傳熱學（第二版）(2008年高等教育出版社出版書籍)

《傳熱學（第二版）》是趙鎮南所著，2008年由高等教育出版社出版，是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材，可作為高等學校能源動力類、化工與製藥類、航空航天類、機械類、環境與安全類、交通運輸類、武器類以及土建類等專業開設傳熱學課程的教科書或教學參考書，也可以供企業工程技術人員自學、進修或參考。

全書共十章，以能量守恆原理為主線分別介紹了導熱、對流和輻射傳熱的基本原理、計算方法以及熱交換器的熱設計計算，對傳熱的最新研發成果也做了簡要介紹。

基本介紹

• 書名：傳熱學（第二版）
• 作者：趙鎮南
• ISBN：978-7-04-023930-0
• 類別：普通高等教育“十一五”國家級規劃教材
• 頁數：507頁
• 出版社：高等教育出版社
• 出版時間：2008-06-18
• 裝幀：平裝
• 開本：16開
• 版面字數：620千字

成書過程

《傳熱學（第二版）》是在第一版的基礎上總結教學實踐經驗，針對中國高等工科教育的要求修訂而成的。

第二版在基礎理論方面引進了一些新的內容，如在半無限大物體的非穩態導熱部分，給出了直接接觸和表面施加脈衝能量條件下的溫度回響；將多維乘積解法的套用範圍拓展到了半無限大物體，使求解類型從3種增加到9種。其他修訂還包括：強調利用導熱問題本身的對稱性以簡化求解過程；明確了線性導熱問題的前提條件；給出了恆熱流外部強迫流動換熱平均努塞爾數關聯式的由來；對於強化傳熱，除了主導熱阻原則以外，還對場協同原理做了入門性的介紹，給出了評判強化效果的一般原則；論述了自然對流中格拉曉夫數與特徵速度雷諾數之間的聯繫，從而證明了純自然對流換熱中雷諾數是非獨立變數；針對混合對流換熱，給出了新的Gr/Re²界限劃分方法。

其他更多的修改主要涉及工程套用領域：在對流換熱部分，給出了外掠管束和粗糙管內湍流摩擦係數的計算式，湍流入口段長度，有未加熱起始段的平均表面傳熱係數，繞流肋片管時的流動阻力計算式以及新的管內過渡流換熱計算式，還給出了細長傾斜封閉夾層和以印製線路板散熱為背景的開口豎立夾層自然對流換熱計算式。在凝結換熱部分，對努塞爾理論解的適用範圍做了新的劃分並給出新的計算關聯式，使冷凝計算精度顯著提高。在熱交換器部分，增強了對新出現的常規換熱器形式以及微型和緊湊型換熱器的介紹。

第二版的例題從第一版的69道增加到77道，所增加的例題主要強調對基本概念的深入理解和運用，同時刪除或替換了部分不適宜的例題。習題從468道增加到527道，所增加的習題大部分安排在第3、第4和第6章，多數屬於比較簡單的基礎類題目，少數為綜合性題目。習題中對節能問題給予了一定程度的側重。

2006年8月，入選普通高等教育“十一五”國家級規劃教材。

2008年6月18日，《傳熱學（第二版）》由高等教育出版社出版。

內容簡介

《傳熱學（第二版）》在十章內容中，以能量守恆原理為主線分別介紹了導熱、對流和輻射傳熱的基本原理、計算方法以及熱交換器的熱設計計算，對傳熱的最新研發成果也做了簡要介紹；例題和習題總量均比第一版有所增加，並向基礎概念和工程套用傾斜，習題中保留大約20%的參數分析和設計型題目；每章最後一節為本章提要。

