传热学学习指导与习题精选(夏国栋) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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夏国栋，王军 编

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• 传热计算

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122264497

版次：1

商品编码：11970422

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-06-01

用纸：轻型纸

页数：204

字数：215000

正文语种：中文

内容简介

《传热学学习指导与习题精选》是传热学课程配套学习指导用书，内容包括本科传热学的重点、难点、典型习题解答和练习等，涉及导热理论基础、稳态导热、非稳态导热、导热问题数值解法基础、对流传热分析、单相流体对流传热及特征数关联式、凝结与沸腾传热、辐射传热的基本定律、辐射传热计算、传热过程和换热器。

目录

第一章导热理论基础/001
第二章稳态导热/019
第三章非稳态导热/039
第四章导热问题数值解法基础/055
第五章对流传热分析/073
第六章单相流体对流传热及特征数关联式/089
第七章凝结与沸腾传热/105
第八章辐射传热的基本定律/119
第九章辐射传热计算/133
第十章传热过程和换热器/155
附录1测试练习题/173
附录2北京工业大学研究生入学考试传热学试题选编/198
参考文献/204

前言/序言

《传热学原理与应用》 导言 传热学，作为一门研究热量传递规律及其在工程实践中应用的基础学科，在现代科技与工业生产中占据着举足轻重的地位。无论是能源的产生与转化，设备的冷却与加热，材料的加工成型，还是建筑物的保温节能，都离不开对传热过程的深入理解和有效控制。本书旨在系统地阐述传热学的基础理论，并结合丰富的工程实例，帮助读者建立起坚实的传热学知识体系，掌握分析和解决传热问题的基本方法。 第一部分：传热学的基本概念与定律 本部分将从最基本的概念入手，为后续内容的学习奠定理论基础。 热量传递的定义与形式： 我们将首先定义什么是热量，以及热量是如何从高温物体传递到低温物体的。在此基础上，详细介绍三种基本的热量传递方式： 热传导 (Conduction)： 聚焦于物质内部或接触物体之间，通过微观粒子（分子、原子、自由电子）的振动和碰撞进行的热量传递。我们将深入探讨热传导的微观机制，以及傅里叶定律（Fourier's Law）如何定量描述一维稳态热传导的速率。 热对流 (Convection)： 阐述流体（液体或气体）在宏观运动过程中伴随发生的热量传递。我们将区分自然对流（因密度差引起的流动）和强制对流（外部动力引起的流动），并介绍牛顿冷却定律（Newton's Law of Cooling）作为描述对流传热速率的基本公式。 热辐射 (Radiation)： 讲解物体以电磁波形式自身发出的能量，以及这些能量在空间中传播并被其他物体吸收的过程。我们将介绍黑体辐射定律（Planck's Law）、斯特藩-玻尔兹曼定律（Stefan-Boltzmann Law）和维恩位移定律（Wien's Displacement Law），理解辐射换热的本质。 稳态与瞬态传热： 区分在时间上是否发生变化的传热过程。 稳态传热 (Steady-state Heat Transfer)： 指在传热过程中，体系中各点的温度不随时间变化。我们将分析稳态传热的主要特点和适用条件。 瞬态传热 (Unsteady-state or Transient Heat Transfer)： 指体系中各点的温度随时间变化的传热过程。我们将介绍瞬态传热的复杂性，并引入导温系数等概念，为后续分析瞬态过程打下基础。 热物性参数： 介绍影响传热过程的材料特性参数。 导热系数 (Thermal Conductivity, k)： 衡量材料传导热量的能力，是热传导的关键参数。 比热容 (Specific Heat Capacity, c)： 物质升高单位温度时所需的能量，影响温度变化的速度。 密度 (Density, ρ)： 物质单位体积的质量，与惯性及比热容结合影响瞬态传热。 热扩散率 (Thermal Diffusivity, α)： α = k / (ρc) ，表征热量在材料中扩散速度的参数，对瞬态传热尤为重要。 第二部分：热传导 本部分将深入探讨热传导的理论和计算方法。 一维稳态热传导： 平面壁： 推导傅里叶定律在平面壁上的应用，计算通过单层和多层平面壁的热流量，引入热阻概念，便于叠加计算。 圆柱壁 (管壁)： 推导通过圆柱壁（如管道、锅炉管）的热传导公式，理解不同半径处的温度分布。 球壁： 类似地，推导通过球形壁的热传导公式。 总传热系数与等效热阻： 总结多层结构和包含对流边界条件的复合热阻的计算方法，引入总传热系数（Overall Heat Transfer Coefficient, U）的概念，用于简化复杂传热问题的分析。 肋片传热： 肋片的作用与分类： 讲解肋片如何增加换热面积以提高对流传热效率，介绍直肋、环肋、翅片板等常见肋片形式。 肋片上的温度分布与效率： 推导不同边界条件下的肋片温度分布微分方程，并求解肋片的热流量和效率，理解肋片的设计原则。 瞬态热传导： 集总参数法 (Lumped Capacitance Method)： 在 Biot 数 (Bi) 很小的情况下，将物体视为一个整体，温度均匀变化。