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第1章 绪论 1

1.1传热学的研究内容与方法 1

1.1.1传热学的研究内容 1

1.1.2传热学的研究方法 1

1.2传热学的发展历程 2

1.2.1热传导 2

1.2.2热对流 3

1.2.3热辐射 3

1.3传热学在石油化工行业的应用 4

1.3.1在石油行业中的应用 4

1.3.2在石化行业中的应用 7

第2章 稳态热传导 10

2.1导热基本概念及定律 10

2.1.1导热基本概念 10

2.1.2导热基本定律 12

2.1.3热导率 13

2.2导热微分方程 16

2.2.1导入与导出微元体的净热量 17

2.2.2微元体中内热源的发热量 18

2.2.3圆柱坐标系（r，?，z） 18

2.3导热过程的初始条件与边界条件 19

2.4典型一维稳态导热问题的分析解 21

2.4.1通过平壁的导热 21

2.4.2通过圆筒壁的导热 25

2.4.3通过球壳的稳态导热 28

2.4.4其他变面积或变热导率问题 29

2.4.5通过肋片的稳态导热 29

2.5二维稳态导热问题与形状因子 34

2.5.1分析解法 35

2.5.2导热形状因子法 35

参考文献 38

第3章 非稳态热传导 39

3.1非稳态导热的基本概念 39

3.1.1非稳态导热 39

3.1.2毕渥数与傅里叶数 41

3.2集中参数法 42

3.3典型一维非稳态导热问题的分析解 44

3.3.1第一类边界条件下一维非稳态导热的分析解 44

3.3.2伴有相变边界一维非稳态导热的特例 46

3.3.3第三类边界条件下一维非稳态导热 47

3.4半无限大物体的非稳态导热 55

3.4.1半无限大固体的温度分布 55

3.4.2等热通量的半无限大固体 56

3.5多维非稳态导热的分析解 57

参考文献 61

第4章 热传导问题的数值解法 62

4.1导热问题数值解的基本思想 62

4.1.1数值解法的本质 63

4.1.2数值解法的基本思路 63

4.2稳态导热问题的数值解法 63

4.2.1物理问题与数学描写 63

4.2.2区域离散 64

4.2.3节点方程离散 64

4.2.4代数方程的最终形式及求解方法 65

4.2.5数值计算流程图 66

4.3非稳态导热问题的数值解法 66

4.3.1物理问题及数学描写 66

4.3.2时间和空间区域的离散 67

4.3.3节点离散方程的建立 67

4.3.4两种格式及其稳定性 68

4.3.5二维及三维非稳态导热问题的求解简介 68

4.3.6集中热源作用下的非稳态导热问题简介 70

参考文献 71

第5章 对流换热的理论基础 72

5.1对流换热基本问题 72

5.2对流换热概述 73

5.2.1牛顿冷却定律 73

5.2.2对流换热的影响因素 73

5.2.3对流换热系数 74

5.2.4黏性与非黏性流动 75

5.3对流换热过程的数学描写 76

5.3.1质量守恒与连续性方程 77

5.3.2动量守恒与动量方程 77

5.3.3能量守恒与能量方程 78

5.3.4对流换热问题的完整数学描写 79

5.4对流换热的边界层 80

5.4.1速度边界层 80

5.4.2平板上的层流边界层 82

5.4.3热边界层 86

5.4.4边界层的重要意义 91

5.4.5流体摩擦和换热之间的关系 91

5.5本章小结 92

参考文献 93

第6章 对流换热的工程计算 94

6.1外部对流换热 94

6.1.1外部自然对流换热关联式 94

6.1.2外部强制对流的实验关联式 103

6.2密闭空间对流换热 109

6.3内部强制对流换热 112

6.3.1流体力学的问题 112

6.3.2热的问题 116

6.3.3能量平衡的问题 119

6.3.4圆管内层流的关联式 122

6.3.5圆管内湍流的关联式 125

6.3.6非圆形管和同心套管的关联式 127

6.3.7单相对流换热的强化技术 129

6.4本章小结 131

参考文献 132

第7章 伴随相变的对流换热 133

7.1相变对流换热中的无量纲参数 133

7.2凝结换热 134

7.2.1凝结换热模式 134

7.2.2膜状凝结的分析解及计算 135

7.2.3膜状凝结换热的影响因素 138

7.3沸腾换热 141

7.3.1沸腾换热模式 141

7.3.2池内沸腾关系式 144

7.3.3管内对流沸腾 147

7.3.4沸腾传热的影响因素 150

7.4本章小结 152

参考文献 152

第8章 热辐射基本定律和辐射特性 153

8.1热辐射现象的基本概念 154

8.1.1热辐射的定义及区别于导热对流的特点 154

8.1.2从电磁波的角度描述热辐射的特性 155

8.1.3黑体模型及其重要性 157

8.2黑体热辐射的基本定律 157

8.2.1斯忒藩-玻耳兹曼定律 157

