气-水两相流传热传质及其应用研究 [Research on Heat and Mass Transfer of Gas-water Two-phase Flow and Their Applications] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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宋保银 著

图书标签:

• 两相流
• 传热
• 传质
• 气水两相流
• 流体流动
• 热力学
• 工程应用
• 传热学
• 传质学
• 多相流

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030519634

版次：1

商品编码：12061629

包装：平装

外文名称：Research on Heat and Mass Transfer of Gas-water Two-phase Flow and Their Applications

开本：16开

出版时间：2017-03-01

用纸：胶版纸#

内容简介

　　《气-水两相流传热传质及其应用研究》介绍气-水两相流流动、传热与传质及其应用研究。既有机理和特性方面的基础研究，也有其工程应用研究；既有理论分析、数值模拟，也有实验研究。全书内容分为四编：一编，流下水膜传热传质及其在太阳能热水器、屋顶融雪方面的应用；二编，动载对气(汽)水两相流流动、传热与传质的影响；三编，飞行器环境及生命保障工程流动与传热；四编，双层壁、地下工程、空调及路桥传热。重点阐述太阳照射对流下水膜传热传质影响；动载作用下的气水两相流；座舱及飞行员、人椅系统、飞艇、航天服、月球环境、航天器再入大气层及地面空调与环境工程中的流动和传热。
　　《气-水两相流传热传质及其应用研究》可供能源、动力、机械、土木、传热与传质、制冷、暖通空调、飞行器环境与生命保障、飞行器热控制等领域的学者、科研人员、研究生和工程技术人员参考。

内页插图

目录

前言
第一编 流下水膜传热传质及其在太阳能热水器、屋顶融雪方面的应用
Heat and Mass Transfer of a Water Film Falling Down a Tilted Plate with Radiant Heating and Evaporation
A Numerical Study on the Performance of an Opentype Flatplate Solar Collector
Heat，Mass and Momentum Transfer of a Water Film Flowing Down a Tilted
Plate Exposed to Solar Irradiation
Numerical Simulation of an Application of a Falling Water Film to Prevent
Snow Buildup on an Inclined Roof
Falling Snow Melting Characteristics of Warm Water Flowing along Sheet Channels Spread on a Roof
Numerical Investigation of the Effects of Environmental Parameters and Geometry on Energy Absorption for an Opentype Water-cooled Flat-plate Solar Collector
Preventing Snow Accumulating upon Inclined Substrates Using Falling Water Film
Numerical Study on the Limiting Characteristics of an Open-type Water-cooled Flat—plate Solar Collector

第二编 动载对气（汽）水两相流流动、传热与传质的影响
动载作用下水平管内两相流动的数值模拟
Numerical Evaluation of Two-phase Flow in Orthogonal Pipe under High Gravity
动载下水平管内气水两相流流动特性
机载蒸发循环系统两相流换热特性实验研究
动载下水平管内流动水沸腾两相流型实验研究
动载作用下管内汽水两相流传热特性
Experimental Investigation Of Flow Characteristic of Air-water TWO-phase Flow under High Gravity
Effects of Dynamic Load 0n Flow and Heat Transfer of Two-phase Boiling
Water in a Horizontal Pipe
动载对管内汽水两相流流阻、空隙率和传热的影响
动载对管内沸腾两相流传热特性的影响
倾斜角度和动载对管内流动影响
顺载和管径对管内水沸腾两相流流动性的影响
侧载和管径对管内沸腾两相流性能影响实验
Effect of Dynamic Load on Heat Transfer Characteristic of a Two-phase
Pipe Boiling Flow
动载下水平管中蒸汽凝结实验研究初探
动载对流过水平管套蒸汽凝结的影响
Flow and Heat’Transfer Chm’acteristics of Two-phase Fluid in Inclined
Pipes on a Rotation：Platform
侧载对矩形通道内水流动特性影响的实验研究
加热方位对流动沸腾临界热流密度影响
侧载及加热方位对槽道内临界热流密度影响
逆载对管道内汽水两相流临界热流密度的影响

