Extended Surface Heat Transfer pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Wiley-Interscience

作者:Allan D. Kraus

出品人:

页数:1120

译者:

出版时间:2001-01-22

价格:USD 250.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780471395508

丛书系列:

图书标签:

• transfer
• surface
• heat
• extended
• Heat Transfer
• Extended Surfaces
• Fins
• Heat Exchangers
• Convection
• Thermal Design
• Engineering
• Fluid Mechanics
• Surface Technology
• Heat Transfer Enhancement

热交换原理与工程应用 本书深入探讨了热交换的基本原理，并将其广泛应用于各种工程实践。它为读者提供了一个全面而透彻的理解，涵盖了从微观的传热机理到宏观的系统设计。 核心概念与传热机制 本书的开篇部分致力于阐明热交换的基石。读者将学习到热力学第一定律和第二定律在传热过程中的应用，理解能量守恒以及不可逆性对热量传递的影响。重点将放在三种基本传热方式： 传导（Conduction）：本书详细解析了固体、液体和气体中分子间碰撞和自由电子跃迁导致的内能传递过程。内容将涵盖傅里叶导热定律，包括其数学表述、热导率的概念及其影响因素（如材料性质、温度、压力等）。我们将探讨一维、二维和三维稳态及瞬态导热问题，并介绍分离变量法、拉普拉斯变换法和数值解法（如有限差分法、有限元法）等分析和求解复杂传导问题的数学工具。将通过实例演示如何计算翅片、壁面等结构中的热传导速率，以及界面热阻的影响。 对流（Convection）：本书将对流传热视为流体运动引起的能量传递。我们将区分强制对流（forced convection）（由外部泵、风扇等引起）和自然对流（free convection）（由流体密度随温度变化引起浮力驱动）。核心将围绕对流换热系数（h）展开，深入分析其影响因素，包括流体的物性（粘度、热导率、密度、比热容）、流速、管道几何形状、表面粗糙度等。读者将学习到努塞尔数（Nu）、雷诺数（Re）、普朗特数（Pr）和格拉晓夫数（Gr）等无量纲数在描述和预测对流传热中的重要作用。书中将包含层流和湍流两种流动状态下的努塞尔数关联式，并探讨平板、圆管、翅片等典型几何形状的对流换热。此外，还将涉及相变对流（如沸腾和冷凝）的独特机制。 辐射（Radiation）：本书将解释物体以电磁波形式传递能量的现象，即热辐射。我们将深入研究黑体辐射定律（普朗克定律、斯特藩-玻尔兹曼定律、维恩位移定律），理解不同温度下物体辐射的谱分布和总能量。同时，将介绍实际物体（灰体、选择性表面）的辐射特性，包括发射率和吸收率。书中将详细阐述表面之间的辐射热交换，包括辐射角系数（view factor）的概念及其计算方法，以及如何应用于封闭空间和复杂几何形状。还将讨论辐射与对流的耦合作用，以及在真空环境下的传热主导地位。 传热分析的数学工具与数值方法 为了准确分析复杂的传热问题，本书将提供必要的数学工具。这将包括： 微分方程的建立与求解：系统地介绍如何根据物理原理建立导热方程、对流方程和辐射方程，并讲解求解这些偏微分方程的各种解析方法，如分离变量法、傅里叶级数、拉普拉斯变换等。 数值传热学：对于解析解难以获得或复杂的工程问题，本书将重点介绍数值方法的应用，包括有限差分法（FDM）、有限体积法（FVM）和有限元法（FEM）。读者将学习如何将连续的传热方程离散化为代数方程组，并利用计算机编程实现数值求解。内容将涵盖网格生成、离散格式选择、迭代求解器以及误差分析。 工程应用与系统设计 本书的另一重要组成部分是传热原理在实际工程中的广泛应用。我们将重点关注以下领域： 换热器设计与分析：换热器是实现流体间热量传递的关键设备。本书将深入探讨不同类型的换热器，如管壳式换热器、板式换热器、翅片管换热器等。将介绍平均温差法（如算术平均温差、对数平均温差）和ε-NTU法等用于计算换热器性能的分析方法。同时，还将讨论换热器设计的优化，包括选择合适的结构、材料以及优化操作参数以提高效率和降低成本。 热管理系统：在电子设备、汽车发动机、航空航天器等领域，有效的热管理至关重要。本书将探讨散热器、风扇、泵、热管、冷却液等热管理组件的设计与应用。将分析热量从热源到散热介质的整个传递路径，并介绍如何通过优化设计来控制温度，确保设备可靠运行。 建筑热工学：本书也将涵盖建筑物的热量损失与获得分析。将介绍墙体、窗户、屋顶等建筑围护结构的传热计算，以及自然通风和机械通风对室内温度的影响。内容还将涉及隔热材料的选择与应用，以及节能建筑的设计原则。 相变传热：沸腾和冷凝是许多工业过程中常见的相变传热现象。本书将详细介绍这些过程的传热机理，包括泡核沸腾、膜沸腾、滴状冷凝、膜状冷凝等。将分析影响相变传热系数的因素，并介绍在锅炉、冷凝器等设备中的应用。 传热与其他科学领域的交叉：还将探讨传热学与其他学科的联系，如传质学、流体力学、材料科学以及能源工程等，展示其在多学科交叉问题解决中的重要作用。 学习目标 通过本书的学习，读者将能够： 理解并掌握传热学的三种基本机理：传导、对流和辐射。 能够建立和分析一维、二维和三维稳态及瞬态传热问题。 熟练运用无量纲数和关联式分析对流换热过程。 理解并计算表面间的辐射换热。 掌握数值传热学方法，能够利用计算机解决复杂的传热问题。 了解换热器、热管理系统等工程设备的设计原理和应用。 能够分析建筑物的热工性能，并提出节能建议。 认识传热学在现代工程和科学研究中的重要性。 本书旨在为工程技术人员、研究学者以及对传热学感兴趣的学生提供一个坚实的基础和深入的指导。

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