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第一章 概论 1

1.1 强化传热的发展、分类和应用 1

1.1.1 强化传热的发展和分类 1

1.1.2 不同强化传热技术的应用场合 4

1.1.3 强化传热技术推广中存在的问题 7

1.2 强化传热性能的评判准则 9

1.3 导热过程的强化 21

1.3.1 导热与接触热阻 21

1.3.2 降低接触热阻的方法 23

1.3.3 表面涂层对接触热阻的影响 24

1.3.4 涂层或垫片降低接触热阻的实验结果 31

1.4 辐射换热的强化及其在热设备中的应用 33

1.4.1 辐射换热的基本特性 34

1.4.2 表面粗糙化及氧化膜对辐射率的影响 35

1.4.3 固体微粒对辐射换热的强化 37

1.4.4 光谱选择性辐射表面 39

1.4.5 利用辐射板增强高温通道内的传热 41

1.4.6 利用热辐射特性减少能量损失 43

1.4.7 辐射翅片的应用 46

1.5 对流换热强化方法的概述 47

1.5.1 传热流体的物性与强化传热 48

1.5.2 对流换热强化技术概述 49

参考文献 54

第二章 对流换热的有源强化 58

2.1 利用机械搅动加强流体与壁面间的传热 58

2.1.1 搅拌釜的形状和分类 59

2.1.2 叶片式搅拌器的流动及传热特性 61

9.7.2 透平叶片温度场的计算 63

2.1.3 适用高粘度流体的搅拌器 67

2.1.4 刮膜式搅拌器 72

2.1.5 非牛顿流体在搅拌釜内的换热 74

2.2 流体脉动和传热面振动时的对流换热 76

2.2.1 流体在管内脉动时的对流换热 76

2.2.2 利用脉动阀门或空气脉动器产生流体脉动 79

2.2.3 流体脉动时换热器内的传热 81

2.2.4 传热面振动时的传热特性 83

2.3 电磁场作用下的对流换热 85

2.3.1 电流体力学的基本方程 86

2.3.2 直流电场对传热的强化 87

2.3.3 电磁场中换热的增强 90

2.3.4 电磁场对沸腾换热的影响 92

2.3.5 凝结换热的电磁强化 96

2.4 经过多孔壁有质量透过时的壁面换热 100

2.4.1 经过多孔壁有质量流过时的层流换热 101

2.4.2 经过多孔壁有质量流过时的湍流换热 106

2.4.3 壁面有质量抽出时的凝结换热 113

参考文献 117

3.1 管内插入物对传热的增强 122

第三章 对流换热的无源强化 122

3.1.1 含扭曲带管内的流动及传热特性 123

3.1.2 扭曲带置于管子进口部分时换热系数沿管长的变化 130

3.1.3 扭曲带置于内翅管中的复合强化传热 131

3.1.4 扭曲带置于粗糙管内的传热特性 132

3.1.5 Kenics静态混合器 133

3.1.6 其它管内插入物 138

3.2 涡旋流动的强化传热 138

3.2.1 扭曲管束换热器内的传热和阻力 139

3.2.2 自由旋流对换热的强化 143

3.2.3 螺旋管内的换热规律 150

3.3 添加物对流体传热的影响 158

3.3.1 气-固悬浮体的流动及换热 158

3.3.2 高温气-固两相流体被冷却时的特性 167

3.3.3 水-气雾状流的传热特性 173

3.3.4 液体流中添加物对传热的增强 178

3.4 流化床与埋管间的传热 179

3.5 射流冲击 189

3.5.1 射流的流场特征 190

3.5.2 射流冲击传热的基本特征 192

3.5.3 射流冲击传热的计算方法 194

3.5.4 射流冲击传热的个别问题 202

参考文献 208

第四章 圆形通道内壁扰流装置的强化传热 217

4.1 壁面扰流器强化传热的机理 217

4.2 砂粒型粗糙管内的流动阻力和换热规律 220

4.2.1 粗糙管内的流动特性 222

4.2.2 粗糙面的壁面相似规律 224

4.2.3 粗糙面的传热相似规律 226

4.2.4 粗糙管内与光滑管内的Pr？值比较 229

4.3 带粗糙肋圆管内的强化传热 233

4.3.1 重复肋粗糙管内换热的半经验公式 234

4.3.2 用混合长度方法计算粗糙管内的换热 238