第三编 飞行器环境及生命保障工程流动与传热
人体环境温度记录系统温度测量分析
Deicing of Solids Using Radiant：Heating
A Study of Effect of Cockpit Heat Stress on：Pilot Thermal Strain
人椅系统绕流流场的数值模拟
平流层飞艇上升过程的数值模拟
平流层飞艇热性能分析软件开发
平流层飞艇太阳能源系统研究
平流层飞艇的控制模式对其定点特性的影响
Thermal Performance of Stratospheric Airships during Ascent and Descent
沸石5A分子筛吸附乘员舱C02性能分析
登月服的热性能研究
考虑热物性变化的月壤温度数值模拟
航天器再人大气层热力分析

第四编 双层壁、地下工程、空调及路桥传热
双层玻璃幕墙自然对流换热的数值模拟
Influence Factors of Heat Transfer of Unattached Rectangular Under
ground Engineering Envelope
内融冰盘管动态蓄冰特性数值模拟与实验研究
定热流状态下圆管内层流冰浆流体传热特性的数值模拟
定热流状态下湍流冰浆传热特性的数值模拟
微槽平板热管的流动分析
Thermal Analysis of Expressway Considering Wind Effect
Unsteady Conduction Analysis of Thermal Performance of Bridge
Roadway

前言/序言

　　传热传质学是近几十年发展起来的一门分支学科，科学技术的发展在不断地充实着它的研究内容和方法。气一水两相流动及其传热传质在自然界、科学和工程领域中经常遇到，像河水流动、汗液蒸发、冷板、水冷却塔、核电站冷却都是很好的例子。作为一门学科，它也为科学技术进步作出了自己的贡献。地球资源的匮乏及地球温暖化，迫使人们对再生能源进行开发和有效利用，冰蓄冷技术及太阳能热水器就是其中两种技术。极端天气的增多，使得自然灾害的频度和损害程度增加，利用温水融雪可以减少积雪对于建筑物的损害。航空航天事业的发展，促进了对于月球环境、飞艇升空、飞行器再人大气层及飞行器环境与生命保障工程传热问题的探讨与研究，也掀起了膜冷却、相变换热、微重力环境及超重力环境下气液两相流及其传热传质研究的热潮。地铁、地下城、高速公路、桥梁的发展，激起了人们对于该工程传热研究的兴趣。
　　基于以上背景，作者对于气一水两相流传热传质及其应用展开了研究。作者从事传热传质研究和教学三十多年，本书集中反映了作者近二十年的研究成果。全书研究内容共分四部分。第一编，流下水膜传热传质及其在太阳能热水器、屋顶融雪方面的应用。这一部分主要为数值模拟，研究内容包括：流下水膜在辐射加热情况下的热量、质量和动量传递；开式太阳能热水器的能量吸收特性及极限温度和蒸发率；屋顶槽道流下的温水融雪性能及对其预防积雪的数值模拟。第二编，动载对气（汽）水两相流流动、传热与传质的影响。这一部分主要为实验研究，研究内容包括：动载对气水两相流流阻的影响；动载对汽水两相流流动沸腾过程中流型、流阻、传热传质的影响；动载对汽水两相流凝结特性的影响；动载对汽水两相流临界热流密度的影响。第三编，飞行器环境及生命保障工程流动与传热。这部分主要内容包括：飞机风挡和机翼辐射除冰；座舱热环境及飞行员热应激；人椅系统绕流流场数值模拟；飞艇热力性能模拟；航天器乘员舱c02吸附技术；登月服热力特性；月壤温度计算；航天器再人大气层热力分析。第四编，双层壁、地下工程、空调及路桥传热。这一部分研究内容包括：双层壁玻璃幕墙自然对流换热的数值模拟；地下工程的传热影响因子；内融冰盘管动态蓄冰特性数值模拟与实验研究；定热流状态下层流和湍流冰浆传热特性；微槽平板热管的流动分析；考虑有风状态下高速路面的热力分析；桥面热性能动态分析。这四个方面研究内容在其他书籍和传热文献中较少涉及，是对传热理论和应用的拓展。考虑到实验成本，选择了气一水两相流传热传质的基础研究，但其研究方法和结果能够较方便地推广到一般的气一液两相流流动及传热传质。本书既强调基础研究，即对现象和机理的揭示，又重视传热理论在居住环境、航空航天领域的实际应用。既有理论分析、数值模拟，也有实验研究。希望书中的实验手段、数学模型、分析方法及研究成果能为读者的研究、工程开发与设计提供参考与借鉴。

