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第1章 绪论1

1.1传热学的研究内容与方法1

1.1.1传热学的研究内容1

1.1.2传热学的研究方法1

1.2传热学的发展历程2

1.2.1热传导2

1.2.2热对流3

1.2.3热辐射3

1.3传热学在石油化工行业的应用4

1.3.1在石油行业中的应用4

1.3.2在石化行业中的应用7

第2章 稳态热传导10

2.1导热基本概念及定律10

2.1.1导热基本概念10

2.1.2导热基本定律12

2.1.3热导率13

2.2导热微分方程16

2.2.1导入与导出微元体的净热量17

2.2.2微元体中内热源的发热量18

2.2.3圆柱坐标系（r，?，z）18

2.3导热过程的初始条件与边界条件19

2.4典型一维稳态导热问题的分析解21

2.4.1通过平壁的导热21

2.4.2通过圆筒壁的导热25

2.4.3通过球壳的稳态导热28

2.4.4其他变面积或变热导率问题29

2.4.5通过肋片的稳态导热29

2.5二维稳态导热问题与形状因子34

2.5.1分析解法35

2.5.2导热形状因子法35

参考文献38

第3章 非稳态热传导39

3.1非稳态导热的基本概念39

3.1.1非稳态导热39

3.1.2毕渥数与傅里叶数41

3.2集中参数法42

3.3典型一维非稳态导热问题的分析解44

3.3.1第一类边界条件下一维非稳态导热的分析解44

3.3.2伴有相变边界一维非稳态导热的特例46

3.3.3第三类边界条件下一维非稳态导热47

3.4半无限大物体的非稳态导热55

3.4.1半无限大固体的温度分布55

3.4.2等热通量的半无限大固体56

3.5多维非稳态导热的分析解57

参考文献61

第4章 热传导问题的数值解法62

4.1导热问题数值解的基本思想62

4.1.1数值解法的本质63

4.1.2数值解法的基本思路63

4.2稳态导热问题的数值解法63

4.2.1物理问题与数学描写63

4.2.2区域离散64

4.2.3节点方程离散64

4.2.4代数方程的最终形式及求解方法65

4.2.5数值计算流程图66

4.3非稳态导热问题的数值解法66

4.3.1物理问题及数学描写66

4.3.2时间和空间区域的离散67

4.3.3节点离散方程的建立67

4.3.4两种格式及其稳定性68

4.3.5二维及三维非稳态导热问题的求解简介68

4.3.6集中热源作用下的非稳态导热问题简介70

参考文献71

第5章 对流换热的理论基础72

5.1对流换热基本问题72

5.2对流换热概述73

5.2.1牛顿冷却定律73

5.2.2对流换热的影响因素73

5.2.3对流换热系数74

5.2.4黏性与非黏性流动75

5.3对流换热过程的数学描写76

5.3.1质量守恒与连续性方程77

5.3.2动量守恒与动量方程77

5.3.3能量守恒与能量方程78

5.3.4对流换热问题的完整数学描写79

5.4对流换热的边界层80

5.4.1速度边界层80

5.4.2平板上的层流边界层82

5.4.3热边界层86

5.4.4边界层的重要意义91

5.4.5流体摩擦和换热之间的关系91

5.5本章小结92

参考文献93

第6章 对流换热的工程计算94

6.1外部对流换热94

6.1.1外部自然对流换热关联式94

6.1.2外部强制对流的实验关联式103

6.2密闭空间对流换热109

6.3内部强制对流换热112

6.3.1流体力学的问题112

6.3.2热的问题116

6.3.3能量平衡的问题119

6.3.4圆管内层流的关联式122

6.3.5圆管内湍流的关联式125

6.3.6非圆形管和同心套管的关联式127

6.3.7单相对流换热的强化技术129

6.4本章小结131

参考文献132

第7章 伴随相变的对流换热133

7.1相变对流换热中的无量纲参数133

7.2凝结换热134

7.2.1凝结换热模式134

7.2.2膜状凝结的分析解及计算135

7.2.3膜状凝结换热的影响因素138

7.3沸腾换热141

7.3.1沸腾换热模式141

7.3.2池内沸腾关系式144

7.3.3管内对流沸腾147

7.3.4沸腾传热的影响因素150

7.4本章小结152

参考文献152

第8章 热辐射基本定律和辐射特性153

8.1热辐射现象的基本概念154

8.1.1热辐射的定义及区别于导热对流的特点154

8.1.2从电磁波的角度描述热辐射的特性155

8.1.3黑体模型及其重要性157

8.2黑体热辐射的基本定律157

8.2.1斯忒藩-玻耳兹曼定律157

