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第一章绪论1

1.1 传热的含义和传热方式1

1.2 物理机理和热流方程1

1.2.1 热传导2

1.2.2 对流换热4

1.2.3 热辐射5

1.2.4 传热学与热力学的关系7

1.3 能量守恒8

1.3.1 控制体的能量守恒8

1.3.2 表面的能量守恒10

1.3.3 能量守恒定律的应用：方法论12

1.4 传热问题的分析方法12

1.5 传热的重要性13

1.6 单位和量纲13

1.7 本章提要16

练习题17

第二章热传导概论22

2.1 传导热流方程22

2.2 物质的热物理性质25

2.2.1 导热系数25

2.2.2 其它有关的热物理性质28

2.3 热传导方程29

2.4 边界条件和起始条件35

2.5 本章提要37

参考文献37

练习题38

第三章一维稳态热传导43

3.1 平壁43

3.1.1 温度分布43

3.1.2 热阻44

3.1.3 复合壁45

3.1.4 接触热阻48

3.2 分析热传导问题的替换方法49

3.3 径向对称系统51

3.3.1 圆柱52

3.3.2 圆球56

3.4 具有内热生成的热传导58

3.4.1 平壁58

3.4.2 径向对称系统62

3.4.3 热阻概念的应用66

3.5 延伸表面的传热66

3.5.1 延伸表面热传导的一般分析方法67

3.5.2 等截面肋片69

3.5.3 肋片的性能73

3.6 本章提要77

参考文献77

练习题77

第四章二维稳态热传导88

4.1 几种求解方法88

4.2.1 热流图的绘制方法89

4.2 图解法89

4.2.2 热流的确定90

4.2.3 热传导的几何因子91

4.3 热模拟94

4.4 有限差分方程96

4.4.1 节点网络96

4.4.2 有限差分形式的热传导方程97

4.4.3 能量平衡法97

4.5 有限差分方程101

4.5.1 松弛法101

4.5.2 高斯－塞德尔迭代法104

4.5.3 逆矩阵法106

4.6 本章提要108

参考文献109

练习题109

5.1 集总热容法117

第五章瞬态热传导117

5.2 集总热容法的有效性119

5.3 通用解法122

5.4 具有对流边界条件的一维系统124

5.5 半无限大固体132

5.6 多维效应135

5.7 有限差分法139

5.7.1 热流方程的离散化139

5.7.2 能量平衡法141

5.7.3 其它因素的分析142

5.8 电模拟149

5.9 小结151

参考文献151

练习题152

第六章对流导论160

6.1 对流传递问题160

6.2.1 速度边界层164

6.2 对流边界层164

6.2.2 热边界层165

6.2.3 浓度边界层166

6.2.4 边界层的意义168

6.3 层流和紊流流动168

6.4 对流传递方程169

6.4.1 速度边界层170

6.4.2 热边界层173

6.4.3 浓度边界层175

6.5 近似性及特殊条件180

6.6 边界层的相似性：通用的对流传递方程182

6.6.1 边界层相似参数182

6.6.2 解的函数形式184

6.7 无因次参数的物理意义188

6.8 边界层类比190

6.8.1 传热和传质的类比190

6.8.2 蒸发冷却194

6.8.3 雷诺类比196

6.9 紊流效应197

6.10 对流系数199

6.11 本章提要199

参考文献200

练习题200

7.1 经验关系式的性质200

第七章外部流动208

7.2 平板平行流动210

7.2.1 层流流动210

7.2.2 紊流流动212

7.2.3 混合边界层212

7.3 对流计算的步骤214

7.4 跨流圆柱体的流动220

7.4.1 流动状况220

7.4.2 对流换热和传质221

7.5 跨流球体的流动227

7.6 跨流管群的流动229

7.7 充填床235

7.8 本章提要236

参考文献238

练习题239

第八章内部流动245

8.1 流体力学的分析245

8.1.1 流动状况245

8.1.2 平均速度246

8.1.3 充分发展区中的速度型246

8.1.4 充分发展流动中的压力梯度和摩擦因子248

8.2 热分析250

8.2.1 平均温度250

8.2.2 牛顿冷却定律251

8.2.3 充分发展状态251

8.3.1 一般分析254

8.3 能量平衡254

8.3.2 表面等热流257

8.3.3 表面等壁温259

8.4 对流关系式：圆管内的层流流动261

8.4.1 充分发展区261

8.4.2 进口段264

