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出版者:第1版 (2004年9月1日)

作者:陈国邦

出品人:

页数:381 页

译者:

出版时间:2004年9月1日

价格:48.0

装帧:精装

isbn号码:9787030137029

丛书系列:

图书标签:

• 我的专业课
• 低温技术
• 绝热材料
• 传热学
• 热工学
• 节能技术
• 低温工程
• 绝热设计
• 传热分析
• 工程技术
• 低温绝热

《低温绝热与传热技术》内容概述 本书深入探讨了在极端低温环境下，如何有效控制和管理热量传递的综合性技术。全书围绕“低温绝热”和“传热技术”两大核心主题展开，旨在为从事低温设备设计、制造、运行及维护的工程师、科研人员提供一套全面、系统的理论指导和实践参考。 第一部分：低温绝热理论基础与材料 本部分首先从热力学和传热学的基本原理出发，详细阐述了在低温条件下，热量传递的特殊性与复杂性。重点分析了热传导、热对流和热辐射在极低温度下的行为特征，以及这些机制如何影响绝热效果。 低温传热机理分析： 热传导：在低温下，固体材料的晶格振动和电子自由运动是主要的导热机制。本书会深入剖析不同材料（如金属、非金属、复合材料）在极低温下的热导率变化规律，以及影响因素（如温度、密度、晶体结构）。特别会关注真空绝热层中的分子碰撞传热和辐射传热。 热对流：在低温流体（如液氦、液氮、液氢）中，热对流的特性与常温下存在显著差异。本书会介绍低温流体的黏度、密度、比热容等物性参数在极低温度下的演变，以及自然对流和强制对流的传热系数计算方法。 热辐射：低温物体之间的辐射传热虽然总量减小，但其相对重要性可能增加。本书会详细介绍低温下表面的发射率、吸收率、反射率等辐射特性，以及多层绝热材料（MLI）中层间辐射控制的原理。 低温绝热材料： 真空绝热：阐述真空技术在低温绝热中的关键作用，包括真空度的要求、真空维持技术。重点介绍真空夹层绝热（VIP）、真空管绝热等结构。 多层绝热（MLI）：这是低温应用中最重要的绝热方式之一。本书会详细介绍MLI的构成（反射层、间隔层）、设计原则、层数计算、层间漏热分析。还会探讨不同反射材料（如铝箔、镀铝聚酯膜）的性能，以及间隔材料（如玻璃纤维毡、聚酯网）的选择。 泡沫绝热材料：分析聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫、气凝胶等在低温下的性能表现，包括其较低的热导率、结构强度以及对冷桥的抑制作用。 纤维绝热材料：介绍玻璃纤维、陶瓷纤维等材料在低温下的应用，特别是其低导热性和耐温性。 低温工程塑料与橡胶：讨论聚四氟乙烯（PTFE）、聚醚醚酮（PEEK）、聚氨酯等在低温下的力学性能和热性能，以及其作为结构支撑或密封件时的适用性。 第二部分：低温传热技术与应用 本部分将视角转向具体的传热控制技术，以及这些技术在各类低温系统中的实际应用。 低温传热控制技术： 冷桥抑制与管理：详细分析低温设备中冷桥的形成原因、传热机理以及其带来的能量损失和冷凝问题。介绍有效的冷桥抑制策略，例如优化结构设计、采用低导热系数材料、设置多级绝热屏障等。 蒸发冷却与气化制冷：探讨利用低温流体蒸发带走热量的原理，包括单相和两相蒸发过程的传热计算。介绍其在延长低温储存时间、提高制冷效率方面的应用。 低温热管与相变材料（PCM）：介绍低温热管的工作原理、传热能力及适用性，以及低温相变材料在吸收或释放潜热方面的应用，用于温度稳定和峰值负荷管理。 低温泵与循环系统：分析低温流体的循环泵的选型、设计和运行，以及相关的管路系统传热损失的控制。 真空系统设计与维护：讨论低温设备中的真空系统，包括真空泵的选择、真空腔体的密封设计、真空度的监测与维持，以及真空破坏的防护措施。 低温传热技术在各领域的应用： 航天与航空航天：详细介绍火箭推进剂（如液氧、液氢）的储存、输运和加注过程中的绝热技术，以及航天器上低温推进系统、科学仪器的绝热设计。 超导技术：深入分析超导线圈、超导磁体、超导电子器件在极低温（如液氦温区）下的绝热要求，以及为维持超导状态所需的复杂制冷与绝热系统。 低温科学研究：介绍实验室中低温设备（如低温恒温器、冷却器）的绝热设计，以及如何通过精确控制传热来获得和维持所需的极低温度。 工业低温应用：探讨工业气体（如液氮、液氧）的生产、储存和运输中的绝热技术，以及冷链物流、食品冷冻等领域的低温应用。 低温医学与生物学：提及在生物样本（如细胞、组织、DNA）的超低温保存（如液氮冷冻）中，对绝热和温度控制的要求。 第三部分：设计、计算与实践 本部分侧重于将理论知识转化为实际工程应用，提供设计方法、计算工具和实践经验。 低温绝热与传热的仿真分析： 介绍使用有限元分析（FEA）、计算流体动力学（CFD）等数值模拟方法，对低温系统的传热过程进行预测和优化。 讲解建立模型、选择网格、定义边界条件、求解与后处理的关键步骤。 低温系统设计流程与规范： 梳理一套完整的低温系统设计流程，包括需求分析、方案设计、材料选择、结构设计、绝热计算、安全性评估等。 介绍与低温绝热和传热相关的国际和国内标准、规范。 工程案例分析与疑难解答： 通过多个具体的工程案例，展示不同类型低温设备的绝热设计思路、传热控制策略和实际应用效果。 针对低温工程中常见的疑难问题，如冷凝、结霜、热负荷预测不准、绝热层失效等，提供分析方法和解决建议。 实验测量与性能评估： 介绍低温下热导率、表面发射率、传热系数等关键参数的实验测量方法。 讲解如何对低温绝热层的隔热性能进行评估和验证。 本书内容结构清晰，逻辑严谨，既有深入的理论阐述，又有丰富的实践指导，力求全面、准确地反映低温绝热与传热技术领域的最新进展和关键技术。