介绍 Biot 数的意义及其判据，推导集总参数法的温度随时间变化公式。 傅里叶级数与分离变量法： 介绍求解非稳态传热问题的解析方法，如傅里叶级数展开和分离变量法，用于处理一些简单几何形状和边界条件下的瞬态问题。 数值方法简介： 简要介绍有限差分法 (Finite Difference Method) 和有限元法 (Finite Element Method) 在解决复杂瞬态传热问题中的应用。 第三部分：热对流 本部分将重点分析流体与固体表面之间的热量交换。 对流传热的基本原理： 边界层概念： 引入速度边界层和热边界层的概念，理解对流传热的本质是流体在固体表面的粘滞作用和温度梯度的共同作用。 努塞尔数 (Nusselt Number, Nu)： 定义努塞尔数作为描述对流传热强度的无量纲数，Nu = hL/k_f，其中 h 是对流传热系数，L 是特征长度，k_f 是流体的导热系数。 无量纲准数与关联式： 介绍在对流传热分析中常用的无量纲数及其物理意义。 雷诺数 (Reynolds Number, Re)： 表征流体流动状态（层流或紊流）的无量纲数，Re = ρvL/μ。 普朗特数 (Prandtl Number, Pr)： 表征动量扩散与热量扩散相对关系的无量纲数，Pr = ν/α = c_pμ/k。 格拉晓夫数 (Grashof Number, Gr)： 表征自然对流中浮力与粘性力之比的无量纲数。 关联式 (Correlations)： 讲解如何通过实验数据拟合得到各种流动和传热工况下的努塞尔数关联式，这是计算对流传热系数 h 的主要手段。 强制对流： 管内流动的对流换热： 分析层流和紊流在管内流动的传热特点，介绍常用的管内流动的努塞尔数关联式，如 Gnielinski 关联式。 管外流动的对流换热： 分析流体绕外壁的流动情况，如平板、圆柱体、管束等，介绍相应的对流换热关联式。 自然对流： 竖直板、倾斜板、水平板的自然对流： 分析不同几何形状表面上自然对流的特点。 圆柱体和球体的自然对流： 介绍自然对流在不同曲面上的传热。 相变传热： 简要介绍沸腾和冷凝过程中的特殊对流传热现象，这部分内容将为理解更复杂的传热过程打下基础。 第四部分：热辐射 本部分将深入研究物体间的辐射换热。 热辐射的基本定律： 黑体辐射： 介绍理想辐射体——黑体，及其辐射特性，理解能量分布与温度的关系。 基尔霍夫辐射定律 (Kirchhoff's Law of Radiation)： 阐述物体吸收能力与发射能力之间的关系，即在相同条件下，吸收率等于发射率。 表面发射率 (Emissivity, ε)： 定义实际物体表面的发射能力与同温度黑体发射能力的 ratio。 表面吸收率 (Absorptivity, α)： 定义物体吸收的辐射能量与入射辐射能量的比值。 表面反射率 (Reflectivity, ρ) 与透射率 (Transmissivity, τ)： 描述物体表面的反射和透过辐射的能力。 辐射换热计算： 两无限大平行平面之间的辐射： 计算两个平行表面之间的净辐射换热量。 封闭腔体内的辐射： 讲解当物体处于一个封闭腔体内时，腔壁的发射率和温度如何影响物体的辐射换热。 表面之间的辐射 (View Factor / Configuration Factor)： 引入视图因子（或称几何因子、形状因子）的概念，用来描述从一个表面辐射到另一个表面的能量比例，这是计算复杂几何形状物体之间辐射换热的关键。 辐射率 (Emissivity) 与吸收率 (Absorptivity) 的关系： 重点强调对于不透明表面的情况，吸收率等于发射率。 辐射换热与对流换热的耦合： 讲解在实际工程中，辐射和对流通常是同时发生的，需要综合考虑。 第五部分：传热设备与传热过程的综合应用 本部分将前面学到的理论知识应用于实际工程问题，展示传热学的广泛应用。 换热器 (Heat Exchangers)： 换热器的分类与原理： 介绍不同类型的换热器，如管壳式、板式、空气冷却器等，阐述它们的工作原理。 传热量计算： 介绍两种主要的传热量计算方法： 平均温差法 (Log Mean Temperature Difference, LMTD)： 推导并应用 LMTD 方法计算简单换热器（如顺流、逆流）的传热量。 效用-数传次数法 (Effectiveness-NTU Method)： 介绍 NTU 方法，特别适用于换热器参数已知但温差难以直接确定或换热器结构复杂的场合。 换热器的设计与选型： 讨论换热器设计时需要考虑的传热、流动阻力、材料、结构等因素。 干燥过程 (Drying)： 结合传热和传质的原理，分析材料在干燥过程中的水分蒸发与热量供给。 蒸发与冷凝： 详细分析相变过程中的传热特性，这是化工、制冷等领域的重要应用。 热管 (Heat Pipes)： 介绍热管这一高效的传热元件的工作原理及其应用。 建筑物的热工性能： 探讨建筑物的传热，包括传导、对流和辐射在墙体、窗户等部位的影响，以及保温隔热的设计。 工业炉与窑炉： 分析高温设备中的传热现象，特别是辐射换热在其中的重要性。 电子设备的散热： 探讨如何通过各种传热手段（对流、相变、热管等）有效地散热，以保证电子设备正常运行。 结语 传热学是一门既具理论深度又富实践价值的学科。通过对本书内容的系统学习，读者应能掌握传热学基本定律，理解各种传热现象的物理机制，并能运用所学知识分析和解决工程实际中遇到的传热问题。本书的编写旨在提供一个清晰、严谨且具有启发性的学习路径，鼓励读者在掌握基本原理的基础上，进一步探索更深入、更前沿的传热学研究与应用领域。