4.3.3 粗糙管内阻力与传热计算方法的改进 241

4.3.4 粗糙肋几何形状对流体流动阻力及传热的影响 246

4.3.5 其它型式粗糙管及二维、三维粗糙元性能比较 247

4.4 碾轧槽管的流动阻力与传热性能 250

4.4.1 横向轧槽管的阻力和传热 251

4.4.2 螺旋轧槽管内的传热 253

4.4.3 轧槽管的优良特性 258

4.5 带内翅片圆管内的对流换热 259

4.5.1 内翅管内的层流换热 259

4.5.2 内翅管内的湍流换热及其优化分析 268

4.5.3 内翅管与二维粗糙管的性能比较 274

4.5.4 内肋管对有相变换热的强化 275

参考文献 277

5.1 粗糙环形通道中的换热及其变换 282

第五章 非圆形通道内的强化换热 282

5.1.1 粗糙环形通道中的流动分析 283

5.1.2 粗糙环形通道的传热方程 289

5.1.3 粗糙环形通道中湍流换热的实验研究 296

5.1.4 粗糙环形通道中湍流换热的变换 300

5.2 粗糙矩形通道中的换热与流动阻力 306

5.2.1 实验装置与测量方法 306

5.2.2 光滑矩形通道内的换热和阻力 308

5.2.3 肋粗糙矩形通道中的流动与换热 310

5.2.4 复合粗糙面的强化换热性能 315

5.2.5 扰流柱在矩形通道中的强化作用 318

5.2.6 粗糙矩形通道中湍流度的测量 322

5.3 三角形通道中的换热及其强化 326

5.3.1 光滑三角形通道中的局部换热 326

5.3.2 肋粗糙三角形通道中的强化换热 329

5.3.3 针肋在三角形通道中的强化作用 333

5.3.4 三种强化措施换热性能的比较 339

5.3.5 任意顶角等腰三角形通道中湍流换热的数值计算 340

5.4 弯曲矩形流道内的换热及其强化 348

5.4.1 弯曲矩形流道的流场分布 349

5.4.2 弯曲矩形流道中的湍流换热 352

5.4.3 180°弯曲矩形流道中的流动与换热 356

5.4.4 扰流柱在弯曲流道换热中的强化作用 361

5.5 粗糙管束中的湍流换热 363

5.5.1 流体横掠光滑管束时的流动特性 364

5.5.2 流体横掠管束时的压力分布与速度分布 366

5.5.3 流体横掠管束时的流动阻力 369

5.5.4 流体横掠光滑管束时的换热 371

5.5.5 流体横掠粗糙管束时的流动特性与换热规律 374

5.5.6 流体纵向冲刷粗糙管束时的流动特性及其换热规律 377

5.6 楔形流道中扰流柱对传热的强化作用 383

5.6.1 楔形流道中的平均换热及扰流柱的强化作用 383

5.6.2 楔形流道强化换热的一个特例 386

参考文献 393

第六章 管外空间的强化传热 399

6.1 管外翅片强化传热的基本原理 399

6.1.1 传热分析 399

6.1.2 传热增强比 402

6.1.3 影响强化传热的因素 403

6.1.4 强化传热潜力 405

6.2 气流横掠圆翅管束的强化传热 406

6.2.1 圆翅管束中的流动结构 407

6.2.2 圆翅管束的局部换热系数 407

6.2.3 传热和流动阻力的关联式 409

6.2.4 圆翅管与其改进型翅片管的性能比较 411

6.3 板式翅片的传热 414

6.3.1 板式翅片表面的局部换热系数 415

6.3.2 影响传热的主要因素 418

6.3.3 板式翅片传热和流动阻力的关联式 422

6.4 槽带板式翅片的传热和流动阻力 424

6.4.1 槽带板式翅片强化传热的分析方法 424

6.4.2 槽带板式翅片强化传热的机理 426

6.4.3 槽带板式翅片传热的简化计算方法 429

6.4.4 传热和流动阻力的关联式 432

6.5 穿孔翅片的传热与流动阻力特性 434

6.5.1 翅片穿孔的作用 435

6.5.2 影响传热和流动阻力的主要因素 437

6.5.3 穿孔翅片的性能评价 439

6.5.4 穿孔翅片传热和流动阻力的实验测定 442

6.6 锯齿翅片的传热强化 445

6.6.1 锯齿翅片强化传热的原理 445

6.6.2 翅片参数对传热和流动阻力的影响 447