教材目錄

前輔文主要符號表; 第1章緒論; 1.1傳熱的基本概念; 1.1.1傳熱; 1.1.2熱量傳遞的基本方式; 1.1.3傳熱學與熱力學的關係; 1.2傳熱的工程套用; 1.2.1在傳統工業中的套用; 1.2.2在高新技術中的套用; 1.3傳熱方式與熱流速率方程; 1.3.1熱傳導; 1.3.2熱對流; 1.3.3熱輻射; 1.3.4複合換熱; 1.3.5傳熱過程和總傳熱係數; 1.4能量守恆原理; 1.5傳熱問題的研究方法; 1.6本章提要; 習題; 參考文獻; 第2章導熱的理論基礎; 2.1導熱熱流速率方程; 2.1.1溫度場與溫度梯度; 2.1.2傅立葉定律; 2.2物質的導熱特性; 2.2.1固體; 2.2.2液體; 2.2.3氣體; 2.2.4各向異性; 2.3導熱微分方程與單值性條件; 2.3.1直角坐標系; 2.3.2徑向坐標系; 2.3.3單值性條件; 2.4本章提要; 習題; 參考文獻; 第3章穩態導熱分析與計算; 3.1一維穩態導熱; 3.1.1單層與多層平壁：熱阻分析方法; 3.1.2接觸熱阻; 3.1.3徑向系統中的一維導熱; 3.1.4有內熱源時的導熱; 3.1.5變導熱係數; 3.2擴展表面的導熱與傳熱; 3.2.1擴展表面導熱的理論分析; 3.2.2肋壁的傳熱性能; 3.2.3變截面肋及其最佳化; 3.2.4肋壁的工程套用; 3.3多維導熱問題; 3.4穩態導熱的數值計算方法; 3.4.1求解區域的離散化; 3.4.2節點方程的建立; 3.4.3差分方程的求解; 3.5本章提要; 習題; 參考文獻; 第4章非穩態導熱; 4.1非穩態導熱的基本概念; 4.1.1非穩態導熱問題的類型; 4.1.2瞬態導熱過程的基本特徵; 4.2集總參數分析方法; 4.2.1基本概念; 4.2.2集總參數分析方法; 4.2.3適用條件與誤差估計; 4.3對流邊界條件下的一維瞬態導熱; 4.3.1一維平壁對稱冷卻（加熱）; 4.3.2長圓柱與球體; 4.3.3正規狀況階段; 4.4半無限大固體的非穩態導熱; 4.4.1恆壁溫邊界條件; 4.4.2恆熱流邊界條件; 4.4.3對流邊界條件; 4.4.4脈衝加熱邊界條件; 4.5周期性非穩態導熱; 4.5.1半無限大物體內的溫度回響; 4.5.2周期性導熱過程中的熱量傳遞; 4.6多維非穩態導熱; 4.7非穩態導熱數值解; 4.7.1差分方程：能量平衡方法; 4.7.2顯式格式的穩定性條件; 4.7.3隱式差分格式; 4.8本章提要; 習題; 參考文獻; 第5章對流換熱的理論基礎; 5.1對流換熱問題概述; 5.1.1對流換熱問題的分類及求解方法; 5.1.2影響對流換熱的主要因素; 5.2對流換熱微分方程組; 5.2.1連續性方程; 5.2.2動量微分方程; 5.2.3能量微分方程; 5.3邊界層概念; 5.3.1速度邊界層; 5.3.2熱邊界層; 5.3.3邊界層概念的重要意義; 5.4邊界層對流換熱微分方程組; 5.4.1表面傳熱係數; 5.4.2對流換熱方程組的簡化; 5.4.3解的無量綱函式形式; 5.4.4層流邊界層微分方程精確解; 5.4.5層流邊界層積分方程近似解; 5.5湍流以及動量和熱量傳遞的類比; 5.5.1湍流流動和傳遞特徵; 5.5.2動量與熱量傳遞的類比; 5.5.3類比關係的套用; 5.5.4湍流邊界層厚度; 5.6對流換熱的實驗研究方法; 5.6.1相似原理; 5.6.2相似特徵數; 5.6.3特徵數方程; 5.7本章提要; 習題; 參考文獻; 第6章對流換熱的工程計算; 6.1掠過平板的強迫流動換熱; 6.1.1層流; 6.1.2湍流; 6.1.3有未加熱起始段; 6.2繞流圓柱體的強迫流動換熱; 6.2.1流動邊界層; 6.2.2繞流單管; 6.2.3繞流光管管束; 6.2.4繞流肋片管束; 6.3繞流球體的強迫流動換熱; 6.4管內強迫流動換熱; 6.4.1管內流動邊界層; 6.4.2管內熱邊界層和換熱分析; 6.4.3截面平均溫度的沿程變化

