本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,是在第二版的基础上总结近年以来的教学实践经验,针对我国高等工科教育的要求修订而成的。全书仍保持了第二版的体系和风格。在共10章内容中,以能量守恒原理为主线分别介绍了导热、对流和辐射传热的基本原理、计算方法以及热交换器的热设计计算。本书把建立清晰的物理概念,学习掌握正确的建模和求解方法,培养良好思维习惯从而切实提高解决工程问题的能力放在突出地位,强化了对基本概念的讨论和对工程传热问题的分析,引进的一些新内容拓展了本书的应用范围,使其工程实用性明显增强。对传热研究的近期发展也做了简要的介绍。例题总量增至77道,向基础概念的深入理解倾斜,每个例题均有深入的分析和讨论。新增和修改的习题侧重对基础概念的理解和传热的综合应用。习题中仍保留大约20%的参数分析和设计型题目。本书配有数字资源,内容包括:全部习题参考答案,课后复习思考题及参考答案,求解器HTSolvcer功能的全面介绍和利用求解器完成的所有例题的计算表程序和迭代说明,全套课堂教学幻灯片,其中有传热应用、强化传热元件等实物图片百余幅。本书可作为高等学校能源动力类、化工与制药类、航空航天类、机械类、环境与安全类、交通运输类、武器类以及土建类等开设传热学课程各大类专业的教科书或教学参考书,对准备考研的学生能提供重要的启发和帮助,也可以供企业工程技术人员使用。
本书第二版(普通高等教育“十一五”国家级规划教材)在2008年夏天面世,并于转年被教育部评为“2009年度普通高等教育精品教材”,至今已经十载有余。
进入21世纪的第二个十年以来,中国经济在国际、国内形势都发生重大变化的条件下进入转型期,从大量消耗能源及其他资源并严重破坏环境质量的粗放、外向型经济增长模式走向节约能源和资源、保护自然环境、更多注重消费导向的创新型经济增长模式。在这个相当长的转型过渡期里,传统制造加工业的节能节水改造,创新型产品的研发,绿色可持续新能源的应用等很多方面都和传热原理、传热规律的运用有着密不可分的关系。
本书第三版仍保持宽专业面向和紧密联系工程实际的基本宗旨,强调严格准确的物理概念并将能量守恒原理、综合换热的理念贯穿全书,培养学生对传热问题正确的分析思维模式,以达到增强解决实际问题能力的最终目的。在教材的内容体系方面与第二版亦基本相同,但在表述和文字方面做了全面细致的修改,删除了一些过于烦琐的叙述,力求更加简洁明了。
本次再版改动比较大的内容包括:对1.2节传热的工程应用进行了全面改写,加入了近年来传热领域出现的新技术、新进展和更新的统计数据;特别强调了在做节能规划时以“总能原理”作为指导和依据的重要性;对6.2.4节做了较大调整,给出了当前空冷器工程设计中普遍采用的传热和阻力计算式,内容大幅简化且便于使用;改写了6.5.2节并新增多幅插图和照片;从工程应用角度出发,在6.6.5节中给出了矩形倾斜夹层和水平圆柱同心环夹层内的传热关联式;改写了介绍强化相变换热的7.4节,并新增了工程实物的照片;对10.1节做了较大幅度改写,更换、增加了多幅插图和照片。
除了上述改动以外,还全面修正了原书的一些疏漏,修订了部分章节的习题和参考文献,修编了课堂辅助教学课件,更新了相当数量的图片,并配有对图片的说明文字。配套的教辅材料在同步出版的数字课程网站上,以方便教学使用。
自从本书第二版问世以来,作者收到大量读者来函,有正在上传热学课程的学生,有正准备考研的大四学生和在读研究生,更有很多已经毕业多年,在科研工作中遇到困惑不解的传热问题来信咨询的读者,还有细心的读者发现了第二版书中个别错漏来信向我求证的。来信的读者有能源动力类专业的,也有其他专业的。无论何种情况,作者都尽力给予了细致的解答或提出自己的基本思路和建议供参考。在此,借本书第三版即将出版的机会,向所有关注并曾帮助提高本书质量的热心读者表示诚挚的谢意。
本书承清华大学张学学教授审阅,作者对审阅意见表示衷心的感谢。
欢迎所有使用本书的读者提出改进意见。
第1章 绪论
1.1 传热的基本概念
1.1.1 传热
1.1.2 热量传递的基本方式
1.1.3 传热学与热力学的关系
1.2 传热的工程应用
1.2.1 在传统领域中的应用
1.2.2 在高新技术中的应用
1.3 传热方式与热流速率方程
1.3.1 热传导
1.3.2 热对流
1.3.3 热辐射
1.3.4 复合换热
1.3.5 传热过程和总传热系数
1.4 能量守恒原理
1.5 传热问题的研究方法
1.6 本章提要
习题
参考文献
第2章 导热的理论基础
2.1 导热热流速率方程
2.1.1 温度场与温度梯度
2.1.2 傅里叶定律
2.2 物质的导热特性
2.2.1 固体
2.2.2 液体
2.2.3 气体
2.2.4 各向异性
2.3 导热微分方程与单值性条件
2.3.1 直角坐标系
2.3.2 径向坐标系
2.3.3 单值性条件
2.4 本章提要
习题
参考文献
第3章 稳态导热分析与计算
3.1 一维稳态导热
3.1.1 单层与多层平壁:热阻分析方法
3.1.2 接触热阻
3.1.3 径向系统中的一维导热
3.1.4 有内热源时的导热
3.1.5 变导热系数
3.2 扩展表面的导热与传热
3.2.1 扩展表面导热的理论分析
3.2.2 肋的传热性能
3.2.3 变截面肋及其优化
3.2.4 肋的工程应用
3.3 多维导热问题
3.4 稳态导热的数值计算方法
3.4.1 求解区域的离散化
3.4.2 节点方程的建立
3.4.3 差分方程的求解
3.5 本章提要
……
第4章 非稳态导热
第5章 对流换热的理论基础
第6章 对流换热的工程计算
第7章 沸腾与凝结
第8章 热辐射理论基础:
第9章 辐射换热计算
第10章 热交换器
附录
索引(中英文对照)
部分习题参考答案