Elements of Induction Heating pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Zinn, S./ Semiatin, S. L.

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页数:335

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价格:218

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isbn号码:9780871703088

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图书标签:

• Induction Heating
• Heating Technology
• Electromagnetic Fields
• Power Electronics
• Material Processing
• Industrial Applications
• Heat Treatment
• Modeling and Simulation
• High Frequency
• Thermal Engineering

好的，这是一本关于《应用热力学与传热学原理》的详细图书简介，内容完全独立于您提到的《Elements of Induction Heating》。 --- 《应用热力学与传热学原理：面向现代工程实践的系统解析》 作者： [此处可填入虚构的权威作者姓名，例如：张伟强 教授，李明 博士] 出版社： [此处可填入虚构的出版社名称，例如：恒信工程科技出版社] 页数/版次： 约850页 / 第二版修订版 ISBN： [此处可填入虚构的ISBN] --- 导言：理解能量转化的核心驱动力 在所有现代工程领域——无论是能源、材料加工、土木建筑，还是精密仪器制造中——对能量、功和热的精确控制与转化都是决定性的成功要素。《应用热力学与传热学原理》并非一本仅停留在理论推导上的教科书，它是一部面向实际工程挑战的、系统性的方法论指南。本书深度融合了经典理论的严谨性与现代工程应用的前瞻性，旨在为工程师、研究人员和高级学生提供一套工具箱，用以分析、优化和设计涉及能量流动的复杂系统。 本书的撰写目标是弥合理论物理与工程实践之间的鸿沟。我们认识到，热力学第一、第二定律和传热学三大机制（传导、对流、辐射）是解决实际问题的基石，但这些知识必须通过恰当的数学模型和工程实例才能真正发挥作用。第二版在保留核心理论框架的同时，大幅增强了面向工业界的案例研究和计算建模方法的介绍，特别关注了极端工况和多物理场耦合问题。 第一部分：热力学基础与工程应用（聚焦宏观平衡与过程分析） 本部分奠定了分析能量系统的基础，侧重于系统边界的定义、平衡状态的确定以及不可逆性的量化。 第一章：热力学系统、状态与基本定律回顾 本章从“控制体”和“控制容积”的概念出发，详细阐述了理想气体状态方程的适用范围和修正模型。重点突破在于对热力学第一定律在非理想、动态系统中的应用，特别是针对包含机械功和电磁功的复杂过程分析。 第二章：熵、热力学第二定律与过程可行性 熵不再仅仅是一个状态函数，本章将其提升为衡量过程经济性和“品质”损失的指标。我们深入探讨了熵生成（Entropy Generation）的概念，并利用等熵效率来评估压缩机、涡轮机和泵的性能。克劳修斯不等式在循环分析中的应用被细化，特别是对于涉及相变的实时过程判断。 第三章：热力学过程分析与循环性能评估 本部分详尽分析了经典的热力学循环，如朗肯循环（Rankine Cycle）的超临界和再热改进、布雷顿循环（Brayton Cycle）的喘振边界、以及斯特林循环（Stirling Cycle）的实际效率损失。本书特别增加了对有机朗肯循环（ORC）在低品位热源回收中的热力学优化策略。 