强制湍流传热技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:山东大学出版社

作者:安丰宝

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1900-01-01

价格:22.6

装帧:

isbn号码:9787560726472

丛书系列:

图书标签:

• 湍流传热
• 强制对流
• 传热强化
• 流体流动
• 热交换器
• 数值模拟
• 实验研究
• 工程应用
• 传热系数
• 边界层

《热液学：地下深处能量的奥秘》 本书深入探索地球深处蕴藏的强大热能，揭示了热液系统独特的形成机制、演化过程及其在全球地质和生态系统中的关键作用。我们不只是关注地表的热水泉或火山活动，而是将视角投向地幔深处，那里持续不断的放射性衰变和残余的形成热，为地球内部提供了源源不绝的能量。 第一部分：深层热源的驱动 地幔的放射性衰变： 详述铀、钍、钾等放射性元素在地幔中的丰度分布，以及它们通过α、β、γ衰变释放的巨大能量。我们将量化这些衰变过程对地幔温度的影响，以及它们如何在漫长地质时期维持地幔的高温状态。 地球形成时期的残余热： 回顾地球形成初期，行星吸积过程中产生的巨大热量，以及这部分热量如何被缓慢释放，并持续至今。本书将提供精确的数值模型，估算这部分残余热对当前地幔温度的贡献。 地核的能量输入： 分析地核中缓慢的冷却过程，以及其释放的潜热对地幔底部温度梯度的影响。我们将探讨地核与地幔之间的热交换机制，以及这种相互作用如何影响地幔对流。 第二部分：热液系统的物质循环 地下水的赋存与流动： 详细解析地下水如何在岩石圈中以裂隙水、孔隙水等形式存在。我们将介绍地下水渗透、循环的动力学原理，包括重力驱动、压力梯度驱动以及岩石孔隙度和渗透率对水流路径的影响。 岩石与水的相互作用（水-岩反应）： 深入剖析地下水与围岩之间的化学反应。这些反应不仅改变水的成分，溶解和沉淀矿物，还会释放或吸收热量，显著影响局部温度分布。我们将重点介绍硅酸盐矿物的水解、碳酸盐的溶解等关键反应，以及它们在不同温度和压力下的动力学特征。 溶解与输运： 探讨高温高压条件下，水对地壳物质的溶解能力。我们将分析在热液体系中，溶解的硅、金属离子、气体等如何被携带和输运。重点关注溶解度随温度和压力的变化规律，以及其对矿床形成的影响。 矿物的沉淀与蚀变： 阐述溶解物质在地温降低或压力改变时如何沉淀形成新的矿物。本书将详细介绍热液矿物沉淀的动力学过程，以及岩石因水-岩反应而发生的蚀变现象，如绿泥石化、绿帘石化等。 第三部分：地质体内的能量传递 传导： 分析热量通过岩石固体的直接传递方式。我们将介绍热传导的傅里叶定律，并探讨不同岩石类型（如花岗岩、玄武岩、沉积岩）的热导率差异，以及岩石微观结构（如颗粒大小、孔隙度、含水量）对传导效率的影响。 对流（地下水与岩浆）： 重点阐述含水介质（地下水）和熔融岩石（岩浆）的对流运动。我们将详述 Rayleigh 数在判断对流是否发生中的作用，并分析地下水对流如何将地热能从深部带至浅部，形成地热异常。对于岩浆对流，我们将探讨其对地壳热状态的剧烈影响。 相变与潜热： 讨论地下水中水的相变（如蒸发、凝结）以及岩石熔融、结晶等过程中伴随的潜热释放与吸收。这些过程在局部区域能产生显著的温度变化，是热液活动的重要驱动力。 第四部分：地质现象的体现 地热田的形成与演化： 解释地热田是如何在地热储层中形成的，以及地下热水的流动和能量耗散过程。我们将介绍不同类型地热田（如干蒸汽、闪蒸、热泉）的成因，以及它们的长期稳定性。 火山活动的触发： 探讨地下热液系统与岩浆房之间的相互作用。我们将分析热液流体对岩浆房稳定性的影响，以及热液活动如何作为火山喷发的前兆。 矿产资源的形成： 深入解析热液活动在多种矿产（如铜、金、银、铅、锌、钨、锡等）形成过程中的核心作用。我们将介绍热液矿床的类型、空间分布规律，以及形成所需的关键地质条件。 地下水系统与气候反馈： 探讨深层地下水循环对区域乃至全球气候的潜在影响。我们将分析地热通量变化、地下水化学演变在地球气候系统中的作用。 第五部分：研究方法与展望 地球物理探测技术： 介绍地震学、重力学、电磁学等方法在探测地下结构、温度异常以及流体分布中的应用。 地球化学分析： 阐述同位素分析、微量元素分析等技术如何揭示热液流体的来源、演化过程以及与围岩的相互作用。 数值模拟与建模： 讨论利用计算机模型模拟热液系统的多物理场耦合过程，预测地热资源潜力以及评估地质灾害风险。 新能源与资源潜力： 展望利用地球内部热能的可行性，包括地热发电、地热供暖等可持续能源开发。同时，探讨热液系统作为潜在的金属矿产资源宝库。 《热液学：地下深处能量的奥秘》旨在为地质学、地球物理学、地球化学、环境科学以及能源科学等领域的专业人士和研究者提供一本全面而深入的参考书籍。通过对地球内部热动力学过程的细致描绘，本书将揭示一个隐藏在我们脚下、充满活力且至关重要的地下世界。