好的，以下是一份关于其他主题的图书简介，旨在涵盖广泛的工程和科学领域，但完全不涉及“气-水两相流传热传质”这一特定主题。 --- 图书简介：先进材料设计与结构性能的精密调控 探索高能效与极端环境下的材料科学前沿 本书聚焦于现代工程领域至关重要的一个核心议题：如何通过精密的微观结构调控，实现宏观材料性能的质的飞跃，尤其是在极端工作条件下，如高温、高压、强辐射环境，以及对轻量化、高强度和功能化有严苛要求的应用场景中。 本书并非传统意义上的材料学概览，而是深入剖析了从基础理论建模到先进制造工艺实施的全流程研究方法论。它旨在为材料科学家、结构工程师以及从事先进制造技术研发的人员提供一套系统的、跨学科的工具箱，用以应对21世纪工程挑战。 --- 第一部分：计算材料学与多尺度建模的基石 本部分首先奠定了理解复杂材料行为的理论基础，强调了从原子尺度到宏观尺度的信息传递与预测能力。 1.1 第一性原理计算在材料设计中的应用 我们详细探讨了密度泛函理论（DFT）如何精确预测新型合金体系的电子结构、形成能和反应活性。重点分析了如何利用高通量计算（High-Throughput Screening）方法，在虚拟空间内快速筛选出具有特定催化活性或磁学特性的化合物，显著缩短研发周期。书中阐述了如何克服DFT在处理大尺寸缺陷和长程相互作用时的计算瓶颈，引入了结合机器学习势能模型的策略，实现了计算效率与精度的优化平衡。 1.2 晶体塑性有限元（CPFEM）与微观裂纹萌生研究 塑性变形和断裂是决定结构材料寿命的关键因素。本书深入剖析了晶体塑性有限元方法，该方法能将单晶或多晶体材料内部的位错运动和晶界行为纳入宏观应力-应变分析中。我们详细展示了如何利用CPFEM模拟复杂加载路径下的应力集中现象，并精确预测微裂纹的起始位置、扩展速率以及韧性-脆性转变点。对于陶瓷和复合材料，还探讨了引入随机晶粒取向和晶界扩散效应的扩展模型。 1.3 介观尺度下的相场模拟技术 相场（Phase-Field）方法在描述材料微观结构演化方面展现出无与伦比的优势。本书涵盖了从凝固、析出相生长到蠕变过程的相场模型构建。特别关注了如何应用非线性动力学方程来模拟材料在热梯度、电磁场耦合作用下的非平衡态演化，例如，在激光熔覆过程中，如何精确模拟熔池的快速冷却与相分离现象。 --- 第二部分：先进制造工艺与结构控制 本部分将理论模型与实际工程应用紧密结合，重点阐述了如何通过先进制造技术来精确“编织”出具有预设性能的材料结构。 2.1 增材制造（AM）中的冶金学挑战与控制 增材制造，特别是选区激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM），为材料设计提供了前所未有的自由度。然而，快速熔化和凝固过程带来了显著的冶金学挑战，如残余应力、宏观缺陷和非均衡相的形成。本书详尽分析了影响近固相线区（Near-Solidus Region）的传热机制，并介绍了利用原位监测技术（如高速红外热成像）来实时反馈和修正激光功率的闭环控制策略，以优化致密度和晶粒尺寸分布。 2.2 功能梯度材料（FGM）的设计与制备 功能梯度材料是解决界面热机械不匹配问题的有效途径。我们详细介绍了梯度复合材料的梯度规律设计（线性、指数或分段式梯度），并探讨了利用粉末冶金和定向凝固技术制备FGM的工艺窗口。着重分析了梯度界面处的应力奇异性缓解机制，以及这些材料在热障涂层（TBCs）和耐磨工具制造中的实际性能案例。 2.3 表面工程与薄膜沉积的原子层级控制 高性能结构往往依赖于精确控制的表面界面。本章深入研究了原子层沉积（ALD）技术，它提供了亚纳米级的厚度和组分控制能力。我们阐述了ALD的自限制性反应机理，以及如何利用其制备高介电常数薄膜、高熵氧化物涂层或用于光电器件的超薄缓冲层。此外，还对比了溅射和离子束辅助沉积技术在薄膜应力与晶体结构调控上的差异。 --- 第三部分：极端环境下的服役性能与可靠性评估 材料的价值最终体现在其在实际服役条件下的长期稳定性。本部分着重于评估材料在严酷环境下的失效机理。 3.1 高温下的蠕变、弛豫与氧化动力学 针对航空发动机和核反应堆中的关键部件，本书剖析了高温下材料的长期损伤累积过程。详细阐述了蠕变断裂的机制，包括晶内位错蠕变和晶界扩散蠕变（Nabarro-Herring 和 Coble 蠕变）的竞争关系。对于抗氧化性能，我们利用动力学模型分析了保护性氧化层（如 $ ext{Al}_2 ext{O}_3$ 或 $ ext{Cr}_2 ext{O}_3$）的生长速率与温度、氧分压之间的关系，并探讨了如何通过合金化设计来抑制有害元素的快速扩散。 3.2 辐射损伤机理与抗辐照材料设计 在核能和空间探索领域，材料会遭受高能粒子轰击，导致晶格损伤和氦致泡核。本书系统梳理了初级晶格缺陷（空位、间隙原子）的产生、迁移和聚集过程。着重讨论了如何设计具有高抗辐照性的材料，例如引入位错线陷阱或利用高熵合金（HEA）中固有的复杂晶体结构来有效吸收和钝化辐射诱导的缺陷，从而提高材料的损伤阈值和使用寿命。 3.3 疲劳寿命预测与多因素耦合失效分析 疲劳失效是结构工程中最难预测的失效模式之一。本书结合了微观结构演化和宏观载荷谱，提出了基于损伤累积的疲劳寿命预测框架。重点分析了应力腐蚀开裂（SCC）和高周疲劳（HCF）的耦合效应。通过引入概率损伤模型，如Weibull分布和Paris-Erdogan定律的扩展形式，实现了对服役寿命的更可靠评估，特别是在交变热应力和机械载荷共同作用的复杂场景下。 --- 总结而言，本书提供了一个从原子到结构、从理论到制造、从设计到服役的全景视角，致力于推动下一代高性能工程材料的研发与应用实践。