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我原本以为这本书会是纯粹的理论探讨，但实际上，它更像是一份结合了历史经验和未来展望的综合报告。特别是关于“故障模式与效应分析”（FMEA）在绝热系统设计中的应用那一章，让我眼前一亮。作者没有将FMEA仅仅当作一个管理工具，而是将其深度融入了材料选择和结构设计流程中。例如，书中详细分析了在火箭发射过程中的瞬态热冲击对多层隔热箔（MLI）微观结构的影响，以及这种微结构损伤如何在轨道运行的漫长岁月中累积成热桥。这种将瞬态、长期、材料退化和系统可靠性紧密结合的分析视角，是很多偏重于稳态传热分析的书籍所缺乏的。它引导读者思考的不是“此刻温度是多少”，而是“五年后，这个系统还能否满足低温要求”。这种前瞻性的风险评估方法，对于任何需要长期运行低温设备的领域，都具有极高的指导价值。

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阅读《低温绝热与传热技术》的过程，与其说是学习，不如说是一场对工程美学的欣赏。我特别欣赏作者在论述复杂技术概念时所展现出的那种冷静的、近乎诗意的精确性。书中对多层隔热材料的热辐射控制部分，描述得极其精妙。它没有简单地罗列反射率数据，而是引入了一种动态评估体系，考虑了材料表面粗糙度、镀膜缺陷以及在长期低温循环载荷下的微观结构变化如何共同作用，改变了实际的辐射换热系数。我个人一直在关注下一代真空绝热板（VIP）的性能瓶颈，这本书恰好提供了多维度的分析框架，特别是关于气凝胶基体与反射层之间的界面粘结强度对整体热阻的长期影响，这部分内容极具前瞻性。很多同类书籍会倾向于使用过于简化的模型来处理辐射问题，但此书却坚持使用更贴近现实的复杂模型，并在保证可读性的前提下，清晰地阐述了各个参数间的耦合关系。读完这部分，我感觉自己对“完美绝热”的理解又提升了一个层次，不再局限于静态的参数指标，而是转向了对动态系统稳定性的追求。

