Heat Exchanger Engineering Techniques pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Amer Society of Mechanical

作者:Nee, Michael J.

出品人:

页数:324

译者:

出版时间:2003-1

价格:$ 149.16

装帧:HRD

isbn号码:9780791801673

丛书系列:

图书标签:

Heat Exchanger
Heat Transfer
Engineering
Thermal Engineering
Process Design
Chemical Engineering
Mechanical Engineering
HVAC
Energy Efficiency
Fluid Mechanics

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具体描述

Alive with real-world experience, Heat Exchanger Engineering Techniques provides guidance for engineers and other technical professionals who select, build, assemble, ship, and install heat transfer equipment for process, power, industry, air conditioning, and cooling electronics. Most professionals select heat exchangers that are thermally correct. After installation, however, they frequently find that the geometry and construction is unsuitable for reasons other than thermal. Demonstrating that better construction choices avoid the majority of field problems, Michael J. Nee details several hundred cases that illustrate how you can avoid problems by considering the application before placing the order, by noting trouble-causing conditions, and by being aware of common oversights. Drawing on his experiences with both users and suppliers of equipment. the author traces many failures to the omission of a requirement from the specifications or the overlooking of first principles. He notes that field problems differ substantially by industry and that operating conditions often change in the air conditioning and electronic industries. Whatever the existing system, new tenants may have different cooling requirements, or they may need to upgrade the electronics. In any industry, the problem may not be the exchanger, but the mating equipment. Heat Exchanger Engineering Techniques documents several hundred actual problems and provides workable corrections. In addition to discussing difficulties faced by manufacturers who select equipment and make recommendations, it also addresses users who inherit long-term system problems that require different skills and far more time to solve. For bothaudiences, this unique book supplies data to improve the performance of exchangers and facilities, while minimizing outages and costs.

《先进热力学与流体动力学：原理、模型与应用》内容简介本书旨在为工程专业学生、研究人员以及致力于热力学与流体动力学领域应用的工程师，提供一套全面而深入的理论基础与前沿技术指南。本书聚焦于宏观与微观层面的能量传递、流体行为及其相互作用，内容涵盖了从经典热力学定律的严格推导到复杂非平衡态流动的先进数值模拟方法。第一部分：热力学基础与平衡态分析本部分将热力学提升至一个更具批判性和应用性的深度。我们首先回顾了热力学三大定律，但重点转向了其在复杂系统中的严格应用，特别是熵生成最小化原理在过程优化中的作用。统计力学视角下的热力学：深入探讨了玻尔兹曼分布、配分函数以及它们如何桥接微观分子运动与宏观热力学性质（如内能、焓和自由能）。讨论了理想气体模型在真实气体（如范德华气体和雷德利克-夸克气体）修正下的局限性与适用范围。相平衡与化学热力学：详尽分析了吉布斯相律在多组分、多相系统中的应用。重点讲解了化学势的定义、活度系数模型的演进（如NRTL, UNIQUAC），以及在非理想溶液中预测汽液平衡（VLE）和液液平衡（LLE）的现代方法。特别关注了高压下的反应平衡计算及其在化学反应器设计中的重要性。热力学过程的可逆性与不可逆性：对热力学过程的分析不再停留在简单的能量守恒层面。本章强调了不可逆性的量化——熵生成。讨论了梯度驱动的（如扩散、热传导）和力驱动的（如摩擦）过程中的熵产生速率计算，为后续的系统优化奠定理论基础。第二部分：流体力学：从控制方程到复杂流动本部分构建了流体运动的数学框架，并探讨了如何在实际工程问题中求解这些方程。纳维-斯托克斯方程的严格推导与简化：详细推导了牛顿流体和非牛顿流体的连续性方程、动量方程和能量方程。重点讨论了在不同物理尺度下（如边界层、微尺度通道）对方程的合理简化，例如普朗特边界层方程的建立及其求解方法。湍流理论与建模：湍流是现代流体力学中的核心挑战。本书系统梳理了湍流的统计特性（雷诺应力、湍流脉动），并深入比较了主流的湍流模型：雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）模型（如$k-epsilon, k-omega$ SST模型的适用性边界）、大涡模拟（LES）的滤波技术以及直接数值模拟（DNS）的计算需求。对模型选择的物理依据和工程准确性进行了详尽的对比分析。可压缩流动的物理现象：涵盖了从亚音速到超音速流动的物理过程。详细分析了激波的形成、传播和强度（使用罗伊公式和正态斜激波关系），以及在喷管和扩散器设计中对等熵流动的应用。特别讨论了跨音速流动中复杂现象如喉道堵塞和马赫数的确定。第三部分：先进的能量与质量传递机制本部分超越了傅里叶定律和牛顿冷却定律的基础范畴，深入探讨了复杂介质中的传递现象。辐射传热的精确计算：重点阐述了黑体、灰体和实际表面的辐射特性（吸收率、发射率、反射率）。详细介绍了表面间辐射交换的几何因子（视图因子）的计算方法，以及在复杂几何体和非等温介质中，如何使用蒙特卡洛法或离散坐标法（DOM）来求解辐射能量平衡方程。对流换热的边界层分析：结合第二部分的流体力学基础，深入分析了层流和湍流边界层内的能量传递。详细探讨了充分发展段和入口段的热边界层发展，并介绍了利用相似解法（如皮斯勒-希斯勒法）求解非恒定边界条件下的瞬态对流问题。多孔介质中的传递现象：这是一个日益重要的研究方向。本书阐述了多孔介质内流动的达西定律的适用范围，以及如何将传导、对流和辐射耦合起来分析渗透性介质中的混合传热问题，例如在催化剂床层或土壤干燥过程中的应用。第四部分：计算方法与工程实践本部分将理论知识与现代工程计算工具相结合，提供解决实际问题的工具箱。计算流体力学（CFD）的数值基础：详细介绍了求解纳维-斯托克斯方程的有限体积法（FVM）核心算法，如SIMPLE、PISO算法的迭代策略。讨论了网格生成（结构化、非结构化网格）对计算精度和稳定性的影响，以及湍流模型与数值离散方案的耦合效应。瞬态分析与耦合求解：探讨了瞬态问题的数值处理，特别是时间步进策略（显式与隐式）。重点讨论了流固耦合（FSI）和热固耦合（TSL）问题的求解策略，以及如何通过子迭代或完全耦合方案来处理强相互作用系统。实验技术与数据验证：强调了计算结果必须通过实验验证。系统介绍了先进的流场测量技术，如粒子图像测速（PIV）、激光多普勒测速（LDV）以及红外热成像技术在获取高精度速度场和温度场数据方面的应用，并教授如何进行误差分析与模型校准。本书的深度和广度，使其成为理解和掌握现代热力学与流体力学复杂交互的权威参考书。它不仅仅是知识的传授，更是对工程思维模式的培养，引导读者从基本原理出发，建立起解决复杂、多物理场耦合问题的能力。