评分☆☆☆☆☆

这本书的“学习指导”部分，不仅仅是知识点的梳理，更像是一位经验丰富的导师在循循善诱。我特别喜欢其中关于“如何学习传热学”的章节，作者分享了一些非常实用的学习方法和技巧。比如，他强调了理解物理过程的重要性，鼓励我们要多画示意图，多进行类比思考。还建议我们要将传热学与其他学科的知识联系起来，比如流体力学、热力学等，这有助于我们构建一个更完整的知识体系。对于一些难以理解的公式，作者也提供了一些简化模型和近似方法的讲解，让我们可以从不同的角度去理解问题。我尝试着按照书中提供的方法去学习，感觉效率确实提高了不少。特别是对于一些涉及能量守恒和质量守恒的推导，过去我总是容易出错，但按照书中提供的方法，一步步地进行分析，就清晰了很多。这本书不仅传授了传热学的知识，更传授了学习传热学的方法，这对于我来说，是非常宝贵的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和设计也给我留下了深刻的印象。书本的尺寸大小适中，非常方便携带和翻阅，不像一些大部头的参考书，拿在手里就觉得沉重。纸张的质量也很好，印刷清晰，字迹工整，阅读起来眼睛不容易疲劳。更值得称赞的是，书中大量使用了图表和插图来辅助说明复杂的概念。例如，在讲解热辐射时，书中提供了很多不同物体表面辐射特性的图谱，还有不同几何形状物体之间的辐射换热示意图，这些图示让抽象的理论变得更加具体和直观。我曾经在学习一些其他书籍时，对于热辐射的概念感到非常困惑，但有了这本书中的这些图表，我仿佛能“看到”热量是如何在空间中传播的。此外，作者还巧妙地在章节之间设置了“回顾与展望”的部分，这不仅能帮助我巩固上一章的内容，还能为下一章的学习做好铺垫，形成一个完整的知识体系。这种精心的编排，体现了作者在教学上的良苦用心，也让我感受到了知识的流畅性和连贯性。

评分☆☆☆☆☆

我之前对传热学的一些概念一直感到很模糊，特别是关于边界层理论和传热系数的确定。但在翻阅了这本书后，我感觉豁然开朗。作者在讲解这些内容时，并没有直接抛出复杂的数学模型，而是从物理本质出发，一步步地引导我们去理解。例如，在讲解边界层时，书中用了非常形象的比喻，将流体运动中的速度梯度和温度梯度比作“边界”，然后逐步引入薄边界层和厚边界层的概念。这种由简入繁的讲解方式，让我更容易接受和理解。而且，书中还穿插了一些“易错点提醒”和“常见误区分析”，这对于我这样的初学者来说，非常有帮助，能够避免走弯路。在处理一些数学推导时，作者也尽可能地给出了详细的步骤和解释，而不是直接给出一个结论。这种严谨的态度，让我对书中的内容更加信任。即使是一些比较抽象的章节，比如传热的数值方法，书中也提供了相应的伪代码和流程图，这让我对如何用计算机模拟传热过程有了初步的认识。

