Heat Transfer Science and Technology 2000 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育出版社

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页数:0

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出版时间:1900-01-01

价格:80.0

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isbn号码:9787040089554

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图书标签:

• Heat Transfer
• Thermal Engineering
• Fluid Mechanics
• Conduction
• Convection
• Radiation
• Phase Change
• Heat Exchangers
• Numerical Analysis
• Thermodynamics

传热学原理与应用：现代工程实践的基石 (A Foundation for Modern Engineering Practice) 图书简介 本书旨在为工程、物理学及相关领域的研究人员、工程师和高年级学生提供一套全面、深入且高度实用的传热学知识体系。我们聚焦于现代工程实践中对热量传递现象的精确理解与有效控制所必需的理论基础、先进分析方法以及实际应用案例。本书的结构设计旨在平衡经典理论的严谨性与当代技术挑战的前沿性，确保读者不仅掌握基本概念，更能驾驭复杂系统的热管理难题。 核心内容概述： 本书的结构分为四大核心模块，层层递进，构建起一个坚实的传热学知识框架。 第一部分：传热学基础理论与稳态分析 (Fundamentals and Steady-State Analysis) 本部分奠定了整个传热学研究的基石，重点关注热量传递的基本机理及其在简化条件下的定量分析。 第一章：传热学的基本概念与物理图像 本章首先明确了热量、温度和热流密度的基本定义。详细阐述了热力学第二定律在传热学中的体现，特别是热量传递的方向性。引入了温度场的概念，并定义了热导率、对流换热系数以及辐射的黑体、灰体、漫反射体的概念。通过微观尺度的分子动理论和晶格振动模型，解释了固体导热的物理机制，为后续的数学建模做准备。 第二章：导热——稳态与非稳态 重点解析傅里叶定律及其在笛卡尔、圆柱和球坐标系下的应用。详细推导了一维、二维和三维稳态导热问题的泊松方程和拉普拉斯方程。 稳态分析： 深入探讨了平面壁、复合壁、圆柱壁和球壁的等效热阻法计算。引入了热边界条件（第一类、第二类、第三类边界条件）的精确数学描述，并通过有限差分法对复杂的几何结构进行数值求解的初步介绍。 经典案例： 详细分析了散热片（Fin）的热性能分析，包括恒温端和绝热端情况下的效率和有效性计算。 非稳态导热入门： 引入了瞬态热扩散方程，并使用集总参数法 (Lumped Capacitance Method) 对小物体进行快速响应分析，讨论了该方法的适用性前提（毕奥数 $Bi$ 的判断）。 第三章：对流换热基础 本章聚焦于流体运动对热量传递的影响。 无量纲分析与相似性： 详细介绍了雷诺数 ($Re$)、普朗特数 ($Pr$)、努塞尔特数 ($Nu$) 和格拉晓夫数 ($Gr$) 等关键无量纲参数的物理意义及其在传热问题中的作用。 边界层理论： 阐述了速度边界层和温度边界层的形成、发展及其相互影响。通过推导粘性流体和低速流体中的动量和能量守恒方程（纳维-斯托克斯方程和能量方程的简化形式），引出相似解法（如著名的 Blasius 边界层分析的思路介绍）。 强制对流： 针对层流和湍流流动，介绍了经验关联式（Correlations）的构建与使用，特别是针对管道内流动和外部流过平板的经典 $Nu$ 关联式。 第二部分：高级传热现象与数值方法 (Advanced Phenomena and Numerical Techniques) 本部分深入探讨辐射换热、复杂的自然对流，并系统地介绍现代工程中不可或缺的数值模拟技术。 第四章：热辐射传热学 本章完全脱离介质对流和导热，专注于电磁波形式的热量传递。 辐射基本定律： 详细阐述了黑体辐射定律（普朗克定律、斯蒂芬-玻尔兹曼定律、维恩位移定律）。 