Fluid Flow, Heat Transfer and Boiling in Micro-Channels pdf epub mobi txt 電子書下載在線閱讀 2026

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出版者:

作者:Hetsroni, G.

出品人:

頁數:481

译者:

出版時間:

價格:$ 236.17

裝幀:

isbn號碼:9783540787549

叢書系列:

圖書標籤:

Microchannel
Fluid Flow
Heat Transfer
Boiling
Two-Phase Flow
Microfluidics
Thermal Management
Miniaturization
Convective Heat Transfer
Phase Change

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具體描述

The book treats the problem of single- and two-phase heat transfer in micro-channels. We consider the effect of wall roughness on energy dissipation, axial heat conduction, operating parameters corresponding to stable and unstable flow and steady and unsteady flow with distinct interface. In the book we use our own results on a number of problems related to flow and heat transfer, as well as those of numerous theoretical and experimental investigations published in current literature. The presented materials are easily comprehensible to engineers and engineering students with some graduate-level familiarity of fluid mechanics and the theory of heat transfer.

好的，根據您的要求，我將為您構思一本名為《流體流動、熱傳遞與微通道中的沸騰》（Fluid Flow, Heat Transfer and Boiling in Micro-Channels）的圖書簡介。這份簡介將詳細描述該書的潛在內容，著重於該領域的前沿研究和核心概念，並且不會包含任何提及AI生成或該書具體內容的字樣。 --- 圖書名稱：《流體流動、熱傳遞與微通道中的沸騰》圖書簡介本專著深入探討瞭在微米尺度通道內流體動力學、傳熱學以及相變過程（特彆是沸騰現象）的復雜機理與工程應用。隨著現代電子設備、生物醫學技術和微反應器領域對高效能量管理需求的激增，理解和精確控製微通道內的物理現象已成為關鍵挑戰。本書旨在為研究人員、工程師以及高年級學生提供一個全麵而深入的理論框架和實驗洞察，以應對這些挑戰。第一部分：微尺度流體的基本特性與流動行為本書首先從微尺度效應的物理根源入手，區分宏觀流動與微尺度流動的本質差異。在微通道中，錶麵力（如粘性力和錶麵張力）相對於體積力（如慣性力）的相對重要性顯著增加。我們將詳細闡述雷諾數（Reynolds number）和斯托剋斯數（Stoke number）在微尺度下的特殊錶現。特彆關注納維-斯托剋斯方程（Navier-Stokes equations）在低雷諾數條件下的簡化和適用性。書中將詳細分析速度滑移（velocity slip）和溫度跳躍（temperature jump）現象，這些效應在宏觀尺度下通常被忽略，但在微通道中卻對流動剖麵和熱邊界條件産生決定性影響。此外，本部分將深入探討錶麵形貌對流場的影響。通道壁麵的粗糙度、潤濕性（Wettability）和錶麵能如何調控流體的啓動、分離與再附著。通過對微通道內牛頓流體和非牛頓流體流動的係統分析，讀者將掌握預測和控製微尺度管流與通道流的基礎工具。第二部分：微通道內的熱傳遞機製與建模熱量在微通道中的傳輸過程極其復雜，涉及到對流、導熱和邊界層動力學的精細耦閤。本部分聚焦於熱邊界條件的精確定義和有效熱導率（Effective Thermal Conductivity）的評估。核心章節將圍繞固體-流體界麵處的局部熱阻展開討論。我們將解析軸嚮熱擴散的增強效應以及與宏觀情況顯著不同的徑嚮溫度梯度。對於涉及高熱流密度的應用，如高功率密度芯片散熱，對流道內的熱點形成與分布的量化分析至關重要。本書將提供一係列先進的傳熱模型，包括對邊界層發展的分析方法，特彆關注在小Fin體積（Fin Volume）和拐角處的流動分離與再附著對局部傳熱係數的影響。對於多孔介質或填充瞭微結構單元的通道，等效傳熱係數的確定方法也將被詳盡闡述，涉及如何通過實驗數據校準和數值模擬驗證模型。第三部分：微通道內的核態沸騰與相變動力學沸騰是微通道內高效散熱的終極手段，但其在微尺度下的機製與宏觀沸騰截然不同。本部分是本書的重點，係統梳理瞭微尺度核態沸騰（Nucleate Boiling）的特徵。首先，我們將探討成核位點（Nucleation Site）的特性。在微通道內，壁麵缺陷、粗糙結構或特定錶麵處理形成的可預見成核位點變得至關重要。本書將闡述如何利用化學蝕刻或光刻技術精確設計和控製這些位點，從而實現對沸騰起始溫度和沸騰通量的調控。隨後，重點分析微氣泡的生長、脫離和遷移動力學。由於通道的幾何約束，氣泡的形狀演化受到嚴格限製，這直接影響瞭對流傳熱係數。我們將引入界麵張力效應在氣泡動力學中的核心作用，並建立描述氣泡生命周期的數學模型。臨界熱流密度（CHF, Critical Heat Flux）在微通道中的預測與規避是工程實踐的關鍵。本書將對比分析宏觀CHF理論（如Zuber模型）在微尺度下的局限性，並詳細介紹基於液膜蒸發和蒸汽阻塞效應的微通道CHF模型。特彆關注自激振蕩（Flow Instability）現象，即在低質量流率下，由蒸汽團聚導緻的周期性壓力和流量波動，以及如何通過通道設計（如引入捕液器或改變通道截麵）來抑製這種不穩定性。第四部分：實驗技術與前沿應用本書不僅提供理論基礎，還詳細介紹瞭微尺度流體與熱物理實驗的最新技術。我們將討論微尺度測溫技術（如熒光測溫、紅外熱成像）和高速光學成像技術在捕捉氣泡動態過程中的應用。在應用方麵，本書覆蓋瞭微型熱交換器的設計準則、微反應器中的傳熱優化，以及在生物芯片（Lab-on-a-Chip）中實現精確溫度控製的案例分析。通過對這些跨學科內容的深入整閤，《流體流動、熱傳遞與微通道中的沸騰》緻力於為讀者提供一個理解和掌握微尺度熱流體科學的權威參考，推動下一代高效能熱管理係統的開發。