板式换热器及换热装置技术应用手册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国建筑工业出版社

作者:程宝华,李先瑞

出品人:

页数:467

译者:

出版时间:2005-9

价格:62.00元

装帧:

isbn号码:9787112074112

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高级流体动力学与传热：理论、建模与前沿应用 内容概要 本书聚焦于流体动力学和传热现象的深层理论、复杂系统的数值建模技术，以及在能源、航空航天、生物医学工程等前沿领域的创新应用。全书结构严谨，从基础的纳维-斯托克斯方程和能量守恒定律出发，逐步深入到湍流理论、多相流体动力学、辐射传热、相变传热等高阶物理过程。本书旨在为研究人员、高级工程师和研究生提供一个全面、深入且具有高度工程实践指导意义的参考框架，特别强调现代计算流体力学（CFD）在解决复杂工程问题中的应用。 第一部分：流体力学基础与高级理论 第一章：流体动力学的数学基础 本章系统回顾了流体的基本性质、连续性方程、动量方程（纳维-斯托克斯方程）和能量方程的推导过程，并讨论了这些方程在不同参考系下的形式。重点阐述了粘性、牛顿流体与非牛顿流体的本构关系，以及在边界层理论中的应用。此外，本章将详细介绍拉格朗日和欧拉描述方法的适用性，并对流体力学中的保守性、旋转特性和涡量概念进行深入分析。 第二章：湍流建模与模拟 湍流是现代流体力学中最具挑战性的领域之一。本章将详细介绍湍流的统计特性，包括雷诺应力、平均化技术（如雷诺平均，RANS）和湍流模型的发展历程。我们将深入探讨零阶、一阶（如 $k-epsilon, k-omega$ 模型）和二阶矩模型（如 RSM 模型）的数学结构、物理假设及其在工程中的局限性。随后，本章会介绍大涡模拟（LES）和直接数值模拟（DNS）的原理、计算成本分析及其在精确捕捉分离流和非定常现象中的优势。 第三章：多相流体动力学 现实世界中的许多流动过程涉及两种或多种相态（气-液、液-固、气-液-固）。本章首先分类介绍多相流动的基本模型，包括欧拉-欧拉模型、欧拉-拉格朗日模型以及界面捕捉方法（如 VOF, Level Set 方法）。重点探讨了颗粒相的输运、相间动量和能量的传递机制，以及在气泡动力学、雾化过程和浆态流中的具体应用。 第二部分：传热学的高级理论与数值方法 第四章：导热与对流传热的深度剖析 本章超越了传统的傅里叶定律和牛顿冷却定律，深入探讨了各向异性材料中的导热问题，以及非均匀介质中的热源项处理。在对流传热方面，本章集中分析了复杂几何形状和高/低Peclet数流动中的边界层热耗散机制。特别是，本章将推导并应用相似准则（如 Grashof, Nusselt, Prandtl 数）来预测自然对流和强制对流的传热效率，并讨论了热点分析在微纳尺度传热中的重要性。 第五章：辐射传热与耦合效应 辐射是高温或真空环境下的主要传热模式。本章详细介绍了黑体、灰体和选择性表面的辐射特性，并推导了辐射场方程。重点讲解了辐射强度、角向分布函数（DDF）以及如何使用离散坐标法（DO）或蒙特卡洛方法（MCRT）来求解复杂系统中的辐射传输方程。本章的后半部分将致力于热辐射与对流、导热的相互耦合（热辐射耦合对流/导热）问题的分析方法。 第六章：相变传热与界面动力学 相变传热，如沸腾、凝结和熔化/凝固，是能源系统中的关键过程。本章详细研究了核沸腾、膜态沸腾的机理，以及表面形貌和润湿性对相变过程的影响。对于涉及相界面移动的传热问题，本章将介绍相场模型（Phase Field Method）和移动边界条件在数值模拟中的精确处理技术，并探讨了在热管、蒸发器等设备中的实际应用。 第三部分：计算建模与系统集成 第七章：计算流体力学（CFD）的高级求解技术 本章侧重于现代CFD求解器的内部机制。涵盖了离散化方法的比较（有限体积法、有限元法），网格生成技术（结构网格、非结构网格、混合网格），以及针对可压缩流体（如激波捕捉）和高雷诺数流动的高效算法（如SIMPLE, PISO 系列算法）。本章将详细讨论求解器收敛性的保证、物理模型的耦合策略以及后处理技术，以确保模拟结果的准确性和可靠性。 第八章：热力系统级联与优化设计 本书的最后一部分将前述理论与工程实践相结合。本章重点探讨如何将微观尺度的传热模型与宏观尺度的系统性能分析相结合，实现热力系统的级联建模。内容包括：系统级性能评估指标（如有效性-NTU法、熵产分析）、热集成网络设计（Pinch 分析）以及基于计算方法的迭代式优化设计流程。特别是，本章将介绍如何利用优化算法（如遗传算法、响应面法）驱动CFD仿真，以实现换热系统（非板式换热器类型）的最小化体积、最大化效率目标。 第九章：新兴领域的传热传质挑战 本章面向未来技术发展，探讨了在微纳尺度系统（如微通道、MEMS设备）中的传热挑战，包括非傅里叶导热（热波现象）和界面的热阻效应。此外，本章还将涵盖电磁流体力学（MHD）在等离子体处理中的应用，以及在燃料电池和电化学反应器中耦合传质、电化学反应与热传递的复杂多场耦合问题。 读者对象 本书适用于从事热能工程、机械工程、化学工程、航空航天、环境工程等领域的研究生、博士后研究人员以及在大型设计院和研发机构中负责复杂热管理系统设计与分析的资深工程师。掌握微积分、常微分方程和基础传热学知识是阅读本书的先决条件。

