《延伸表面传热研究》求取 ⇩

第一章 延伸表面传热研究概况1

1-1延伸表面传热研究的意义1

1-2延伸表面传热研究的概况2

1-3延伸表面传热研究的内容5

1-4延伸表面传热研究的方法6

参考文献7

第二章 传热问题的数学基础14

2-1一阶线性常微分方程14

2-2二阶线性常微分方程15

2．2．1二阶线性常微分方程解的结构15

2．2．2常系数二阶线性常微分方程15

2．2．3变系数二阶线性常微分方程16

2-3二阶线性常微分方程23

2．3．1基本概念23

2．3．2分离变量法25

2．3．3对非齐次方程或非齐次边界条件的处理26

2．3．4特征函数的正交性30

2-4 Newton-Raphson迭代法30

2-5准线性化技术32

2-6不变插值原理35

2-7 Runge-Kutta法38

2．7．1初值问题的Runge-Kutta法38

2．7．2变系数非线性二阶常微分方程两点边值问题的Runge-Kutta法43

2．7．3二阶常微分方程两点边值问题的改进算法46

2-8试射法48

2-9摄动法49

2．9．1摄动法简介49

2．9．2基本概念49

2．9．3正则摄动法50

2-10有限差分法52

2．10．1常微分方程边值问题的有限差分法53

2．10．2抛物型偏微分方程的差分格式54

2．10．3椭圆型偏微分方程的差分格式61

2-11有限元法62

2．11．1有限元方程的出发方程63

2．11．2区域剖分65

2．11．3在每个基本单元上构造插值函数（基函数）65

2．11．4单元分析66

2．11．5总体合成67

2．11．6本质边界条件处理67

2．11．7有限元方程组的求解68

2-12代数方程组的求解68

参考文献74

附录1 Gauss消去法子程序（FORTRAN语言）75

附录2 Gauss消去法子程序（C语言）76

第三章 一维稳态传热研究78

前言78

3-1端部绝热条件下的一维传热79

3．1．1纵长肋/直肋79

3．1．2环肋84

3．1．3销钉形肋片91

3-2端部有对流换热时的一维传热97

3．2．1矩形剖面直肋97

3．2．2梯形剖面直肋101

3．2．3矩形环肋102

3-3一维稳态传热的近似解析解104

3．3．1一阶近似解析解105

3．3．2高阶近似解析解106

3-4辐射对肋片传热的影响109

3．4．1在辐射和对流条件下肋片的传热特性109

3．4．2纯辐射换热肋片116

3-5肋表面的局部传热特性127

3．5．1对流换热系数均匀条件下的局部传热特性127

3．5．2从边界层方程出发分析肋表面局部传热特性127

一、自然对流条件下竖直平板肋片的传热特性127

二、自然对流条件下竖直平板肋片传热的相似解131

三、强迫对流条件下竖直平板肋片的传热特性135

四、竖直钉肋的混合传热特性139

3-6变热特性参数条件下的一维传热143

3．6．1对流换热系数是位置的函数143

3．6．2对流换热系数是温度的函数149

3-7 内热源对肋片传热的影响153

3．7．1有内热源时矩形直肋的传热特性153

3．7．2有内热源时竖直平板肋片在自然对流条件下的传热特性155

3-8护罩（套管）对肋片传热的影响157

3-9评价肋片性能的指标—增大系数和强化因子163

3-10研究肋片的新参数法—热转换矩阵167

3．10．1热转换矩阵法简介167

3．10．2改进型热转换矩阵法175

3．10．3均布热源的处理180

3．10．4肋列设计的限制条件180

3-11 一列肋片的“有限元”分析法182

参考文献187

附录190

第四章 多维稳态传热研究197

4-1肋片—维分析的误差197

4-2二维分析的解析解201

4．2．1二维肋片的解析解201

4．2．2二维肋片的—维修正解207

4-3肋片与基体接触完好性对传热的影响209

4-4二维肋片解析解的级数截去法210

4-5肋根温度沉降对传热的影响213

4-6矩形肋片管的肋效率计算218

4-7延伸表面的凝结换热223

4．7．1竖壁上垂直肋片的凝结换热224

4．7．2水平整体式肋管的凝结换热229

4-8平行板通道中肋片的传热特性233

4-9二维肋片的有限元分析243

参考文献248

附录1 二维肋片的有限元程序（FORTRAN语言）250

附录2 二维肋片的有限元程序（C语言）256

第五章 非稳态传热研究265

5-1矩形直肋的瞬态传热特性—Laplace变换的解析解265

5．1．1肋根温度突变265

5．1．2肋根热流突变271

5．1．3变热特性参数时的非稳态传热273

5-2矩形直肋的周期性传热274

5．2．1肋根温度按正弦规律变化274

5．2．2肋根热流按正弦规律变化276

5．2．3肋根温度按余弦规律变化277

5．2．4变热特性参数时的周期性传热283

5-3梯形肋片的周期性传热286

5．3．1定热特性参数时梯形直肋的周期性传热286

5．3．2变热特性参数时梯形直肋的周期性传热295

