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对流换热
任泽霈编著
内容简介
本是作者在总结多年教学和科研工作的基础上写成的。书中系統地介了对韻换
热坷燧的起本原理、数学模型及各种求解方法。全书叙述深入浅出,物異祇念的明与
数学分析曾推导相合,并突出了分析问题和解决间的方法。在内容取材上,除系统
地扩展、化大学本科告熱学教材的内容分,対一些较新的内容也作了适当的反映。为
了使于读者进一步学习,书中列有人量参考文就。全书共十章,按基本概念和守恒声程
组、边界层分析、单相介质远割对流换热,包括层流和流的内部问邀和外部鬯、自
然对流携热、凝燕和换热分章叙述。虑到油流型的发展和研究工作的需
要,专降湍说旅础一章,使務流换热的分析为深入一步
本书可作为热能工程、制冷与低按术热能核能类各安业及其他有关专业的研究
生:、高年級大学生:的教材或教学会考书,也可供有关科技人员考
对流换热是运动着的流体与所接触的固体壁面处于不同温度
时发生的热量传递过程。它在广泛的工程领域,例如动力、核
能、治金、化工、轻工、航空航天和机械制造等部门都会遇到。
科学技术的高速发展不断提出许多新的课题,推动着对流换热研
究的进展。计算机的应用和发展为分析对流换热问题提供了新的
有效手段。在当代科学技术中,作为传热学一个重要组成部分的
对流换热,是十分活跃的工程基础学科之-。
对对流换热现象的清晰理解是分析研究问题的出发点。基于
科学的普通規律(共性)和特殊规衛(个性)建立的数学物理模
型(即数学模型)是该现象的数学描述。解决对流换热问题的方
法主要是分析解法(包指近似的分析解法)、数值实验方法和实
验方法,这些方法是相辅相成的。近百年来,对流换热的研究己
从个别现象实验数据的汇集进展为比较完整的理论体系,这就要
求科技工作者不仅要深入地理解所研究问题的物理特点,而且还
要能用数学的方法来描述和解決一些间题。因此,本书注重物理
概念的叙述和建立数学模型的方法,在讨论数学模型的同时辅以
清晰的物理概念,但重点放在解决问题的思路和具体方法上。此
外,在介绍分析解的同时紧密联系实际,给出工程计算的公式。
对近年来文献报导的一些研究成果,本书也作了适当的反映,使
内容更系统完整,以利于读者参考学习。
本书针对无相变和有相变的对流换热问题进行了分析和阐
述,内容涉及层流和湍流时对流换热的内部问题和外部问题,包
括边界层类型和非边界层类型、耦合和非桐合的流动和换热问
题,以及有相变的沸和凝结换热问题。尽管希望能以有限的編
幅介绍较多和较新的内容,由于本书是熱能核能类各专业和机械
类动力机械专业高年级大学生选修课和研究生课的教学用书,对
流换热的一些特殊问题并未包括在内
本书写作时,认为读者已学握了工程热力学、流体力学和数
学物理方程的基础知识。为了保持内容的严、科学和系统,木
书仍保留了少量必要的粘性流体力学的内容,它将有助于读者进
一步理解换热现象的机理和提高对比分析的能力。为了突出基本
原理、物理概念和对流换热本身的内容,在建立数学模型和分析
求解时未采用张量分析方法。一些繁复的推导过程给出于时录
中,供读者参考,讲援时可视具体情况傲局部精简和增添处理。
本书是根据多年来为我校大学生和研究生讲授传热学课程的
教学实践经提炼加工写成的。在编写过程中,曾得到系和教研组
同事的鼓同和支持,在此表示衷心的感谢。最后,还要感谢我的
妻子,没有她的支持,本书是难以完成的。
限于作者水平,书中不足和错误之处在所难免,恳切希望读
者批评和指正
任泽需
995年12月于清华大学
目录
主要符号表
第一章对流换热的基本方程
1-1対流换热概述…………………1
12连装性方程………5
13动量力程…
1-4能量方程…
+t++=+++分++=
12
1-5定解条件
参考文献
习题…22
第二章边畀层分析
2-1流动边界层和热边界层…
24
2-2边界层连续性方程…………
2-3近界层动方程
29
2-4近界层能量方程…………2
参考文献………36
习题………………………………36
第三章层流边界层的流动和换热…8
3-1外掠平壁层流边界层流动和换热的相似解………
3-11外掠平壁流边界层流动的相似解…
3-12外掠平层流近界层換热的相似解…4
3-2外掠楔形体层流边界层流动和换熱的相似解……
3-2-1外掠模形体层流边界层流动的相似解…
3-22外掠模形体层流边界层換热的相似解
54
3-3层流边界层的积分方程…8
3-3.1边界层动量积分方程……58
3-3-2边界层能量积分方程…
………62