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这本书的语言风格，初读时会让人感觉略显严谨和专业，但随着阅读的深入，你会发现这其实是一种高效的信息传递方式。作者的措辞极其精确，没有使用任何含糊不清的描述，每一个技术术语的使用都恰如其分，这对于避免工程事故和理解规范要求至关重要。不同于某些科普读物试图用通俗的比喻来解释复杂的物理现象，这本书更倾向于用标准化的工程语言来描述问题和解决方案，这使得书中的信息可以直接被应用到设计规范和操作手册中。我注意到，作者在描述不同板片几何形状对湍流影响的段落中，其描述的细致程度，几乎可以让我们在脑海中勾勒出流体在板片间的运动轨迹。这种对精确性的执着，体现了作者对技术严谨性的最高要求，也让我对书中的每一个数据和结论都保持了高度的信任感。这绝对是一本需要“认真对待”才能充分吸收其精髓的专业书籍。

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这本书的实用性，体现在它对不同行业应用场景的覆盖广度上。我关注的重点是石化行业的换热需求，而这本书中关于高温高压、易结晶介质处理的章节，给出了非常详尽的选型指南和维护周期建议。更让我惊喜的是，它还花了相当篇幅去讨论食品饮料行业中对卫生要求极高的无菌换热器的设计特点，尽管那不是我日常的工作范围，但了解这些差异化的需求，有助于我在跨行业交流时，能更迅速地理解对方的技术难点。这种全景式的覆盖，使得这本书的价值远超出了某个单一细分领域。我曾试着在其他综合性的热工手册中寻找类似的对比分析，但都没有这本书来得系统和深入。它似乎在努力扮演一个“行业百科全书”的角色，确保读者在面对任何类型的换热挑战时，都能从中找到哪怕是最基础的参考依据或解决问题的切入点。

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这本书的论述深度，可以说是在理论与实践之间找到了一个非常精妙的平衡点。它并没有陷入纯粹的数学推导泥潭，导致读者望而却步，相反，它总是能在阐述核心传热机理之后，立刻衔接到实际工业应用中的具体案例和操作要点。我过去阅读一些理论专著时，常常感到知识点是零散的，但这本书的体系构建得非常完整，从基础的热力学原理讲起，逐步过渡到不同介质的换热特性分析，再到面对腐蚀、结垢等实际工况时的应对策略。特别是关于热量回收系统设计的章节，作者似乎是结合了多年的现场经验，给出了许多教科书上看不到的“陷阱”提醒和优化技巧。对于我这种既需要理解底层原理，又迫切希望提高实际项目操作效率的人来说，这种兼具广度与深度的内容呈现方式，无疑是极具价值的。读完后，感觉对“如何让换热器运行得更长久、更高效”这个问题，有了更全面、更系统的认知框架。

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这本书的装帧设计相当扎实，封面材质有一种专业工具书特有的厚重感，拿在手里沉甸甸的，让人感觉内容必然是干货满满。内页纸张的质量也很不错，印刷字迹清晰锐利，即便是涉及到复杂的工程图纸和密集的参数表格时，阅读起来也丝毫没有费力感。装帧的整体风格偏向于实用主义，没有花哨的装饰，直奔主题，这对于我们这些需要频繁查阅技术细节的工程师来说，简直是福音。我尤其欣赏它在结构布局上的用心，章节之间的过渡非常流畅自然，索引页的设计也十分人性化，想找某个特定的换热器型号的性能参数或者清洗维护流程时，能迅速定位，省去了翻找大量无关信息的麻烦。从阅读体验的角度来看，这本书的设计目标显然是成为案头必备的参考工具，而不是束之高阁的装饰品，这一点，从它每一次被我随意翻开都能找到所需信息的小细节中，得到了充分的印证。这种对手持阅读体验的重视，在如今很多电子化阅读盛行的时代，更显得难能可贵。

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这本书的结构逻辑，显示出作者极强的系统思维能力。它不是简单地将各种换热器类型罗列出来，而是构建了一个清晰的知识层级：从宏观的换热系统集成理念，到中观的特定板片设计优化，再到微观的垫片材料选择与密封失效分析。这种由大到小、层层递进的组织方式，极大地帮助读者建立起对整个换热技术领域的完整认知图谱。阅读过程中，我仿佛在跟随一位经验丰富的导师，一步步揭开换热工程的神秘面纱。尤其在关于故障诊断与排除的部分，作者将常见问题归纳得井井有条，并提供了可操作的判断流程图，这在紧急情况下，无疑是无价的资源。它不仅仅是一本“教你做什么”的书，更是一本“教你如何思考换热问题”的书，这种对思维模式的引导，才是它最深远的价值所在。

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设计型计算，书中物性校核有错误。

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