5．3．3定热特性参数时梯形环肋的周期性传热299

5．3．4变热特性参数时梯形环肋的周期性传热305

5-4辐射对肋片非稳态传热的影响308

5．4．1板式肋管在辐射一导热下的瞬态传热308

5．4．2梯形环肋在辐射一对流下的瞬态传热310

5．4．3辐射对矩形直肋周期性传热的影响315

5-5二维非稳态传热分析316

5．5．1柱形钉肋316

5．5．2复合直肋的瞬态传热320

5．5．3二维矩形直肋的周期性传热325

参考文献326

第六章 肋管传热研究327

6-1管内流动和传热的基本理论327

6-2内肋管的层流传热329

6．2．1具有均匀表面壁温的内肋管层流传热329

6．2．2竖管内肋管中纯浮升力引起流动的传热335

6．2．3交叉流型双管通道中内肋管的传热340

6．2．4间断直肋内肋管的传热343

6．2．5环肋内肋管的层流传热350

6-3内肋管的紊流传热353

6．3．1内肋管的紊流传热353

6．3．2内肋环管的紊流传热356

6-4内肋管入口区的传热358

6．4．1内肋管入口区的传热358

6．4．2内肋环管入口区的传热365

6．4．3流动充分发展而热正在发展的内肋管的传热370

6-5外肋管的传热特性374

参考文献379

第七章 延伸表面传热最优化研究381

7-1最优化研究概述381

一、延伸表面传热最优化研究的回顾381

二、优化研究应考虑的因素381

三、优化研究的一般程序382

7-2简单形状肋片的传热优化382

7．2．1最小重量的矩形直肋382

7．2．2柱形钉肋的传热优化383

7．2．3最低成本的直肋384

7-3直肋的传热优化385

7．3．1梯形直肋的传热优化385

7．3．2沸腾液中矩形直肋的传热优化387

7．3．3最小熵产肋片的优化389

7．3．4层流中肋管的传热优化396

7-4环肋的传热优化399

7．4．1梯形环肋的传热优化399

7．4．2双曲线形环肋的传热优化405

7．4．3抛物线形环肋的传热优化407

7．4．4肋根温度周期性变化时环肋的传热优化409

7-5纯辐射肋片的传热优化413

7-6具有内热源时肋片的传热优化420

7．6．1内热源生成率分布均匀421

7．6．2肋片内总的内热源生成热为常数423

7．6．3单位肋高内热源生成率为常数423

参考文献425

第八章 延伸表面传热实验研究427

8-1延伸表面传热实验研究概述427

8．1．1实验研究概述427

8．1．2可视化实验方案的选择428

8-2直肋传热的实验研究430

8．2．1直肋表面对流换热的实验研究430

8．2．2等温三角形直肋自然对流换热的实验研究433

8．2．3护罩对矩形直肋传热影响的实验研究435

8-3钉肋传热的实验研究437

8-4套片管束换热的实验研究447

8-5圆肋管换热的实验研究454

8．5．1直圆肋管换热的实验研究455

8．5．2环圆肋管换热的实验研究457

8．5．3四种空调设备上用的肋片管的实验研究463

8-6椭圆肋管换热的实验研究466

8．6．1椭圆管与圆管性能的比较466

8．6．2椭圆管矩形肋片的换热特性467

8．6．3椭圆管矩形肋片管的换热特性467

8．6．4低Re数下肋片管束的换热特性472

8-7内肋管换热的实验研究475

8-8肋表面的凝结换热477

8-9肋表面的沸腾换热488

参考文献495

第九章 微结构肋片传热研究499

前言499

9-1微结构槽道的传热特性500

9．1．1微结构槽道传热的实验研究500

9．1．2微结构槽道传热的数值分析502

9-2水平三微内肋管的传热505

9-3竖直三微内肋管的传热509

参考文献513

第十章 延伸表面传热通用程序设计515

10-1延伸表面传热通用微分方程515

10．1．1稳态传热515

10．1．2肋根温度周期性变化时的传热523

10．1．3微分方程的离散化524

10．1．4肋片传热的优化526

10-2通用程序的系统设计530

10．2．1软件分析532

10．2．2软件总体设计537

10-3通用程序的具体实现设计541

10．3．1主控模块的设计542

10．3．2数值计算辅肋程序的设计546

10-4延伸表面传热CAD开发研究小结557

参考文献558

附录Ⅰ Runge-Kutta法结合Newton-Raphson迭代法求解两点边值问题的通用程序559

附录Ⅱ 叠加原理和Runge-Kutta法求解定热特性参数条件下直肋周期性传热微分方程波动部分的通用程序562

附录Ⅲ 应用叠加原理和Runge-Kutta法结合Newton-Raphson迭代法求解变热特性参数条件下直肋周期性传热微分方程摄动展开式中一阶项的通用程序566

附录Ⅳ 变热特性参数条件下直肋周期性传热微分方程摄动展开式中二阶项稳态分量〔式（5—3—16a）〕的通用程序573

附录Ⅴ 变热特性参数条件下直肋周期性传热微分方程摄动展开式中二阶项非稳态分量〔式（5—3—16b）和式（5—3—16c〕联立解的通用程序582