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这本新近入手的《低温绝热与传热技术》，初看书名，我以为它会是一本晦涩难懂的专业教材，里面充斥着复杂的流体力学方程和材料科学的公式。然而，深入阅读后我发现，它更像是一本对现代工程挑战的深度剖析。书中并没有过多纠缠于教科书式的基础理论推导，而是将焦点放在了实际应用中的“痛点”——如何在大温差梯度下维持系统的热力学稳定。比如，它对深冷设备（如LNG储罐或超导磁体）的绝热层老化机制进行了极为细致的探讨，这部分内容远超我预期的技术深度。作者并未满足于描述“热量如何传递”，而是深入挖掘了“在极端环境下，现有绝热材料的长期性能衰减机理”，包括微裂纹的形成、真空度损失对热导率的连锁反应等。书中穿插的案例研究，例如航天器低温推进剂存储系统的热管理策略，其严谨的逻辑和对实际工况的模拟，让人不得不佩服作者在工程实践中的丰富经验。这本书的结构安排非常巧妙，它不是线性的知识堆砌，而是在解决了宏观热管理问题后，层层递进，深入到微观层面的界面热阻控制，这使得即便是对某一特定领域的专家，也能从中找到新的思考角度和优化方向。

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这本书的叙事风格非常具有“工程师的浪漫”——务实到极致，却又处处体现着对细节的执着。我最感兴趣的是关于传热系数的校准和不确定度分析章节。在许多工业应用中，测量本身就是一个巨大的挑战，特别是在接近零开尔文的温度区间，传感器的漂移和热漂移对测量结果的干扰极大。《低温绝热与传热技术》中专门开辟了一块来讨论如何设计更可靠的实验方案来排除环境噪声和自生热噪声，这一点对于从事研发工作的人来说是无价之宝。作者不仅指出了问题，还提供了几种基于贝叶斯方法的后处理技术来量化和修正这些系统误差。这种对“不确定性”的坦诚讨论，比那些只展示完美实验结果的书籍要可信赖得多。它教会了我，在处理低温系统时，接受和量化误差是走向可靠设计的第一步。整个章节的逻辑链条非常严密，从温度梯度测量到热流密度估算，每一步都有明确的数学依据和实际操作的警示。

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这本书的排版和图表设计也值得称赞，它们极大地提升了阅读体验。与那些图例模糊、公式排版拥挤的参考书不同，《低温绝热与传热技术》中的插图清晰、信息密度适中。我特别喜欢那些对比展示不同绝热策略有效性的曲线图。例如，书中用几张图清晰地展示了诸如真空粉末绝热（VPI）与低温泡沫绝热在不同密度和使用寿命下的性价比权衡。这些图表不是孤立存在的，它们与文字的衔接极为流畅，常常一句总结性的文字就能完美解释复杂的图形信息。此外，书中对各种非传统低温绝热材料的综述部分，也展现了作者广阔的视野，它不仅仅局限于现有的商业化产品，还触及了对纳米结构材料在低温屏障中的潜力评估。总的来说，这本书成功地在保持学术严谨性的同时，做到了对工程实践者的友好，使得复杂的低温热力学问题变得可以触摸、可以量化、可以解决。

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……大明老师我对不起你……

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差点给卖了...上交的材料实验室的..还好他取消订单了...忽然发现我需要用...

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