Convective Heat and Mass Transfer in Rotating Disk Systems pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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作者:Shevchuk, Igor V.

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页数:264

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价格:1126.00元

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isbn号码:9783642007170

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• Convective Heat Transfer
• Mass Transfer
• Rotating Disk
• Fluid Dynamics
• Heat Transfer
• Boundary Layer
• Numerical Analysis
• Turbulence
• Engineering
• Fluid Mechanics

《传热传质工程进展》 本书深入探讨了传热传质工程领域的前沿理论与应用。全书分为十五章，系统性地梳理了该领域近年来的发展脉络，并着重介绍了若干具有代表性的关键技术和研究方向。 第一部分：基础理论与数值方法 第一章：流体动力学与热传递基础回顾： 本章简要回顾了不可压缩和可压缩流体的流动特性，以及导热、对流和辐射传热的基本物理原理。重点梳理了能量守恒、质量守恒和动量守恒方程在不同介质和边界条件下的形式。 第二章：传质机理与边界层理论： 详细阐述了扩散、对流扩散以及相变传质的基本机理。深入探讨了传质过程中的边界层概念，包括浓度边界层的形成与发展，以及其对传质速率的影响。 第三章：数值传热传质方法： 详细介绍了求解传热传质问题的常用数值方法，包括有限差分法、有限体积法和有限元法。着重分析了这些方法的离散化技术、收敛性与稳定性判据，并结合实例展示了其在复杂几何和流动条件下的应用。 第四章：湍流模型与数值模拟： 针对湍流流动中的传热传质问题，本章系统介绍了各类湍流模型，包括雷诺平均（RANS）模型（如Spalart-Allmaras、k-ε、k-ω等）和更高级的涡模拟（LES）方法。讨论了不同模型的适用性、精度以及在工程实践中的选择策略。 第二部分：新兴领域与关键技术 第五章：微尺度与纳尺度传热传质： 聚焦微通道、微换热器等微纳尺度器件中的传热传质现象。探讨了表面效应、气体分子动理论等在微尺度下的重要性，以及微纳尺度换热器的设计与优化。 第六章：多相流传热传质： 深入分析了气液、气固、液液、固固等多种多相流体系中的传热传质过程。重点关注了沸腾、冷凝、颗粒悬浮、相变材料（PCM）等关键现象，以及多相流耦合模拟的挑战与进展。 第七章：辐射传热与耦合效应： 详细讨论了不同介质（如灰体、选择性辐射体）的辐射特性，以及辐射传热在高温环境、真空环境和复杂工况下的重要性。同时，探讨了辐射与对流、导热之间的耦合计算方法。 第八章：生物与化学反应中的传热传质： 关注传热传质在生物工程、催化反应器、化学分离过程等领域的应用。探讨了反应动力学与传热传质耦合作用，以及生物膜传质、细胞热效应等特殊问题。 第三部分：工程应用与前沿探索 第九章：高效换热器设计与优化： 结合传热传质理论，系统阐述了管壳式、板翅式、旋转式等各类高效换热器的设计原则、性能评估与优化策略。重点关注了强化传热技术和节能设计。 第十章：电子设备热管理技术： 深入研究了集成电路、高性能计算等电子设备中的热量产生与传递问题。介绍了风冷、液冷、热管、相变材料等多种热管理方案，以及热仿真与优化在电子设备设计中的应用。 第十一章：新能源技术中的传热传质： 探讨了太阳能集热、地热能利用、生物质能源转化、燃料电池等新能源技术中涉及的传热传质过程。关注能量的高效收集、储存和转化。 第十二章：先进制造过程中的传热传质： 分析了金属熔炼、焊接、热处理、3D打印等先进制造过程中复杂的传热传质现象。强调了温度控制和材料性能调控对产品质量的影响。 第十三章：环境工程与可持续发展： 关注传热传质在空气净化、水处理、污染物扩散模拟、温室效应模型等环境工程领域的应用。探讨了节能减排和资源循环利用方面的技术挑战。 第十四章：计算流体动力学（CFD）软件的应用实践： 结合实际案例，演示了如何运用主流CFD软件（如ANSYS Fluent, COMSOL Multiphysics等）进行传热传质问题的数值模拟和工程分析。包括模型建立、网格划分、求解器设置、结果后处理等关键步骤。 第十五章：未来发展趋势与研究展望： 对传热传质工程领域的未来发展趋势进行了预测，包括人工智能在传热传质预测与优化中的应用、多物理场耦合模拟的进一步深化、以及在航空航天、生物医学等新兴领域的潜在突破。 本书内容丰富，逻辑清晰，既有理论深度，又不乏工程实用性，适合从事传热传质研究的学者、工程师以及相关专业的研究生阅读。

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本书最大的优势，或许在于其详尽的参考文献列表。它几乎像是一张通往旋转系统研究历史的索引图谱。作者在论述每一个核心概念时，都会明确指出其最早的理论来源、关键的实验验证工作，以及近年来在某些特定分支（如磁流体动力学在旋转系统中的应用）上的最新进展。这种对学术脉络的尊重和清晰梳理，使得读者在掌握当前知识点的同时，也能有效地追溯到源头，了解理论的演变过程。对于我这样需要进行文献综述的研究人员来说，这本书的尾部参考部分本身就是一份宝贵的资源库。它不仅告诉我“是什么”，更重要的是告诉我“谁在什么时候发现了它，以及它是如何被现在的知识体系所吸收的”。不过，这也带来了一个副作用：由于覆盖的研究范围极广，作者在某些前沿领域，如湍流模型的具体细节，不得不采取高度概括的论述方式，深度往往不如那些专门针对单一湍流模型的书籍来得透彻。它更像是一位博学的全科医生，对所有系统了如指掌，但在某个特定器官的疑难杂症上，可能需要转诊给更专注的专科医生。

