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第1章 概述 1

1.1 傅里叶定律 1

1.1.1 温度场 1

1.1.2 傅里叶定律 1

1.1.3 有限热传播速度下的傅里叶定律 2

1.2 基本守恒方程式 2

1.2.1 连续性方程 2

1.2.2 运动方程 3

1.2.3 传热方程 5

1.3 定解条件 7

1.3.1 几何条件 7

1.3.2 物性条件 7

1.3.3 初始条件 7

1.3.4 边界条件 8

习题 10

第2章 稳态导热 12

2.1 一维稳态导热 12

2.1.1 典型一维稳态导热 12

2.1.2 运动物体内的一维稳态导热 19

2.1.3 变导热系数的处理 23

2.2 扩展表面传热 25

2.2.1 基本概念 25

2.2.2 矩形直肋 26

2.2.3 三角形直肋 30

2.2.4 等厚度环肋 31

2.3 渗透性平壁内的导热 32

2.3.1 无内热源多孔平壁 32

2.3.2 有内热源多孔平壁 34

2.4 多维稳态导热 34

2.4.1 无内热源二维矩形区域稳态导热 35

2.4.2 有内热源二维矩形区域稳态导热 38

2.4.3 无内热源二维（半）无限大区域稳态导热 41

2.5 导热形状因子 43

习题 46

第3章 非稳态导热 48

3.1 集总参数系统 48

3.1.1 单容系统 48

3.1.2 双容系统 54

3.2 大平板内一维非稳态导热 56

3.3 无限大物体内的一维非稳态导热 60

3.3.1 温度分布 60

3.3.2 热源函数 61

3.4 半无限大物体内的一维非稳态导热 64

3.4.1 第一类边界条件 64

3.4.2 第二类边界条件 66

3.4.3 第三类边界条件 67

3.4.4 第四类边界条件 68

3.5 一维移动导热问题 70

3.5.1 相变导热 70

3.5.2 移动热源导热 71

3.5.3 烧蚀导热 73

3.6 多维非稳态导热 74

习题 77

第4章 导热问题的近似解法 79

4.1 导热方程的积分形式 79

4.1.1 稳态导热方程的积分形式 79

4.1.2 非稳态导热方程的积分形式 80

4.1.3 求解步骤 80

4.2 稳态导热问题的积分解法 81

4.2.1 里兹法 81

4.2.2 康塔罗维奇法 82

4.3 非稳态导热问题的积分解法 84

4.3.1 半无限大物体 84

4.3.2 大平板内的一维非稳态导热 86

4.4 积分解法的应用 88

4.4.1 有内热源的半无限大物体内的非稳态导热 88

4.4.2 半无限大物体内的一维非线性非稳态导热 90

4.4.3 等截面直肋中的二维稳态导热 91

4.5 摄动法简介 93

习题 96

第5章 外掠物体层流对流传热 98

5.1 对流传热概述 98

5.1.1 牛顿冷却公式 98

5.1.2 影响对流传热的主要因素 99

5.2 边界层方程 100

5.2.1 边界层概念 100

5.2.2 边界层微分方程 101

5.2.3 边界层积分方程 103

5.3 纵掠平壁对流传热相似解 104

5.3.1 相似变换 104

5.3.2 布拉修斯解 105

5.3.3 波尔豪森解 108

5.4 外掠楔形表面对流传热相似解 111

5.4.1 流动过程相似解 111

5.4.2 传热过程相似解 113

5.5 考虑黏性耗散时外掠平壁对流传热 114

5.5.1 齐次方程的解 115

5.5.2 非齐次方程的特解 115

5.5.3 解的叠加 116

5.6 边界层的积分近似解法 117

5.6.1 动量积分方程近似解 117

5.6.2 传热积分方程近似解 118

5.6.3 变壁温时传热计算 120

习题 121

第6章 管内层流对流传热 123

6.1 充分发展区层流对流传热 123

6.1.1 充分发展区层流流动 123

6.1.2 充分发展区对流传热 125

6.2 不对称加热流道内充分发展区层流对流传热 129

6.2.1 一侧绝热、另一侧定热流的平行平板 129

6.2.2 两侧热流不等的定热流平行平板 130

6.2.3 内、外侧热流不等的同心圆环形流道 132

6.3 已知壁温时管内热进口段层流对流传热 133

6.3.1 无因次传热方程 134

6.3.2 恒定壁面温度 135

6.3.3 变壁面温度 138

6.4 已知热流时管内热进口段层流对流传热 140