6.4.4管內對流換熱的特徵數方程; 6.5強化傳熱; 6.5.1傳熱強化的原理; 6.5.2強化傳熱的基本途徑; 6.5.3強化傳熱性能的評價; 6.6自然對流換熱; 6.6.1自然對流邊界層; 6.6.2動量和能量微分方程; 6.6.3自然對流的相似特徵數; 6.6.4大空間自然對流換熱計算; 6.6.5有限空間自然對流換熱計算; 6.6.6混合對流換熱; 6.7本章提要; 習題; 參考文獻; 第7章沸騰與凝結; 7.1相變換熱的基本概念; 7.2沸騰換熱; 7.2.1池沸騰換熱曲線; 7.2.2池沸騰換熱的計算關係式; 7.2.3影響核態沸騰換熱的主要因素; 7.2.4強迫對流沸騰; 7.3凝結換熱; 7.3.1表面凝結的形態; 7.3.2豎壁層流膜狀凝結理論解; 7.3.3層流和湍流膜狀凝結換熱; 7.3.4水平管束外的膜狀凝結換熱; 7.3.5影響膜狀凝結換熱的其他因素; 7.3.6珠狀凝結簡介; 7.4相變換熱的強化技術; 7.4.1沸騰換熱的強化; 7.4.2凝結換熱的強化; 7.4.3熱管技術簡介; 7.5本章提要; 習題; 參考文獻; 第8章熱輻射理論基礎; 8.1基本概念; 8.1.1熱輻射的基本特點; 8.1.2電磁輻射的波譜; 8.1.3吸收比、反射比和透射比; 8.1.4輻射力與輻射強度; 8.1.5有效輻射; 8.2黑體輻射; 8.2.1黑體輻射的基本性質; 8.2.2普朗克定律; 8.2.3維恩位移定律; 8.2.4斯忒藩-玻耳茲曼定律; 8.2.5波段輻射力; 8.2.6蘭貝特餘弦定律; 8.3實際表面輻射的波長特性和方向特性; 8.3.1發射率; 8.3.2實際表面輻射的波長特性; 8.3.3實際表面輻射的方向特性; 8.3.4實際表面的吸收特性; 8.3.5基爾霍夫定律; 8.3.6灰表面; 8.4太陽輻射與環境輻射; 8.5本章提要; 習題; 參考文獻; 第9章輻射換熱計算; 9.1輻射角係數; 9.1.1角係數的定義; 9.1.2角係數的基本性質; 9.1.3角係數的計算方法; 9.2黑表面之間的輻射熱交換; 9.3封閉腔中漫灰表面間的輻射換熱計算; 9.3.1表面熱阻; 9.3.2網路方法：漫灰表面間的輻射熱交換; 9.3.3重輻射表面; 9.3.4輻射禁止; 9.3.5輻射換熱的強化; 9.4輻射換熱的數值計算; 9.5有氣體參與時的輻射換熱計算; 9.5.1氣體輻射的基本特徵; 9.5.2氣體的發射率和吸收比; 9.5.3氣體與包殼間的輻射換熱; 9.6本章提要; 習題; 參考文獻; 第10章熱交換器; 10.1熱交換器的主要型式與套用; 10.2換熱器的總傳熱係數; 10.3換熱器的平均傳熱溫差; 10.3.1對數平均溫差; 10.3.2順流與逆流; 10.3.3多程交叉流; 10.4換熱器的熱計算：平均溫差法; 10.4.1換熱器熱計算的任務; 10.4.2設計計算; 10.4.3校核計算; 10.5換熱器的熱計算：效能－傳熱單元數方法; 10.5.1基本定義; 10.5.2ε－NTU關係式; 10.5.3ε－NTU方法的套用; 10.6緊湊型與微型熱交換器; 10.7換熱器的污垢熱阻; 10.8本章提要; 習題; 參考文獻; 附錄; 附錄A部分理論解與結果; 附錄A.1一維對稱加熱（冷卻）非穩態導熱解析解的結果（大平板、無限長圓柱與球體的諾模圖，超越方程的前6個根）; 附錄A.2層流邊界層方程精確解（相似解）; 附錄A.3層流邊界層積分方程近似解; 附錄B部分數學函式表; 表B.1高斯誤差函式; 表B.2高斯誤差補函式的一次積分值; 表B.3零階與一階第一類貝塞爾（Bessel）函式; 附錄C常用材料的熱物性參數; 表C.1部分金屬與合金的熱物理性質; 表C.2部分非金屬材料的熱物理性質; 表C.3部分保溫材料的熱物理性質; 表C.4部分液體的熱物理性質; 表C.5部分氣體的熱物理性質（p=1.01325×105Pa）; 表C.6部分生物材料的熱物理性質; 表C.7乾空氣的熱物理性質（p=1.01325×105Pa）; 表C.8飽和水的熱物理性質; 表C.9乾飽和水蒸氣的熱物理性質; 表C.10常用製冷劑（飽和液）和載冷劑的熱物理性質; 表C.11黑體輻射函式表; 表C.12部分材料表面的法向或半球向發射率; 表C.13部分材料表面的太陽輻射-吸收性質; 表C.14常用流體的污垢熱阻推薦值; 表C.15接觸熱阻推薦值; 參考文獻; 索引（中英文對照）; 部分習題參考答案

註：上述目錄從左至右閱讀。

教學資源

《傳熱學（第二版）》配有電子教案，書內配有教輔材料光碟，內容包括：

1. 採用數值方法求解的例題的FORTRAN源程式；
2. 178道課後複習思考題（附參考答案）；
3. 全部習題的參考答案和提示（數值解題目除外）；
4. 求解器HTSolver使用手冊及利用該求解器完成的書中所有例題的計算表程式和自動/手動疊代說明；
5. 全套教學內容的課堂幻燈片約600餘張，其中有傳熱套用和強化傳熱元件的實物圖片。

教材特色

《傳熱學（第二版）》整體上仍保持第一版的體系和風格，堅持寬專業面向和學以致用的基本宗旨。

第二版以建立清晰的物理概念，學習掌握傳熱建模方法，培養正確的思維模式並最終達到切實提高解決工程問題的能力為主攻目標；繼續堅持第一版中確立的強調能量守恆原理對傳熱問題的指導意義，嚴格界定重要概念和基本定律必須遵守的條件以及將綜合換熱貫穿全書等基本理念。對基本概念和工程傳熱問題做了分析，引進了若干新內容，使該書套用範圍更寬，工程實用性更強。

獲得榮譽

2009年，《傳熱學（第二版）》獲教育部普通高等教育精品教材獎。

作者簡介

趙鎮南，1946年出生，浙江慈谿人，天津大學教授，主要從事強化傳熱和熱交換器等方面的研究。