传热学

1　绪论 1

1.1　量纲与单位 1

1.2　量与数 1

1.3　模型 3

1.4　模型公式的定性分析原理 3

1.5　溢气、吸风和烟囱 5

1.6　分流定则 6

参考文献 9

2　稳定导热 10

2.1　傅里叶定律 10

2.2　导热系数 10

2.3　通过单层壁的热流和壁内的温度分布 12

2.3.1 平壁导热 12

2.3.2 圆筒壁导热 13

2.3.3 球壁导热 13

2.3.4　平均导热面 14

2.4　多层壁的导热 15

2.5　有均匀内热源的稳定导热 17

2.6　导热系数实验式中λ0和b的确定 18

2.7　二维稳定导热——有限差分法 19

2.7.1 高斯—赛德尔迭代法举例 19

2.7.2　对流边界节点的差分方程 21

习题 22

参考文献 24

3　对流传热及相似理论 25

3.1　牛顿公式（1701年） 25

3.2　描述对流传热的微分方程和单值条件 25

3.2.1 描述给热的微分方程 25

3.2.2 单值条件 28

3.3　相似理论 29

3.3.1　数相似定理 29

3.3.2　准数方程取·代法 31

3.3.3　现象相似定理 35

3.4　对流传热的准数方程 36

3.5　方向性研究 38

3.6　准数实验式的确定 40

3.7　准数实验式举例 41

习题 48

参考文献 49

4　辐射传热 51

4.1　辐射的基本概念 51

4.2　辐射的基本定律 52

4.2.1 普朗克定律（1900年） 52

4.2.2 维恩定律 53

4.2.3 斯蒂芬-玻耳兹曼定律 54

4.2.4　余弦定律 54

4.3　角系数 56

4.3.1 有关角系数的基本概念 58

4.3.2 无限长直线平行移动形成的面之间的角系数 59

4.4　有效辐射和投射辐射 60

4.5　黑体模型、克希霍夫定律和灰体 61

4.6　二表面空腔中的辐射热交换 62

4.7　多表面空腔中的辐射热交换 64

4.8　热阻效应 65

4.9　阀效应 67

4.10　气体的辐射和吸收 69

4.10.1 比尔定律 70

4.10.2 气体的辐射能力和黑度 71

4.11　封闭空腔中有辐射性气体的辐射热交换 73

4.11.1 无限长直管道中的辐射热交换 73

4.11.2　辐射性保护气体的热阻作用 73

4.11.3 火焰炉的炉膛模型 74

习题 78

参考文献 79

5　不稳定导热 80

5.1　综合热流和综合给热系数 80

5.2　薄材在恒温介质中的加热 80

5.2.1 综合给热系数法 80

5.2.2　辐射系数法 81

5.2.3 生产率 82

5.3　傅里叶微分方程的解 82

5.3.1 第一类边界条件 82

5.3.2　第二类边界条件 88

5.3.3 第三类边界条件 89

5.4　有限差分法 95

5.4.1 已知表面温度t0的变化规律 95

5.4.2　加热介质温度t0为常量 96

5.4.3 二维不稳定导热 98

习题 99

参考文献 99

6　换热器及热价值理论 100

6.1　传热方程和传热系数 100

6.2　加强给热和绝热 101

6.3　换热器 102

6.3.1 换热方程 102

6.3.2 出口温度 104

6.3.3 顺流和逆流的对比 106

6.4　蓄热室和热风炉的传热系数 106

6.5　热价值理论 109

6.5.1 净热热价值 110

6.5.2　供热热价值 114

6.5.3　顺行原理 117

6.5.4 热价值理论的应用、印证和结论 119

习题 126

参考文献 126

附录 127

附录A　最小二乘法 127

附录B　金属材料的密度、质量热容和导热系数 129

附录C　保温、建筑及其他材料的密度和导热系数 131

附录D　几种保温、耐火材料的导热系数与温度的关系 131

附录E　干空气的热物理性质（p=1.01325×105Pa） 132

附录F　在大气压力（p=1.01325×105Pa）下烟气的热物理性质（烟气的成分：CO20.13;H2O0.11;N20.76） 133

附录G　饱和水的热物理性质 134

附录H　物体表面的黑度 135

附录I 当y<1时，函数？(y)=y+1/5y5+1/9y9+…的值 137

附录J　换热器为各种流动方式时计算平均温压的修正系数 137