表面性质： 区分了反射率、吸收率和发射率，深入讨论了灰体、选择性表面、漫反射体和镜面反射体的辐射特性。 辐射交换分析： 核心内容是辐射网络法（Radiosity Network Method）的构建，用于分析多个相互遮蔽的表面之间的净热交换。详细推导了辐射角因子（View Factor）的几何性质（互易性、封闭性），并展示如何利用这些关系解决复杂腔体内的热平衡问题。 第五章：自然（浮力驱动）对流 本章探讨在没有外部泵送力作用下，由密度差异驱动的传热问题。 基本方程： 利用阿基米德原理，引入浮力项，推导Boussinesq近似下的自然对流控制方程。 无量纲数： 详细解释了瑞利数 ($Ra$) 的临界值及其在判断自然对流是否主导传热过程中的作用。 典型案例分析： 针对水平/垂直板、密闭腔体和水平管周围的自然对流，提供具体的经验关系式和流动结构分析。 第六章：传热问题的数值求解 (Introduction to Computational Heat Transfer) 鉴于解析解在复杂几何和非线性边界条件下的局限性，本章系统介绍数值计算方法。 离散化技术概述： 对有限差分法 (FDM)、有限体积法 (FVM) 和有限元法 (FEM) 的基本原理进行对比和概述。 瞬态问题的数值处理： 重点讲解了欧拉法（显式）、Crank-Nicolson 法（隐式）和全隐式方法在处理瞬态热扩散方程时的稳定性和收敛性要求（CFL 条件）。 对流-扩散问题的处理： 讨论了对流项在数值离散中引入的数值扩散问题，并介绍迎风格式等稳定化技术。 第三部分：相变传热与强化技术 (Phase Change and Enhancement) 本部分关注工程中常见且影响巨大的相变过程，并介绍提高换热效率的工程策略。 第七章：沸腾与凝结 深入探讨液体和蒸汽之间相变过程中的热量传递机制。 核态沸腾 (Nucleate Boiling)： 阐述沸腾的起始条件、泡核的生成与生长，并分析 Zuber-Rohsenow 理论的适用性。 膜态沸腾 (Film Boiling)： 分析液膜对传热的抑制作用，及其在高温条件下的重要性。 凝结换热： 聚焦于水平管、垂直板上的膜状凝结过程，特别是 Nusselt 凝结理论的推导和应用，并讨论了蒸汽在管束中凝结的复杂情况。 第八章：强化传热技术 (Heat Transfer Enhancement) 本章探讨通过物理手段改善传热系数或增加传热面积的方法。 被动强化技术： 详细介绍表面结构设计（如翅片、表面粗糙化、微结构阵列）对边界层的影响机制，包括如何利用表面纹理诱导湍流或减小边界层厚度。 主动强化技术： 讨论周期性或脉冲式的外加激励（如振动、旋转、外部电场/磁场）对换热性能的增强效果及其机理。 微通道技术： 聚焦于微尺度传热系统的设计原理、制造挑战以及在电子设备冷却中的应用优势。 第四部分：工程应用与案例研究 (Engineering Applications and Case Studies) 本书的最后部分将理论知识与实际工程问题紧密结合。 第九章：换热器设计与性能分析 系统地介绍工业上最常见的设备——换热器的设计与优化。 分类与结构： 壳管式、板式、并流/逆流等换热器的结构特点和适用场景。 性能评估： 深入推导平均对数温差 (LMTD) 法的适用条件，并详细讲解有效性-NTU (Number of Transfer Units) 方法在换热器设计和评估中的强大功能，特别是处理复杂流道或已知面积限制时的计算流程。 流动分离与压降： 讨论换热器中不可避免的压降问题，以及在性能优化中必须考虑的能耗平衡。 第十章：热管理系统中的前沿应用 本章关注现代高功率密度设备（如高性能计算、电力电子和空间技术）的热管理挑战。 电子设备冷却： 讨论空气冷却、液体浸没冷却（Single-phase and Two-phase Immersion Cooling）的能效评估和系统集成。 热管与脉动热管： 详细解析这些高效两相换热器件的工作原理、性能限制（如最大热流密度、回流限制）及其在精确温度控制中的应用。 热电材料与温差发电： 简要介绍帕尔贴效应和塞贝克效应，探讨如何利用温差发电技术实现能量回收。 本书特点： 深度与广度兼备： 覆盖从导热、对流、辐射的基础定律到现代数值模拟和相变强化技术的全景知识。 强调物理洞察力： 每一推导都紧密联系其背后的物理机制，避免纯粹的公式堆砌。 丰富的工程示例： 穿插大量来自航空航天、能源和电子冷却领域的实际工程案例，帮助读者建立理论与实践的桥梁。 精选习题： 每章末尾均附有难度适中的计算题和概念分析题，以巩固学习效果。