8.2.2普朗克定律158

8.2.3兰贝特定律161

8.3实际物体的辐射特性164

8.3.1实际物体的辐射力164

8.3.2实际物体的光谱辐射力165

8.3.3实际物体的定向辐射强度165

8.3.4气体辐射的特点168

8.4实际物体对辐射能的吸收与辐射的关系170

8.4.1实际物体的吸收比170

8.4.2灰体的概念及其工程应用172

8.4.3吸收比与发射率的关系——基尔霍夫定律172

8.4.4温室效应173

8.5太阳与环境辐射174

8.5.1太阳常数175

8.5.2太阳能穿过大气层时的削弱175

8.5.3环境辐射176

8.5.4部分物体对太阳能的吸收比177

8.6本章小结177

参考文献179

第9章 辐射传热的计算182

9.1辐射传热的角系数182

9.1.1角系数的定义及计算假定182

9.1.2角系数的性质182

9.1.3角系数的计算方法184

9.2两表面封闭系统的辐射传热188

9.2.1封闭腔模型及两黑体表面组成的封闭腔188

9.2.2有效辐射188

9.2.3两个漫灰表面组成的封闭腔的辐射传热189

9.3多表面系统的辐射传热193

9.3.1两表面换热系统的辐射网络193

9.3.2多表面封闭系统网络法求解的实施步骤194

9.3.3三表面封闭系统的两种特殊情形194

9.3.4多表面封闭系统辐射传热计算的几点说明195

9.4气体辐射的计算200

9.4.1光谱辐射能在气体层中的定向传递200

9.4.2平均射线程长的计算201

9.4.3水蒸汽、二氧化碳发射率、吸收比的经验确定图线202

9.4.4气体与黑体包壳间的辐射传热计算205

9.5辐射传热的控制206

9.5.1控制物体表面间辐射传热的方法206

9.5.2遮热板的原理及其应用208

9.6综合传热问题分析210

9.6.1测定炉膛辐射热流密度简易方法的原理分析210

9.6.2遮热罩抽气式热电偶为什么能减少气体温度的测量误差211

9.6.3辐射传热系数213

9.7计算热辐射方法简述213

9.7.1区域法213

9.7.2热通量法213

9.7.3蒙特卡洛法214

9.7.4离散坐标法214

9.7.5谱方法214

9.8本章小结214

参考文献216

第10章 换热器概述及传热过程分析218

10.1换热器的分类及基本类型218

10.1.1换热器的分类218

10.1.2换热器的基本类型219

10.2各类换热器结构及特点220

10.2.1管壳式换热器221

10.2.2板式换热器226

10.2.3其他类型换热器230

10.3换热器的传热过程的计算及传热强化241

10.3.1换热器的传热过程的分析241

10.3.2换热器的传热过程的计算248

10.3.3换热器的热计算253

10.3.4换热器的污垢热阻255

10.4换热器传热过程的强化257

10.4.1强化传热的基本途径257

10.4.2对流换热强化的基本方法264

10.4.3凝结换热与沸腾换热的强化方法267

10.5本章小结268

参考文献268

第11章 炼厂能量综合利用及节能技术269

11.1换热网络基本概念269

11.1.1换热网络269

11.1.2夹点分析269

11.1.3热交换的基本概念270

11.2夹点技术基本原理271

11.2.1第一定律分析271

11.2.2T-H图与组合曲线272

11.2.3夹点在T-H图中的描述274

11.2.4最优传热温差△Tmin的确定275

11.2.5最小公用工程目标275

11.2.6夹点的意义278

11.3最大能量回收网络280

11.4常减压蒸馏工艺换热网络的优化与节能282

11.4.1常减压蒸馏工艺流程简介282

11.4.2换热网络的生成284

11.4.3夹点位置的确定287

11.4.4换热网络夹点分析291

11.4.5换热网络优化设计292

11.4.6网络优化节能效果298

11.5加氢精制工艺换热网络的优化与节能298

11.5.1加氢精制工艺流程简介298

11.5.2换热网络的生成299

11.5.3夹点位置的确定301

11.5.4换热网络夹点分析308

11.5.5换热网络夹点优化310

11.5.6网络优化节能效果313

11.6加氢脱硫工艺换热网络的优化与节能314

11.6.1加氢精制工艺流程简介314

11.6.2换热网络的生成315

11.6.3夹点位置的确定317

11.6.4换热网络夹点分析322

11.6.5换热网络夹点优化323

11.6.6网络优化节能效果330

11.7本章小结330

参考文献330

附录331