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这部著作的封面设计散发着一种古典的、略显沉闷的气息，仿佛它不是一本关于现代流体力学与热力学前沿的教材，而是一本尘封已久、等待被严肃学者发掘的经典文献。初翻阅时，我被其详尽的数学推导和对基本原理的执着所震撼。作者似乎对任何需要近似处理的环节都抱有近乎偏执的审慎态度，力求将每一个物理现象的数学模型构建得无懈可击。这使得前半部分的章节，尤其是那些涉及到边界层理论和相似解法的论述，读起来需要极大的耐心和扎实的分析基础。我记得在攻读一个关于旋转圆柱腔内自然对流的章节时，那些复杂的纳维-斯托克斯方程的简化过程，被分解得如同精密的钟表构造图，每一个变量的替换、每一个无量纲数的引入，都有着清晰的逻辑脉络。对于渴望深入理解物理机制而非仅仅停留在应用层面的人来说，这种严谨性是无价之宝，它强迫你从最底层的物理假设出发，重新审视那些在其他教科书中被一笔带过的结论。然而，这种深度也带来了相应的阅读门槛，它要求读者具备相当高的数学素养，否则很容易在汗牛充栋的公式海洋中迷失方向，错失了作者试图传达的核心洞察。我曾向几位初级研究生推荐此书，他们大多反映，在没有导师的引导下，直接进入此书的理论核心部分，如同试图徒手攀登一座陡峭的花岗岩壁。

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让我印象最深刻的是作者对“旋转”这一核心参数的独特解读。许多教科书在处理旋转系统时，往往将其视为一个修正因子或一个小扰动项，但在本书中，“旋转”本身被提升到了一个本体论的高度，成为定义整个物理场的关键变量。作者极其细致地分析了科里奥利力和离心力在动量和能量方程中扮演的角色，特别是它们如何耦合形成那些反直觉的流动结构，比如在高速旋转下的二次流（secondary flows）和分离现象。这种对物理本质的深挖，使得我对许多过去习以为常的流场现象产生了全新的认识。举个例子，关于旋转盘片边缘的传热增强机制，作者不仅提供了经典的轴向和径向温度梯度分析，还引入了基于涡量输运的观点来解释这种增强的非线性。这种多角度、多尺度（从宏观的平均场到微观的湍流涡旋结构）的分析方法，体现了作者深厚的学术功底和广博的视野。它迫使读者跳出简单的对流、传导、辐射的常规分类，去关注系统中能量和物质如何被“编织”进旋转的框架之中。

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本书的编排结构，坦率地说，更像是一部详尽的研究报告汇编，而非传统意义上层层递进的教学读物。它的章节划分似乎更多地是基于研究热点或特定课题的划分，而非教学逻辑的自然延伸。例如，关于非牛顿流体在旋转系统中的传热行为，这部分内容被放置在一个相对靠后的位置，但其复杂性却远超前面介绍的经典牛顿流体案例。这种结构上的不连贯性，使得我在试图建立一个全局性的知识体系时，感到有些吃力。我不得不频繁地在不同章节间跳转，试图将零散的知识点串联起来，以理解旋转效应对能量和质量传递的整体影响。书中对数值模拟方法的提及相对较少，似乎更偏向于解析解法的探索和实验数据的分析与对比。这在当前以CFD（计算流体力学）为主导的研究趋势下，显得有些时代感。尽管解析方法的洞察力无可替代，但对于需要快速验证复杂几何体或非标准边界条件的工程师而言，书中提供的工具箱似乎不够“即插即用”。这本书更像是为那些致力于发展新模型或深入验证现有模型稳定性的理论物理学家准备的，它提供了坚实的理论基石，但缺乏现代计算方法的桥梁。

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装帧和排版方面，该书显然是为学术交流和长期参考而设计的，而非轻松阅读。字体选择偏小，行距略显局促，使得长时间阅读后眼睛非常疲劳。图表的质量参差不齐，一些早期的实验数据图表分辨率较低，曲线的描边显得模糊不清，虽然这可能是年代久远的研究资料所致，但在一个现代出版的专业书籍中，仍然让人感到一丝遗憾。更令人不解的是，插图中对关键物理量的标注有时不够清晰，经常需要结合正文进行反向推导才能确定某个箭头代表的是什么方向的速度分量，或者哪个阴影区域代表的是高温区。这种对细节排版的疏忽，无疑增加了读者理解图示的认知负荷。总而言之，这是一本“重内容、轻体验”的书籍。它的价值在于其内在的知识密度，而非外在的阅读友好度。我感觉自己像是在用一把非常锋利但手柄粗糙的刀具，努力切割一块坚硬的钻石——过程充满挑战，但最终的产出物却具有极高的内在价值。

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