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与其他侧重于“计算”和“证明”的教材相比，《工业传热应用案例分析》这本书简直是一股清流，它的核心价值在于其无与伦比的“情境化”教学能力。这本书几乎没有冗长的理论推导，取而代之的是数十个来自真实工业场景的详尽案例研究。它不是告诉你如何推导换热器设计方程，而是直接抛出一个造纸厂的废热回收系统或者一个大型电力站的冷却塔设计难题。作者在每个案例中，都会清晰地勾勒出问题背景、关键约束条件（如空间限制、材料成本、流体性质等），然后展示一套基于简化模型的快速迭代设计流程。这种“现场教学”的方式让我学会了如何在信息不完全或模型不理想的情况下做出工程决策，这在实际工作中比记住十个复杂的公式更有用。例如，书中对“污垢热阻”的处理，不是给出一个经验系数表，而是分析了不同水质和流速下，污垢层结构的变化对长期运行效率的影响，并提出了应对策略。这本书的语言风格非常直接，充满了工程师的务实精神，它教会我的不是“为什么会这样”，而是“在这种情况下，我们应该怎么做”。对于希望快速将理论知识转化为实际解决问题能力的读者来说，这本书的实战价值是无可替代的。

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这本书《流体动力学与热传递的统一视角》给我的整体感觉是高度跨学科的融合，它大胆地尝试将动量传递和能量传递放在同一个理论框架下进行考察，这使得内容组织显得有些跳跃，但从高层次来看，却展示了一种全新的分析思路。作者似乎极力想打破传统教材中“流体力学”和“传热学”之间人为的界限。例如，在讨论湍流边界层时，书中不仅仅停留在速度剖面的计算上，而是立即引入了湍流引起的能量耗散和温度脉动，试图用一组耦合方程来描述这种复杂的耦合现象。这种处理方式的优点是概念上的统一性极强，一旦理解了动量方程的结构，就能迅速迁移到能量方程的构建上。但缺点是，对于单一领域的知识点，它的阐述深度可能不如那些专注于某一领域的专业书籍。我发现，当我需要回顾一个基础的伯努利方程的详细推导时，这本书只是简单地引用了结果，而没有提供清晰的步骤，似乎预设了读者已经非常熟悉这些基础知识。此外，书中的很多高级案例分析，比如涉及化学反应器的热流体问题，往往需要读者具备化学工程背景，否则会感到理解上的困难。总而言之，这本书更像是一座连接基础物理学与前沿工程应用的桥梁，它的价值在于提供一个宏观的、整合的思维框架，而不是提供详尽的工具箱。

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这本《热力学与传热学原理》绝对是我的入门首选，作者的叙述方式简直是化繁为简的大师。我记得我第一次接触这些复杂的热力学曲线和传递方程时，脑子里全是问号，感觉就像在啃一本天书。但是这本书的章节安排极其巧妙，它没有一开始就抛出那些让人望而生畏的微分方程，而是从宏观的能量守恒定律讲起，用非常直观的生活实例来解释什么是“系统”、“边界”和“状态”。比如，书中用一个烧水壶的例子来解释内能的变化和热量的流动方向，这个比单纯的公式推导要有效得多。更让我欣赏的是，它在讲解传热学部分，特别是对导热、对流和辐射的区分时，每种机制都有大量的插图和流程图辅助理解，这些图示不仅仅是装饰，它们是真正帮助我构建起物理图像的关键。例如，在讨论牛顿冷却定律时，作者非常细致地解释了为什么在不同温度梯度下，对流换热系数会发生变化，这一点在很多其他教材中往往被一笔带过。整体来说，这本书的行文流畅自然，学术深度足够，但阅读体验却非常友好，对于那些希望打下坚实基础，而不是只为应付考试的读者来说，简直是量身定制的宝典。我甚至觉得，这本书的排版和字体选择都经过了深思熟虑，长时间阅读也不会感到视觉疲劳，这在厚厚的理工科教材中是相当难得的体验。

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我必须承认，《高级热物性与相变动力学》这本书的专业性到了令人咋舌的地步。这本书完全脱离了工程应用层面，直奔材料科学和统计力学的心脏而去。内容主要集中在分子层面的相互作用如何影响宏观的热力学性质，特别是处理了诸如临界点附近的行为、界面张力的精确计算，以及固态晶格振动对材料比热容的影响。书中对统计力学基础的引入是极其详尽的，涉及大量的配分函数和集成平均的运算，阅读体验更接近于阅读一篇篇高水平的学术综述集合。我印象最深的是关于沸腾现象的章节，作者没有讨论传统的核态沸腾或膜态沸腾的宏观图景，而是深入到液体与固体表面之间的分子吸附和成核过程的量子力学模型，这完全超出了我预期的“传热学”范畴。对于普通读者或初级工程师来说，这本书的门槛高到难以逾越，许多公式的推导过程极其冗长和晦涩，需要读者对量子化学和统计物理有深入的了解才能勉强跟上作者的思路。然而，如果你恰好是从事新型热管理材料研发，或者需要理解极端条件下的相变机理，那么这本书无疑是顶级的理论资源库，它提供的洞察力是其他应用型教材无法比拟的，但它的实用价值更多体现在指导未来研究方向，而非解决当前工程问题。

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当我翻开《工程热力学导论》这本书时，我立刻感受到一股严谨而深厚的学院派气息，它的学术精度毋庸置疑，但坦率地说，它更像是一份为研究生准备的参考手册，而非给初学者的友好向导。这本书的重点似乎完全放在了对热力学第二定律的深入挖掘和熵增原理的数学表达上。每一章的论证都逻辑链条极长，要求读者对微积分和线性代数有相当熟练的掌握。我记得有一章专门讨论了卡诺循环的修正模型，书中给出了好几页的迭代计算过程，每一步都必须小心翼翼，任何一个下标的疏忽都可能导致最终结果的谬误。作者的语言风格非常正式，几乎没有使用任何口语化的表述，所有的概念都通过精确的符号和定理来定义。如果你想探究热力学在昂贵实验设备设计中的应用细节，这本书绝对能满足你对理论深度的渴求，特别是关于非平衡态热力学的讨论，涉及到的张量分析让我大开眼界。然而，对于那些仅仅想了解如何设计一个高效的热交换器或者优化一个简单蒸汽循环的工程师来说，这本书可能显得过于“形而上学”了。它更适合那些致力于理论研究，需要精确推导和严密证明的读者群体，阅读它需要极大的耐心和专注力，稍有分心就可能迷失在复杂的公式符号海洋中。

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