6.4.1 恒定壁面热流密度 140

6.4.2 变热流密度 143

习题 143

第7章 湍流流动与传热 145

7.1 湍流的基本概念 145

7.1.1 临界雷诺数 145

7.1.2 湍流剪应力 145

7.1.3 混合长度理论 147

7.1.4 湍流热流密度 147

7.1.5 雷诺类比 148

7.2 管内湍流对流传热 149

7.2.1 管内湍流流动 149

7.2.2 管内充分发展区的湍流对流传热 152

7.3 外掠平壁的湍流对流传热 156

7.3.1 剪应力分布 156

7.3.2 边界层动量积分方程近似解 157

7.3.3 定壁温时的对流传热 158

7.3.4 具有未加热起始段的外掠平壁湍流传热 160

7.4 湍流k-ε两方程模型 160

习题 161

第8章 自然对流传热 163

8.1 自然对流传热控制方程 163

8.2 定壁温下半无限大竖壁层流自然对流相似解 164

8.2.1 自然对流边界层尺度分析 164

8.2.2 相似解 166

8.2.3 传热计算 167

8.3 变壁温下竖壁层流自然对流的相似解 169

8.3.1 定热流密度时的相似解 169

8.3.2 壁面喷注和抽吸的影响 170

8.4 半无限大竖壁自然对流的积分解法 170

8.4.1 层流自然对流 171

8.4.2 湍流自然对流 172

8.5 其他几何形状表面上的自然对流传热 173

习题 174

第9章 沸腾与凝结传热 176

9.1 沸腾传热的基本理论 176

9.1.1 大容器沸腾曲线 176

9.1.2 核化理论基础 177

9.1.3 气泡动力学简介 184

9.2 大容器沸腾传热 188

9.2.1 核态沸腾传热理论模型 188

9.2.2 临界热流密度 191

9.3 流动沸腾传热 193

9.3.1 两相流型与传热工况 193

9.3.2 流动过冷沸腾 195

9.3.3 流动饱和沸腾 197

9.4 膜状凝结传热 197

9.4.1 垂直壁面上的膜状凝结 198

9.4.2 水平管外膜状凝结 201

9.4.3 管内膜状凝结 203

9.5 珠状凝结传热 205

9.5.1 珠状凝结的物理机制 205

9.5.2 珠状凝结传热计算 206

习题 206

第10章 辐射传热的理论基础 208

10.1 热辐射的基本概念 208

10.1.1 热辐射 208

10.1.2 辐射与导热、对流的区别 209

10.1.3 辐射强度与辐射力 210

10.2 黑体辐射基本定律 211

10.2.1 普朗克定律 211

10.2.2 维恩位移定律 212

10.2.3 斯特藩-玻尔兹曼定律 213

10.2.4 兰贝特定律 214

10.3 漫-灰表面 215

10.3.1 发射率 215

10.3.2 吸收比 215

10.3.3 反射比 217

10.3.4 漫-灰表面 218

10.4 实际物体辐射特性 219

10.4.1 金属表面辐射特性 219

10.4.2 非金属表面辐射特性 221

10.4.3 选择性表面 221

10.5 基尔霍夫定律 222

习题 225

第11章 辐射传热计算 226

11.1 角系数 226

11.1.1 角系数的定义 226

11.1.2 角系数的性质 228

11.1.3 角系数的计算 229

11.2 表面间辐射传热计算 230

11.2.1 网络法 230

11.2.2 净热量法 232

11.2.3 杰勃哈特法 235

11.2.4 射线踪迹法 236

11.3 具有镜反射表面的辐射传热 237

11.3.1 简单形状镜面间的辐射传热 237

11.3.2 封闭腔内有镜面时的辐射传热 239

11.4 介质热辐射基本理论与计算 244

11.4.1 基本概念 244

11.4.2 传递方程 247

11.4.3 介质热辐射的计算 251

习题 256

附录 257

附录1 双曲函数表 257

附录2 第一类和第二类零阶与一阶贝塞尔函数选用值 258

附录3 误差函数表 259

附录4 金属材料的密度、比热容和导热系数 261

附录5 常用非金属材料的密度和导热系数 263

附录6 标准大气压下干空气的热物理性质 264

附录7 标准大气压下烟气的热物理性质 266

附录8 标准大气压下过热水蒸气的热物理性质 266

附录9 饱和水的热物理性质 267

附录10 干饱和水蒸气的热物理性质 269

附录11 常见材料发射率 271

主要参考文献 273