格拉晓夫数（Gr）的物理意义及其在确定流动状态（层流还是湍流）和换热模式中的决定性作用。 强迫对流： 管内流动： 详细分析了圆管内的层流和湍流流动，区分了充分发展段和入口段的温度场。重点介绍经验关联式，展示如何利用实验数据预测平均努塞尔数。 管外流动： 讨论流体绕过圆柱体、平板等外部物体时的换热问题，强调冲刷长度对平均换热系数的影响。 自然（自由）对流： 浮力驱动： 解释了由于密度差异（如温度或浓度梯度）引起的自然对流现象。这在封闭空间（如房间供暖）和垂直平板散热中非常关键。 第三部分：辐射换热——电磁波的能量传递 辐射换热不需要介质参与，是高温系统（如燃烧室、空间热防护）中不可或缺的传热模式。 辐射基础理论： 黑体辐射定律： 从普朗克定律出发，推导出描述理想辐射体行为的斯特藩-玻尔兹曼定律。 辐射特性： 详细定义和区分吸收率、反射率和透射率，以及它们之间的关系。重点讲解灰体和选择性表面的概念，这些特性直接影响工程材料的选择。 形状因子（View Factor）： 这是分析复杂几何体之间辐射换热的关键。本书系统讲解了形状因子的几何定义、互易性、叠加性以及自形因子规则，并通过大量图解帮助读者掌握计算技巧。 辐射网络分析： 辐射交换： 引入辐射网络法，将复杂的辐射交换问题转化为电路分析问题。通过定义“辐射导纳”和“辐射节点”，实现了对多表面系统之间辐射热流的精确计算。 辐射与对流的耦合： 讨论在实际工程中，辐射与对流常常同时发生，需要综合考虑，例如在真空环境下的热平衡计算。 第四部分：传热设备中的应用 本书的最后一部分将前面学到的理论知识系统地应用于核心的传热工程设备中。 换热器： 这是传热学应用最为集中的领域。我们详细分析了并流、逆流和错流换热器的基本原理。引入平均温度差（LMTD）法和效能-NTU法，使读者能够根据设计需求（如面积限制或温度要求）选择最合适的分析方法。 相变传热： 深入探讨了沸腾和冷凝过程中的换热机制。这部分内容对于制冷、蒸汽轮机和热管技术至关重要，详细分析了核态沸腾和膜状冷凝的特点。 教学特色 本书的结构设计旨在最大化学习的效率和深度： 1. 理论与实践并重： 每一章节均以清晰的物理图像开篇，随后是严格的数学推导，并辅以大量“工程实例”，展示如何将方程应用于真实世界场景。 2. 侧重于无量纲分析： 强调对无量纲数（如 Re, Pr, Nu, Bi）的深刻理解，使读者能够判断换热模式的主导因素，并有效利用经验关联式。 3. 详尽的附录和数据： 提供了常用的流体热物性表、材料热导率数据以及关键的无量纲图表，方便查阅和进行实际计算。 通过对导热、对流和辐射的系统学习，以及对换热器设计的深入探讨，本书将使读者具备坚实的传热学基础，能够自信地面对未来在任何工程领域中遇到的热量传递挑战。

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