8.2.2普朗克定律 158

8.2.3兰贝特定律 161

8.3实际物体的辐射特性 164

8.3.1实际物体的辐射力 164

8.3.2实际物体的光谱辐射力 165

8.3.3实际物体的定向辐射强度 165

8.3.4气体辐射的特点 168

8.4实际物体对辐射能的吸收与辐射的关系 170

8.4.1实际物体的吸收比 170

8.4.2灰体的概念及其工程应用 172

8.4.3吸收比与发射率的关系——基尔霍夫定律 172

8.4.4温室效应 173

8.5太阳与环境辐射 174

8.5.1太阳常数 175

8.5.2太阳能穿过大气层时的削弱 175

8.5.3环境辐射 176

8.5.4部分物体对太阳能的吸收比 177

8.6本章小结 177

参考文献 179

第9章 辐射传热的计算 182

9.1辐射传热的角系数 182

9.1.1角系数的定义及计算假定 182

9.1.2角系数的性质 182

9.1.3角系数的计算方法 184

9.2两表面封闭系统的辐射传热 188

9.2.1封闭腔模型及两黑体表面组成的封闭腔 188

9.2.2有效辐射 188

9.2.3两个漫灰表面组成的封闭腔的辐射传热 189

9.3多表面系统的辐射传热 193

9.3.1两表面换热系统的辐射网络 193

9.3.2多表面封闭系统网络法求解的实施步骤 194

9.3.3三表面封闭系统的两种特殊情形 194

9.3.4多表面封闭系统辐射传热计算的几点说明 195

9.4气体辐射的计算 200

9.4.1光谱辐射能在气体层中的定向传递 200

9.4.2平均射线程长的计算 201

9.4.3水蒸汽、二氧化碳发射率、吸收比的经验确定图线 202

9.4.4气体与黑体包壳间的辐射传热计算 205

9.5辐射传热的控制 206

9.5.1控制物体表面间辐射传热的方法 206

9.5.2遮热板的原理及其应用 208

9.6综合传热问题分析 210

9.6.1测定炉膛辐射热流密度简易方法的原理分析 210

9.6.2遮热罩抽气式热电偶为什么能减少气体温度的测量误差 211

9.6.3辐射传热系数 213

9.7计算热辐射方法简述 213

9.7.1区域法 213

9.7.2热通量法 213

9.7.3蒙特卡洛法 214

9.7.4离散坐标法 214

9.7.5谱方法 214

9.8本章小结 214

参考文献 216

第10章 换热器概述及传热过程分析 218

10.1换热器的分类及基本类型 218

10.1.1换热器的分类 218

10.1.2换热器的基本类型 219

10.2各类换热器结构及特点 220

10.2.1管壳式换热器 221

10.2.2板式换热器 226

10.2.3其他类型换热器 230

10.3换热器的传热过程的计算及传热强化 241

10.3.1换热器的传热过程的分析 241

10.3.2换热器的传热过程的计算 248

10.3.3换热器的热计算 253

10.3.4换热器的污垢热阻 255

10.4换热器传热过程的强化 257

10.4.1强化传热的基本途径 257

10.4.2对流换热强化的基本方法 264

10.4.3凝结换热与沸腾换热的强化方法 267

10.5本章小结 268

参考文献 268

第11章 炼厂能量综合利用及节能技术 269

11.1换热网络基本概念 269

11.1.1换热网络 269

11.1.2夹点分析 269

11.1.3热交换的基本概念 270

11.2夹点技术基本原理 271

11.2.1第一定律分析 271

11.2.2T-H图与组合曲线 272

11.2.3夹点在T-H图中的描述 274

11.2.4最优传热温差△Tmin的确定 275

11.2.5最小公用工程目标 275

11.2.6夹点的意义 278

11.3最大能量回收网络 280

11.4常减压蒸馏工艺换热网络的优化与节能 282

11.4.1常减压蒸馏工艺流程简介 282

11.4.2换热网络的生成 284

11.4.3夹点位置的确定 287

11.4.4换热网络夹点分析 291

11.4.5换热网络优化设计 292

11.4.6网络优化节能效果 298

11.5加氢精制工艺换热网络的优化与节能 298

11.5.1加氢精制工艺流程简介 298

11.5.2换热网络的生成 299

11.5.3夹点位置的确定 301

11.5.4换热网络夹点分析 308

11.5.5换热网络夹点优化 310

11.5.6网络优化节能效果 313

11.6加氢脱硫工艺换热网络的优化与节能 314

11.6.1加氢精制工艺流程简介 314

11.6.2换热网络的生成 315

11.6.3夹点位置的确定 317

11.6.4换热网络夹点分析 322

11.6.5换热网络夹点优化 323

11.6.6网络优化节能效果 330

11.7本章小结 330

参考文献 330

附录 331