第四章：热力学关系式与物质性质的精确计算 本章超越了查表法，侧重于利用勒让德变换导出热力学关系式，并结合范德华方程、Peng-Robinson状态方程等，演示如何利用软件工具包（如EES或MATLAB）进行高精度物性参数的预测，尤其是在高温高压和混合物体系中。 第二部分：传热学机理与高级建模（聚焦能量传递的速率与分布） 传热学是连接热力学与工程设计之间的桥梁。本部分的核心在于量化热流密度和温度场分布。 第五章：热传导：稳态与非稳态分析 从傅里叶定律出发，本书详细推导了在笛卡尔、圆柱和球坐标系下的热传导微分方程。关键内容包括： 1. 多层复合壁结构的热阻网络分析，并引入了接触热阻对整体传热系数的影响评估。 2. 半无限大体在周期性或瞬态热冲击下的温度响应（使用误差函数和拉普拉斯变换）。 3. 非均匀内部热源（如化学反应或焦耳热）下的稳态温度分布求解。 第六章：热对流：从边界层理论到工程关联式 本章是本书的重点之一，它强调了无量纲数（雷诺数、普朗特数、努塞尔数）在统一和简化对流问题中的作用。 1. 粘性流体边界层的分析，包括对流换热与速度边界层厚度的耦合关系。 2. 自然对流的Grashof数判据，以及在垂直平板和水平管内的复杂流动模式。 3. 强制对流中，对管内流动（层流与湍流的精确判别）和管外流动的系统性关联式总结，并讨论了赫斯勒图（Heisler Charts）的工程应用限制。 第七章：热辐射：高精度能量交换的量化 辐射换热常在高温环境和真空条件下占据主导地位。本章深入探讨了： 1. 黑体、灰体和选择性表面的辐射特性（发射率、吸收率、反射率）。 2. 形状因子（View Factors）的几何计算，包括迭代法和解析法的应用。 3. 辐射交换网络分析，特别是利用网络流模型来求解复杂腔体内部的辐射平衡。 第八章：传热学高级主题：耦合与相变 本章面向前沿研究，涵盖了多机制耦合和复杂物质态转变： 1. 耦合传热分析：包括热源项中同时考虑焦耳热（电磁）与对流的影响，或辐射对流的联合作用。 2. 相变传热：详细分析了沸腾（核态与膜态）和冷凝过程中的传热系数计算，以及Stefan问题（固-液界面移动）的求解思路。 第三部分：计算方法与现代工程实践 为使理论知识转化为可操作的解决方案，本书专门设置章节介绍数值方法和案例应用。 第九章：有限差分法与有限体积法在传热学中的应用 本章是软件建模的基础。它详细介绍了一维、二维和三维传热方程的离散化过程。 1. 显式与隐式方法：对比了Crank-Nicolson等方法的稳定性、收敛性和计算效率。 2. 对流项的处理：讨论了迎风格式（Upwind Scheme）和中心差分格式在处理高Péclet数流动中的弊端与修正。 第十章：工程案例研究与系统优化 本部分通过详尽的、源自真实工业场景的案例，展示如何整合热力学与传热学的知识来解决实际问题： 1. 高效换热器设计优化：基于NTU法和LMTD法的对比分析，并引入管程/壳程的温度交叉问题的解决。 2. 热防护系统评估：针对材料的热导率随温度变化的非线性特性，评估航天器返回过程中的热载荷与烧蚀风险。 3. 能源系统效率提升：利用㶲分析（Exergy Analysis）对蒸汽轮机系统的不可逆损失进行精确定位，从而指导设备升级决策。 本书的特色与优势 1. 理论与实践的深度整合：每一章的关键公式后都附有“工程实现提示”，指导读者如何将复杂的解析解转化为可编程的数值模型。 2. 强调“不可逆性”与“品质”：超越简单的能量守恒，本书将热力学第二定律的视角贯穿始终，帮助读者识别流程中的“有效能”损失点。 3. 面向未来的计算工具：提供了使用通用工程软件（如COMSOL Multiphysics或Ansys Fluent的底层逻辑）进行建模的指导框架，而非仅仅依赖特定的商业软件教程。 4. 详尽的附录：包含大量工程常用材料的热物性参数表、特殊函数积分表，以及重要的无量纲数关联式速查表。 《应用热力学与传热学原理》是为那些需要在严苛的工程环境中，设计、分析和改进能量转换与传递系统的专业人士量身定制的权威参考书。它将确保您的设计不仅“可行”，而且“高效”且“经济”。

