При составлении учебника автор использовал свой двадцатилетний опыт преподавания курса «Теплопередача» и научной работы на одноименной кафедре Московского высшего технического училища им. Баумана.
В книге рассмотрены физические основы переноса теплоты и методы расчета процессов тепло- и массообмена.
Изложен метод обобщенных координат (теория подобия), основные положения которого разработаны учеными нашей страны.
Приведены методы численного решения дифференциальных уравнений теплопроводности.
Должное внимание уделено методу расчета теплообмена между твердым телом и жидкостью с помощью теории пограничного слоя.
В последнее время, используя теорию пограничного слоя и электронно-вычислительные машины, удалось решить много важных задач теплообмена и в том числе о переносе теплоты в турбулентном пограничном слое. В дальнейшем, по-видимому, методы расчета теплообмена с применением электронно-вычислительных машин будут развиваться и, следовательно, при подготовке инженеров на них следует обратить особое внимание. Автор старался изложить эти методы как можно полнее.
Бурное развитие самолетной и ракетной техники стимулировало интенсивные исследования процессов тепло- и массообмена при больших и особенно при сверхзвуковых скоростях полета. Исследовать и рассчитывать такие процессы трудно, так как они осложнены влиянием существенного нагрева от трения, химических реакций, диссоциации и т. д. Поэтому этим процессам уделено большое внимание.
В книге не приводятся задачи и числовые примеры, так как ранее коллективом кафедры под редакцией автора было написано учебное пособие «Сборник задач по технической термодинамике и теплопередаче», второе издание которого вышло в свет в 1968 г. [97].
В книге используются труды крупных отечественных и иностран-_, ных ученых М. В. Кирпичева, М. А. Михеева, А. А. Гухмана, А. В. Лыкова, А. А. Дородницына, С. С. Кутателадзе, Г. Н. Кружилина, Л. Прандтля, Г. Кармана, Г. Шлихтинга, Э. Р. Эккерта, Ван Дрийста и многих других.
Автор будет благодарен за все замечания и пожелания, направленные на улучшение книги.
Автор
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
3
Глава I. Основные законы переноса теплоты ........... 4
§ 1. Теплопроводность.................... 5
§ 2. Теплоотдача и теплопередача ............. 7
§ 3. Теплообмен излучением ......... ....... 9
§ 4. Коэффициент вязкости................. 9
§ 5. Коэффициент теплопроводности............. 11
§ 6. Коэффициент теплоотдачи................ 14
Глава II. Основные дифференциальные уравнения теплообмена . . 15
§ 1. Уравнение сплошности.................. 15
§ 2. Уравнение движения.................. 17
§ 3. Уравнение механической энергии ............ 22
§ 4. Уравнение энергии .................. 24
§ 5. Краевые условия................... 29
Глава III. Метод обобщенных переменных..........• • • 31
§ 1. Содержание метода................... 32
§ 2. Обобщенные переменные ................ 33
§ 3. Обобщенные уравнения................. 38
§ 4. Моделирование.................... 46
§ 5. Анализ размерностей.................. 49
Глава IV. Теплопроводность при стационарном режиме...... 53
§ 1. Теплопроводность в телах с одномерным полем температуры 53 §. 2. Теплопроводность в теле с внутренними источниками теплоты.......................... 59
§ 3. Теплопроводность в теле с двумерным полем температуры, 64
§4. Теплопроводность в ребре постоянного поперечного сечения 70
Глава V. Теплопроводность при нестационарном режиме...... 73
§ 1. Общее решение уравнения одномерной теплопроводности 73
§ 2. Теплопроводность неограниченной плоской стенки ... 75
§ 3. Теплопроводность в неограниченных телах....... 93
§ 4. Теплопроводность в полуограничейном теле с одномерным
полем температуры (одномерная задача)........ 95
§ 5. Теплопроводность тела ограниченных размеров..... 98
Глава VI. Приближенные методы решения задач теплопроводности . 102
§ 1. Численные методы решения задач теплопроводности при
стационарном режиме................. 102
§ 2. Численные методы решения задач теплопроводности при
нестационарном режиме................. 109
