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第一章绪论
本章将论述传热学研究内容,简介其在科学技术和工程领域中的应用,扼要介绍热量传递的三种基本方式,以及由这些方式组合而成的传热过程,并给出了热量传递的计算公式。
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●1.1热量传递的三种基本方式
扼要介绍热量传递的三种基本方式,以及由这些方式组合而成的传热过程,并给出了通过三种基本传热方式及传热过程所传递热量的计算公式。
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第二章稳态热传导
本章深入讨论热量传递三种基本方式的规律,着重讨论稳态导热问题。首先引出导热基本定律的最一般数学表达式,然后介绍导热微分方程及相应的初始与边界条件,在此基础上针对几个典型的一维导热问题进行分析求解。
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●2.1傅里叶定律和导热系数
介绍了各类物体的导热机理,温度场,导热系数等概念,详细介绍了导热基本定律。
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●2.2导热微分方程及定解条件
推导了导热微分方程,介绍了不同条件下的导热微分方程的不同形式;讲解了导热微分方程的定解条件,引入了热扩散率等。
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●2.3典型一维稳态导热问题
介绍了导热系数为常数,无内热源的平壁,圆筒壁,球壳的导热情况,并推导出了不同情况下的热流量公式。讲解了带第二类、第三类边界条件的一维导热问题以及变截面或变导热系数的一维问题。
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●2.4通过肋片的导热
介绍了肋片导热的特点,研究了通过等截面直肋的导热问题。通过对其建立物理模型,进行数学描述,最后分析求解,推导出了等截面直肋的温度分布以及热流量。引入了肋效率,并进行求解计算。
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●2.5具有内热源的一维导热
简要介绍了具有内热源的平板导热以及圆柱体导热问题,并推导计算了其温度分布。
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第三章非稳态导热
本章首先简述非稳态导热的基本概念,然后由简单到复杂依次介绍零维问题、一维问题、半无限大物体以及多维问题的导热微分方程的分析解法。最后总结求解非稳态导热问题的一般策略以及应用实例。
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●3.1非稳态导热的概念及数学描述
介绍了非稳态导热问题的类型及特点,在规定的初始条件及边界条件下求解了导热微分方程的唯一解。介绍了第三类边界条件下毕渥数对平板中温度分布的影响。
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●3.2零维非稳态导热——集中参数法
引入集中参数法的概念,求解了温度场的分析解。介绍了导热量的计算式,时间常数以及傅里叶数。
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●3.3典型一维非稳态导热
介绍了平板、圆柱、球三种几何形状物体的温度场分析解,并进行了简化。讲解了非稳态导热正规状况阶段的工程计算方法——图表法和近似拟合公式法。
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第四章对流传热的理论基础
本章首先从对流热物理过程的角度,定性地分析对流传热的影响因素,然后较深入地讨论对流传热过程的数学描写,在此基础上导出边界层问题的简化方程,简述其积分解法和比拟理论的概念。
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●4.1对流传热概说
介绍了对流传热的影响因素,对流传热的研究方法以及如何从解得的温度场来计算表面传热系数。
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●4.2对流传热微分方程
通过简化假设,对微原体能量收支平衡进行分析,推导出了运动流体能量方程。介绍了质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程三大控制方程。
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●4.3边界层与边界层换热微分方程组
给出了流动边界层及其厚度的定义,介绍了流动边界层内的流态以及流动边界层内的动量方程。给出了热边界层及厚度的定义,分析了热边界层内的能量方程。
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●4.4对流传热的实验研究
给出了物理现象相似的定义,讲解了相似原理的基本内容。介绍了导出相似特征数的两种方法——相似分析法和量纲分析法。讲解了相似原理的应用。
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第五章单相对流传热的实验关联式
本章主要介绍单项对流传热的实验结果,按内部流动、外部流动、大空间自然对流及有限空间自然对流的顺序展开。
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●5.1管内强制对流的实验关联式
介绍了管槽内强制对流流动与换热的一些特点,讲解了管槽内湍流强制对流传热的关联式以及层流强制对流传热的关联式。
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●5.2流体外掠平板对流换热
讲解了比拟理论在求解湍流对流换热时的运用。
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●5.3外部强制对流传热实验关联式
介绍了流体横掠单管的流动特点,分析了眼圆管表面局部表面传热系数的变化,给出了圆管表面平均表面传热系数的关联式。介绍了流体外掠球体以及横掠管束的实验结果。
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●5.4大空间与有限空间自然对流
介绍了自然对流传热现象的特点,讲解了自然对流传热的控制方程与相似特征数。讲解了大空间自然对流的实验关联式以及有限空间自然对流传热的实验关联式。
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第六章相变对流传热
空气遇冷凝结、液体受热沸腾是伴随有相变的对流传热,其基本规律与上一章介绍的单项对流传热有重大区别,本章予以介绍。
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●6.1凝结传热
介绍了凝结传热的传热模式,膜状凝结分析解及计算关联式以及膜状凝结的影响因素及其传热强化。
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●6.2沸腾传热
介绍了沸腾传热的模式,大容器沸腾传热的实验关联式。
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●6.3沸腾换热的强化
介绍了沸腾传热的影响因素及其强化。
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●6.4热管技术
讲解了热管的工作原理,热管壳材料与工质之间的相容性,热观众哥哥传递环节的热阻分析以及热管的应用。
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第七章热辐射理论基础
本章着重从电磁辐射的观点讨论热辐射过程的基本特性,然后阐述辐射的三个基本定律
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●7.1热辐射概说
介绍了热辐射的定义及区别于导热对流的特点,从电磁波的角度描述热辐射的特性,介绍了黑体模型及其重要性。
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●7.2黑体辐射基本定律
详细介绍了斯忒藩——玻尔兹曼定律,普朗克定律,兰贝特定律三大基本定律以及它们之间的关系及相关概念。
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●7.3实际物体的辐射特性
讲解了实际物体的辐射力、光谱辐射力、定向辐射强度等。
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●7.4实际物体的吸收特性
讲解了实际物体的吸收比及其特点,灰体的概念及其工程应用以及吸收比与发射率之间的关系——基尔霍夫定律。
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第八章辐射换热计算
本章讨论物体间辐射传热的计算方法,重点是固体表面间的辐射传热。
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●8.1辐射传热的角系数
介绍了角系数的定义、性质及其计算方法。
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●8.2两表面封闭系统的辐射换热
介绍了封闭腔模型及量黑体表面组成的封闭腔,讲解了有效辐射的定义及其与辐射传热量的关系。讨论了两个漫灰表面组成的封闭腔的辐射传热。
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●8.3多个灰体表面组成的封闭系统的辐射换热
讲解了两表面换热系统的辐射网络,多表面封闭系统网络法求解的实施步骤,三表面封闭系统的两种特殊情形,并对多表面封闭系统辐射传热计算进行了几点说明。