评分☆☆☆☆☆

我是一名多年从事工业设备设计工作的工程师，在工作中经常会遇到各种传热问题。虽然之前也接触过传热学，但总觉得理论知识不够系统，实际应用中也存在一些不足。偶然的机会，我看到了《传热学学习指导与习题精选(夏国栋)》，抱着试试看的心态购买了。拿到书后，我被它专业的视角和详实的案例所打动。书中不仅涵盖了传热学的基本理论，更重要的是，它深入探讨了许多实际工程中的应用问题。例如，书中关于强化传热技术的章节，详细介绍了各种提高传热效率的方法，并给出了具体的工程实例，这对我设计新型换热器非常有启发。此外，书中还包含了关于传热设备故障分析的内容，这对于我解决设备运行中遇到的问题非常有帮助。这本书的习题部分也具有很强的实践性，许多题目都是基于实际工程背景设计的，这让我能够更好地将所学知识应用于实际工作中。这本书的深度和广度都让我非常满意，它为我提供了一个重新审视和提升我传热学知识体系的绝佳机会。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《传热学学习指导与习题精选》已经有一段时间了，期间我断断续续地翻阅了一些章节，总的来说，它给我带来了很多惊喜。首先，这本书的“学习指导”部分做得非常到位。它不仅仅是简单地罗列知识点，而是深入浅出地讲解了每个概念的来龙去脉，以及它们之间的内在联系。比如，在讲解傅里叶定律时，作者并没有直接给出公式，而是先从宏观的热量传递现象入手，逐步引导读者理解导热机理，再到能量守恒方程的推导，最后才引出傅里叶定律。这种循序渐进的学习方式，对于像我这样初次接触传热学或者对理论基础不够扎实的读者来说，简直是福音。它能帮助我建立起扎实的理论框架，而不是死记硬背公式。而且，书中还穿插了一些“思考题”和“拓展阅读”的建议，这非常有助于激发我的学习兴趣，鼓励我去主动探索和思考。我尤其喜欢其中关于“相似准则”的讲解，它把看似复杂的无量纲群的推导过程，用非常形象的比喻和清晰的逻辑串联起来，让我对这些抽象的数学工具有了更直观的理解。这本指导书的语言风格也十分亲切，不像一些学术著作那样枯燥乏味，读起来有一种和老师在面对面交流的感觉。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在校的工程专业学生，即将面临传热学的考试，所以一直想找一本既能帮助我理解概念，又能有效提升解题能力的参考书。在比较了市面上的一些同类书籍后，我最终选择了《传热学学习指导与习题精选(夏国栋)》。拿到书后，我被它细致入微的内容所吸引。这本书的“学习指导”部分，不仅仅是理论知识的罗列，更是对知识点背后原理的深入剖析，以及对各种传热现象的生动描述。作者在讲解每一个概念时，都力求用最浅显易懂的语言，结合生活中的实例，让抽象的理论变得触手可及。例如，在讲解自然对流时，书中就用了烧水和烟囱排烟的例子，这让我瞬间就明白了自然对流产生的根本原因。而且，这本书的“习题精选”部分也做得非常出色，题目类型多样，难度梯度明显，覆盖了传热学的各个方面。每一道题的解析都详细到位，不仅给出了解题步骤，更重要的是，分析了解题思路和关键点，让我学到了如何分析和解决问题的方法，而不是死记硬背答案。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，一开始我对这本书并没有抱太高的期望，觉得市面上的传热学书籍都大同小异。但当我真正翻开这本书，并且认真阅读了一段时间后，我才发现自己错了。这本书最大的特点在于它的“指导性”和“精选性”。“学习指导”部分，作者并没有满足于简单的知识复述，而是深入地探讨了每个概念的物理意义，以及相关的推导过程。他善于将复杂的数学公式转化为易于理解的物理概念，并且经常会穿插一些“敲黑板”式的提醒，帮助读者把握重点。而“习题精选”部分，正如其名，每一道题都是经过精心挑选的，具有代表性，并且难度适中。更重要的是，这些习题的解答非常详细，不仅仅给出最终答案，更重要的是，它会分析解题思路、关键步骤，以及可能遇到的陷阱。我曾经在其他书籍上遇到难题，即使看了答案也一头雾水，但在这本书的解析下，我总能茅塞顿开。这本书让我觉得，学习传热学不再是枯燥的“填鸭式”教育，而是一个循序渐进、充满乐趣的探索过程。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我选择这本书，很大程度上是被它的“习题精选”部分所吸引。我一直认为，学习理论知识固然重要，但如果没有足够多的练习来巩固和应用，那么这些知识很容易就会被遗忘。而这本书在这方面做得非常出色。习题的难度梯度设计得非常合理，从最基础的计算题，到需要综合运用多个知识点才能解决的应用题，再到一些具有挑战性的开放性问题，应有尽有。每一道题的后面都附有详细的解题过程和思路分析，这对于我这样自己练习时容易卡壳的读者来说，简直是救星。我曾经在学习其他课程时，遇到难题就只能干瞪眼，要么求助同学，要么放弃。但有了这本书，我可以先尝试自己解决，实在不行，再对照解析，一步一步地学习解题方法。而且，习题的覆盖面也非常广，涵盖了传热学的各个分支，确保了我在练习过程中能够全面地接触到各种类型的题目。我尤其看重那些“综合应用题”，它们往往能将课堂上学到的零散知识点融会贯通，让我体会到传热学在实际工程中的应用价值。这本书的习题集，就像是一个经验丰富的导师，耐心地指导我，让我一步步提升解题能力。