6.6.3 传热和流动阻力的关联式 450

参考文献 451

第七章 凝结传热的强化 459

7.1 凝结传热简述 459

7.1.1 两种凝结方式 459

7.1.2 饱和蒸汽在管外及管内的凝结 460

7.1.3 强化凝结传热的任务 461

7.2 竖直管外强化凝结传热的基本原理 463

7.2.1 简化模型 463

7.2.2 凝结传热增强的分析和计算 466

7.2.3 实验验证 469

7.3 竖直沟槽表面凝结传热的强化 470

7.3.1 传热模型 470

7.3.2 沟槽管凝结传热的计算方法 472

7.3.3 影响沟槽管凝结传热的主要因素 476

7.4.1 重力排液模型 479

7.4 水平管外的强化凝结传热 479

7.4.2 表面张力排液模型 480

7.4.3 冷凝液的滞留现象 484

7.4.4 高效冷凝管 486

7.5 水平管内的强化凝结传热 487

7.5.1 水平管内强化凝结传热的计算 487

7.5.2 不同冷凝介质的强化凝结 491

7.6 膜状凝结传热的有源强化 493

7.6.1 汽-液界面在电场力作用下的不稳定性 493

7.6.2 强化凝结传热计算 496

7.7 珠状凝结传热 498

7.7.1 珠状凝结的一般理论 498

7.7.2 实现珠状凝结的途径 502

参考文献 502

8.1.1 发展简史 512

8.1 发展简史和基本概念 512

第八章 沸腾传热的强化 512

8.1.2 沸腾传热强化的基本概念 513

8.1.3 沸腾强化的基本原则 517

8.2 沸腾传热强化的专利技术 522

8.3 若干重要的商用强化传热管 532

8.3.1 HIGH FLUX管及其它多孔介质表面管 533

8.3.2 日立公司的THERMOEXCEL-E管 551

8.3.3 GEWA-T管 559

8.4 池内沸腾强化传热的其它方法 564

8.4.1 附着式强化物 564

8.4.2 特殊处理的非润湿表面 567

8.4.3 肋化表面 569

8.4.4 振动 571

8.4.5 静电场 573

8.4.6 机械作用下的沸腾传热 574

8.4.7 液体添加剂 575

8.4.8 抽吸 576

8.5 受迫对流沸腾的强化 577

8.5.1 各种特殊加工和处理表面 577

8.5.2 肋化表面 582

8.5.3 移置式强化物 583

8.5.4 涡流装置 584

8.5.5 振动 586

8.5.6 添加剂 587

8.5.7 静电场 587

参考文献 587

第九章 强化传热应用举例 597

9.1 内翅管在再热器中的应用 597

9.2 利用翅片管空气冷凝器提高蒸汽机车的效率 602

9.2.1 蒸汽机车动力的热力分析 602

9.2.2 强化翅片管式空气冷凝器 605

9.2.3 蒸汽机车设置空气冷凝器后的经济性分析 608

9.3 电子设备中的强化冷却 609

9.3.1 可控硅风冷散热器的强化冷却 609

9.3.2 水热管式散热器在电子冷却中的应用 614

9.3.3 用异种气体射流冲击冷却电子元件 616

9.4 冷油器传热性能的改善 617

9.5 锅炉管传热的改善 621

9.5.1 蒸发管传热的恶化 621

9.5.2 蒸发管传热的改善方法 623

9.6 翅片热管换热器在燃煤锅炉中的应用 627

9.6.2 热管换热器用于煤粉炉的前景 633

9.7 高温燃气轮机透平叶片的冷却 633

9.7.1 叶片冷却概述 635

9.8.1 几种插入物的强化作用 640

9.8 插入物对粘性流体换热的强化作用 640

9.8.2 插入物强化管内传热性能的评价 642

参考文献 644

第十章 强化传质 646

10.1 强化传质的机理 646

10.1.1 流动图型 647

10.1.2 剪切力分布 647

10.1.3 传质系数分布 648

10.2 强化传质的计算 648

10.3 干燥过程强化传质举例 650

参考文献 652

附录 常用材料和工作流体的热物性 655

参考文献 666

内容索引 667

9.6.1 热管换热器用于层燃锅炉的余热回收 6218