8.5 对流关系式：圆管内的紊流流动266

8.6 对流关系式：非圆形管道269

8.7 同心环道269

8.8 对流质量传递272

8.9 本章提要273

参考文献275

练习题276

第九章自然对流282

9.1 物理分析282

9.2 基本方程284

9.3 相似性分析285

9.4 垂直表面上的层流自然对流286

9.5 紊流效应289

9.6 经验关系式：外部自然对流流动290

9.6.1 垂直平板291

9.6.2 水平平板293

9.6.3 倾斜平板295

9.6.4 水平长圆柱295

9.6.5 圆球296

9.7 经验关系式：封闭空间298

9.7.1 矩形封闭腔298

9.7.2 同心圆柱300

9.7.3 同心求300

9.8 自然对流与强迫对流的混合302

9.8.1 竖板和水平平板302

9.9 对流质量交换303

9.8.3 管流303

9.8.2 水平圆柱和圆球303

9.10 本章提要304

参考文献304

练习题306

第十章 沸腾与凝结310

10.1 沸腾：物理机理310

10.2 沸腾关系式313

10.2.1 沫态池塘沸腾313

10.2.2 沫态沸腾的临界热流314

10.2.3 膜状沸腾316

10.2.4 强迫对流沸腾318

10.3 凝结：物理机理319

10.4 垂直平板上的层流膜状凝结320

10.5 紊流膜状凝结324

10.6 水平圆管和管群上的膜状凝结326

参考文献328

10.8 本章提要328

10.7 水平圆管内的膜状凝结328

练习题330

第十一章换热量332

11.1 换热器的型式332

11.2 总传热系数334

11.3 换热器分析：对数平均温差的应用335

11.3.1 顺流式换热器336

11.3.2 逆流式换热器338

11.3.3 特殊的工作状况338

11.3.4 多程叉流式换热器338

11.4 换热器分析：效率－传热单元数法345

11.4.1 定义345

11.4.2 效率和传热单元数的关系346

11.5 换热器的计算方法350

11.6 本章提要354

参考文献354

练习题355

第十二章热辐射过程及其性质358

12.1 基本概念358

12.2 辐射强度360

12.2.1 定义360

12.2.2 与发射辐射的关系363

12.2.3 与照度的关系365

12.2.4 与有效辐射的关系367

12.3 黑体辐射368

12.3.1 普朗克分布369

12.3.2 维恩位移定律369

12.3.3 斯忒藩－玻尔兹曼定律370

12.3.4 波带辐射370

12.4 表面辐射375

12.5 表面的吸收、反射和透射383

12.5.1 吸收率384

12.5.2 反射率385

12.5.3 透射率386

12.5.4 特殊情况的分析387

12.6 基尔霍夫定律391

12.7 灰表面392

12.8 环境辐射398

12.9 本章提要404

参考文献405

练习题406

第十三章表面之间的辐射能交换417

13.1 角系数417

13.1.1 角系数的积分式417

13.1.2 角系数的关系式418

13.2 黑体之间的辐射能交换424

13.3 封闭体内漫射－灰表面之间的辐射能交换427

13.3.1 表面的净辐射流427

13.3.2 表面之间的辐射能交换428

13.3.3 两个表面组成的封闭体433

13.3.4 辐射热屏434

13.3.5 重辐射表面437

13.4 其它因素的影响440

13.4.1 体积的吸收441

13.4.2 气体的发射和吸收442

13.5 本章提要445

参考文献445

练习题446

第十四章多种传热与传质方式的组合455

练习题467

第十五章扩散质量交换474

15.1 物理机理和变化率方程474

15.1.1 物理机理474

15.1.2 费克扩散定律475

15.1.3 限制性条件476

15.1.4 质量扩散系数479

15.2.2 质量扩散方程480

15.2.1 控制体组分的守恒480

15.2 组分的守恒480

15.3 边界条件和起始条件482

15.4 无均相化学反应的质量扩散485

15.4.1 具有给定表面浓度的呆滞介质486

15.4.2 表面有催化效应的呆滞介质489

15.4.3 等摩尔逆向扩散490

15.4.4 竖筒内液体的蒸发493

15.5 有均相化学反应的质量扩散495

15.6 瞬态扩散498

参考文献501

练习题501

附录A 材料的热物理性质505

附录B 数学关系式和函数541

附录C 二维稳态导热的精确解545

附录D 平行流过平板的层流边界层的精确解548

附录E 平行流过平板的层流边界层的积分解552