评分☆☆☆☆☆

我在阅读这本书的过程中，最大的感受是它非常注重理论与实践的结合。不仅仅是习题部分，就连在讲解理论知识时，作者也经常会引用实际的工程案例来佐证。比如，在讲解对流传热时，书中就详细分析了换热器的设计原理，以及不同类型换热器在实际应用中的优缺点。还举例说明了锅炉、散热器等常见设备的传热过程。这些生动的案例，让我不再觉得传热学只是枯燥的数学公式和物理定律，而是与我们的生活息息相关，甚至在很多关键的工业生产中扮演着至关重要的角色。当我看到书中对航空发动机的冷却设计、电子产品的散热方案进行分析时，我更是深感传热学知识的价值。这种将理论应用于实际的讲解方式，不仅加深了我对知识的理解，也激发了我学习传热学的热情，让我看到了未来将所学知识应用于实际工作的可能性。这本书让我明白，学习传热学不仅仅是为了应付考试，更是为了解决现实世界中的工程问题。

评分☆☆☆☆☆

这本书我刚拿到手，还没来得及深入阅读，但仅从它的装帧和目录来看，就足以让我感到期待。封面设计简洁大气，纸质也相当不错，拿在手里有分量感，这让我对内部的内容质量有了一个初步的好印象。目录的编排也非常细致，几乎涵盖了传热学领域的所有重要知识点，从基础的传导、对流、辐射，到更深入的相变传热、辐射传热的复杂情况，再到传热问题的数值解法，都有详细的划分。这不禁让我联想到，作者在编写这本书时，一定是下了苦功，并且对传热学有着深刻的理解。我特别关注到一些章节的标题，例如“强化传热技术”和“生物传热学”，这些都是目前工程应用和科学研究中非常活跃的领域，能在这本教材中得到体现，说明它具有很强的时效性和前沿性。我个人对这些章节尤为感兴趣，希望它能提供一些新的思路和方法。同时，我注意到书中还包含了一些实际案例分析，这对于理解抽象的理论知识非常有帮助。理论结合实践，是学习任何一门学科的最佳途径，这一点在这本书的目录中已经得到了很好的体现。我迫不及待地想要开始阅读，希望它能带我进入一个精彩的传热学世界，解决我在学习和工作中遇到的难题。这本书的厚度也适中，既不会显得过于庞杂，又能保证内容的充实，让人觉得物有所值。总而言之，这本书给我留下了非常好的第一印象，我非常期待接下来的阅读体验。

评分☆☆☆☆☆

挺好的。。。

评分☆☆☆☆☆

书很好，内容全面，我的老师写的

评分☆☆☆☆☆

学习使人进步

评分☆☆☆☆☆

双十一买书很便宜！！！！！

评分☆☆☆☆☆

学习使人进步

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

很好

评分☆☆☆☆☆

质量很好，品质保障。

评分☆☆☆☆☆

挺不錯的，店家發貨速度很快，包裝的也挺好的