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阅读体验上，这本书的排版和插图质量表现得中规中矩，但内容深度完全弥补了视觉上的平实。我个人认为，这本书的亮点在于其对“非线性”热传导问题的处理上。感应加热产生的热量分布本身就具有强烈的空间依赖性，而材料的电磁参数（如磁导率）和热力学参数（如比热容、导热系数）又会随着温度的升高而发生剧烈变化，这使得整个模型变得异常复杂。作者并没有选择回避这些困难，而是系统地介绍了有限元分析（FEA）在解决这类耦合问题中的应用。书中清晰地展示了如何建立一个耦合的电磁-热-力学模型，并详细解析了求解过程中的边界条件设定和网格划分策略。虽然其中对有限元软件具体操作步骤的描述相对精炼，更侧重于理论基础的构建，但这恰恰是其高明之处——它教授的是“如何思考”如何建立模型，而不是简单的“如何点击鼠标”。对于从事前沿研发的专业人士而言，这种方法论上的指导远比软件操作指南来得更有价值，它教会读者如何将一个复杂的工程问题拆解为可管理的数学组件。

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如果要用一句话来概括这本书给我的感受，那就是“内容扎实到令人敬畏”。它似乎汇集了某位资深专家数十年的学术积累和工程实践经验。与其他市面上侧重于某一特定设备的快速入门指南不同，这本书的知识体系是横向拓展和纵向深挖相结合的典范。它在讲解感应加热过程中的电磁场耦合时，会不经意地引用到量子力学中的某些基本概念来解释磁畴的翻转行为，这种跨学科的视野令人耳目一新。而在论述热损失和效率评估时，它又精确地引入了热力学第二定律的严谨框架。对于希望从根本上掌握感应加热这一技术的读者来说，这本书提供了一个从底层物理规律到顶层工程实现的完整知识链路。它要求读者投入大量的时间和精力去啃读，但回报是巨大的——它能将一个应用工程师提升为一个能够自主创新和解决复杂问题的系统架构师。这本书无疑是感应加热领域内，值得被反复翻阅并珍藏的经典之作。

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我发现这本书的选材角度非常新颖，它不仅仅局限于传统的金属加热，而是将触角伸向了更具挑战性的领域，例如非导电材料的介电加热耦合效应，以及对特种合金的精密温度梯度控制。作者在探讨这些前沿应用时，引入了大量的案例研究，这些案例往往具有很高的技术壁垒和独特性。例如，书中对超细陶瓷粉末的均匀烧结技术进行了深入分析，其中涉及到的高频低功率的精细调控，对于精细化工和先进陶瓷制造领域的研究人员来说，无疑是提供了新的思路。更值得称赞的是，作者在讨论每一种应用时，都会附带一个简短的“局限性与未来展望”的小节。这种自我批判的精神在技术书籍中并不常见，它坦诚地指出了现有技术在精度、能耗和设备成本上的瓶颈，并提出了未来可能的研究方向，比如利用等离子体辅助感应加热等交叉学科的解决方案。这使得这本书不仅仅是一本教科书，更像是一份行业发展蓝图的提纲挈领之作，激发了读者对未来技术突破的无限遐想。

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这本书的封面设计相当引人注目，那种深邃的蓝色调配上清晰有力的字体，立刻让人联想到精密制造和严谨的科学原理。我带着一种对基础物理学深层理解的渴望翻开了它，首先映入眼帘的是对电磁场理论的扎实回顾。作者似乎非常注重理论的系统性，从麦克斯韦方程组出发，非常耐心地梳理了交变电磁场如何与导体相互作用，这部分内容对于那些仅仅停留在工程应用层面的读者来说，无疑是一次极好的理论补课。书中对趋肤效应和接近效应的数学推导详尽而透彻，每一个变量的引入和每一步积分的计算都清晰可见，绝无含糊带过之处。我特别欣赏作者在解释这些现象时，总是能巧妙地结合实际的工业应用案例，比如高频感应加热的熔炼炉或者表面淬火过程。这种理论与实践的紧密结合，使得原本抽象的物理概念变得触手可及，极大地增强了学习的代入感。书中对不同频率下加热深度的影响分析得尤为到位，图表绘制得极为专业，数据可视化做得非常出色，让人一眼就能看出频率变化对热量分布的决定性影响。整体而言，前期的铺垫工作做得非常到位，为后续更复杂的热力学和材料科学部分奠定了坚实的基础。

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这本书的叙述风格带着一种老派工程师的务实与严谨，文字密度相当高，每一个句子都似乎经过了精心的锤炼，不容许一丝一毫的冗余。我花了相当长的时间来消化其中关于感应加热系统设计的部分，这部分内容简直就是一本操作手册与设计指南的完美融合。它没有停留在“是什么”的层面，而是深入探讨了“如何做”以及“为什么这样做”。例如，在讨论感应器（Coil）设计时，作者详尽对比了螺旋形、扁平形和槽形感应器的优缺点，并且给出了详细的Litz线圈设计规范，这对于实际搭建实验平台或优化现有生产线的工程师来说，是无价的财富。书中对于功率匹配和电源控制策略的阐述更是令人印象深刻，它深入探讨了晶闸管和IGBT逆变器在不同负载条件下的动态响应，并给出了如何通过反馈回路来维持最佳工作状态的详细算法。我发现自己不得不时常停下来，对照着书中的公式和图示，在草稿纸上重新演算一遍，以确保自己真正理解了其中蕴含的能量转换效率的奥秘。这种需要读者主动投入脑力去“解构”和“重构”知识点的阅读体验，虽然略显吃力，但带来的知识吸收效果是立竿见影的。

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