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阅读过程中，我最大的感受是作者对细节的极致追求。书中对于各种实验装置的描述细致入微，从测量仪器的选型到边界条件的设置，都给出了非常实用的参考意见，这对于想要自行搭建实验平台进行相关研究的人来说，无疑是宝贵的财富。我特别留意了关于非牛顿流体在复杂几何结构中流动特性的章节，作者引入了多个经典的案例分析，通过对比不同参数下的流场分布，深刻揭示了黏滞性和惯性力相互作用的微妙平衡。更让我印象深刻的是，作者没有停留在宏观现象的描述，而是深入探讨了微观尺度的涡旋结构演化规律，引用了最新的DNS（直接数值模拟）结果来佐证其理论模型，这种理论与前沿模拟技术的结合，使得整本书的深度和广度都得到了极大的提升。尽管内容偏向专业，但作者在行文间穿插的一些历史典故和学术趣闻，使得阅读过程不至于枯燥乏味，反而增添了几分人文色彩。

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坦率地说，这本书的难度不低，但正是这种挑战性，才体现了其价值所在。书中对于湍流边界层的分离与再附着现象的分析尤为精彩，作者引入了非线性动力学的视角来解释这些复杂流动的突变特性。我花了好大力气才完全理解其中关于“有限时间奇点”在某些特定流动控制中的应用部分，这部分内容对理解高超音速飞行器周围的气动热问题至关重要。值得一提的是，书中对不同时间尺度的分析极为到位，将宏观平均量和瞬时脉动的关联性描述得非常清晰，这对于进行精确的热物理计算是不可或缺的。虽然某些复杂的张量分析需要读者具备扎实的数学功底，但作者总是会附带简明的物理图像解释，确保读者不会因为数学障碍而停滞不前，这种兼顾严谨性与可读性的平衡做得非常好。

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这本书的结构安排堪称教科书级别的典范。它摒弃了传统教材那种平铺直叙的模式，而是构建了一个从基础物理原理到尖端应用技术的完整知识体系框架。例如，在讨论强化换热机制时，作者没有直接抛出公式，而是先用一个实际的工业换热器失效案例作为引子，激发读者的兴趣，随后才系统地剖析了影响传热效率的关键参数——壁面粗糙度和流体扰动频率。章节之间的过渡极为平滑，前一章的结论往往是下一章深入探讨的起点，这种高度的内在一致性，使得读者在知识构建上不会出现断层。我个人认为，对于研究生阶段的学生来说，这本书可以作为一本核心参考书，因为它不仅提供了解决问题的工具箱，更重要的是培养了读者独立思考和构建物理模型的能力。书中许多关于优化设计策略的讨论，都直接指向了当前工业界面临的能效瓶颈问题，具有很强的现实指导意义。

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这本书的装帧设计非常吸引人，封面采用了深邃的蓝色调，配以抽象的流体动力学图形，给人一种既专业又充满活力的感觉。初次翻开，扑面而来的是一种严谨的学术气息，但文字的组织却异常清晰流畅，即便是初涉该领域的读者，也能很快抓住核心概念。作者在引言部分就清晰地阐述了研究背景和重要性，让人对后续内容的价值深信不疑。特别是关于实验数据的可视化处理，书中展现了许多高质量的图表，这些图表不仅直观地展示了复杂的现象，还配有详尽的文字解读，极大地降低了理解门槛。我特别欣赏作者在理论推导部分所采用的循序渐进的方式，从基础的纳维-斯托克斯方程出发，逐步引入湍流模型，每一步的逻辑衔接都非常自然，让人感觉思路始终被牢牢地牵引着。对于那些希望将理论知识与实际工程问题相结合的读者来说，这本书提供了一个极佳的平台，它不仅告诉你“是什么”，更重要的是告诉你“为什么”和“如何做”。

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我非常欣赏作者在探讨工程应用时所持有的批判性思维。书中在介绍了几种主流的强化传热技术后，并没有盲目推崇，而是客观地分析了每种技术在不同工况下的局限性与潜在的副作用，比如某些主动流动控制方法可能带来的额外能耗问题。这种成熟的、不带偏见的学术态度，在工程技术类书籍中是难能可贵的。特别是书中关于“智能”传热表面的探讨，虽然目前尚处于前沿研究阶段，但作者对未来技术发展趋势的预测和展望，极具启发性，让人对该领域未来的突破方向有了更宏大的构想。这本书不仅是一本知识的载体，更像是一位经验丰富的导师，在引导我们探索一个复杂领域时，不断提醒我们要保持审慎和创新精神。它不仅仅教会了我们如何解决已有的问题，更重要的是，它教会了我们如何发现和定义新的问题。

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