§ 3. Решение задачи теплопроводности методом аналогий . . . 112
Глава VII. Исследование теплоотдачи методами теории пограничного
слоя........................... • П7
§ 1. Уравнения динамического пограничного слоя...... 120
§ 2. Интегральное уравнение динамического пограничного слоя 126
§ 3. Уравнение энергии для пограничного слоя....... 136
§ 4. Интегральное уравнение энергии для пограничного слоя 139
§ 5. Трение и теплоотдача в ламинарном пограничном слое 140
§ b. Турбулентный пограничный слой............. 144
§ 7. Уравнения турбулентного пограничного слоя . ..... 149
§ 8. Трение и теплоотдача в турбулентном пограничном слое . . 158 § 9. Исследование пограничного слоя с помощью полуэмпирической теории турбулентности .............. 166
§ 10. Гидродинамическое сопротивление и теплоотдача в трубах 167
Глава VIII. Теплоотдача в передней критической точке ......175
§ 1. Теплоотдача в окрестности критической точки при взаимодействии плоского ламинарного потока с пластиной, расположенной нормально к его направлению........176
§ 2. Теплоотдача в окрестности критической точки при взаимодействии осесимметричного, ламинарного потока с пластиной, расположенной нормально к его направлению .... 180
§ 3. Теплоотдача в окрестности критической точки при взаимодействии плоской турбулентной струи с пластиной, расположенной нормально к направлению скорости потока . . . 182
§ 4. Теплоотдача в окрестности критической точки при взаимодействии осесимметричной турбулентной .струи с пластиной, расположенной нормально к направлению скорости потока............,......... .190
Глава IX. Теплоотдача при свободной конвекции . . ......193
§ 1. Уравнения пограничного слоя.............. 194
§ 2. Интегральные уравнения пограничного слоя....... 196
§ 3. Теплоотдача при свободной конвекции в неограниченном пространстве ................... 198
§ 4. Теплоотдача при свободной конвекции в ограниченном
пространстве..................... 200
Глава X. Теплоотдача при вынужденной конвекции....... 204
§ 1. Теплоотдача при вынужденном движении жидкости в трубах..........................205
§ 2. Теплоотдача при поперечном обтекании труб.......210
§ 3. Теплоотдача в жидких металлах............217
Глава XI. Теплоотдача при больших скоростях .........219
§ 1. Дифференциальные уравнения сжимаемого ламинарного
пограничного слоя...................224
§ 2. Некоторые результаты решения дифференциальных уравнений сжимаемого ламинарного пограничного слоя .... 231
§ 3. Решение интегральных уравнений ламинарного сжимаемого
пограничного слоя...................234
§ 4. Упрощенный метод определения коэффициентов трения С/ и теплоотдачи а в ламинарном пограничном слое с учетом сжимаемости и переменности физических констант газа . . 237
§ 5. Дифференциальные и интегральные уравнения сжимаемого турбулентного пограничного слоя........." . 241
§ 6. Упрощенный метод определения коэффициентов трения Cf
и теплоотдачи а в турбулентном слое с учетом сжимаемости 262
§ 7. Тепло- и массообмен с химическими реакциями в диссоциированном газе....................263
§ 8. Теплоотдача в передней критической точке........276
§ 9. Теплоотдача в разреженных газах...........279
§ 10. Аэродинамическое нагревание........... . . 289
§11. Теплоотдача в трубах и соплах.............291
Глава XII. Теплоотдача при конденсации и кипении жидкости . . 294
§ 1. Теплоотдача при конденсации пара ........... —
§ 2. Теплоотдача при кипении жидкости..........302
§ 3. Критическая плотность теплового потока . . '......314
Глава XIII. Теплообмен излучением
318
§ 1. Определения и понятия..................—
§ 2. Законы теплового излучения.............¦ . 325
§ 3. Теплообмен излучением между параллельными пластинами,
разделенными прозрачной.средой •.............329
§ 4. Теплообмен излучением в поглощающей среде......332
§ 5. Теплообмен излучением в реальных газах и парах .... 338
Глава XIV. Теплообменные аппараты............ . . 347
§ 1. Классификация теплообменных аппаратов........ —
§ 2. Схема теплового расчета теплообменного аппарата .... —
Литература.............................• 3^3
Цена: 300руб.