评分☆☆☆☆☆

阅读一本严肃的科学著作，最让我感到挫败的莫过于作者在论述过程中突然“失联”，即关键的假设前提没有交代清楚，或者重要的简化步骤缺乏必要的物理背景支撑。尤其是在处理涉及相变和多相流动的复杂系统时，任何微小的模型选择偏差都可能导致最终结果与真实世界产生巨大偏差。因此，我非常看重作者在构建理论体系时的逻辑连贯性和严谨性。我希望这本书能够像一位经验丰富的老教授在指导毕业论文时那样，不仅给出结论，更重要的是清晰地展示出从基本守恒定律出发，如何步步为营地推导出那些用于工程计算的核心方程。如果书中能包含一些对不同尺度（从微观的泡核/液膜到宏观的管道系统）的耦合机制的讨论，那就更棒了，这显示了作者对问题复杂性的深刻洞察力，而非仅仅停留在单一尺度的分析层面。

评分☆☆☆☆☆

我一直在关注计算流体力学（CFD）在相变传热模拟中的应用瓶颈，特别是如何有效地离散化相界面，并保证数值解在界面两侧的物理量是连续且稳定的。当前很多CFD求解器在处理蒸汽和水剧烈混合的区域时，计算成本高昂且结果波动性大。因此，我非常期待这本书能够提供一些关于如何利用先进的数值格式（例如体积平均法VOF、相场法或格子玻尔兹曼方法LBM等）来精确捕捉气液界面运动和传质过程的深入见解。如果书中能够结合近年来高性能计算（HPC）的发展趋势，讨论如何利用并行计算加速这些复杂的瞬态模拟，并提供一些关于网格策略和时间步长控制的实用建议，那对推动我们仿真工作的发展将是巨大的助力。一本真正面向未来的著作，必须将理论建模与最前沿的计算工具紧密结合起来。

评分☆☆☆☆☆

我最近在寻找有关工业换热器设计优化方面的最新进展，特别关注那些能够处理非理想工况和复杂多相流体系统的理论模型。市面上大部分教材和专著，要么过于偏重基础理论的推导，导致模型在实际应用中显得力不从心；要么就是侧重于工程实践案例的罗列，缺乏对现象背后物理机制的深入剖析。我希望找到的是一个完美的平衡点，能够将复杂的数学工具（比如非平衡态统计力学或者先进的数值模拟方法）有效地桥接到实际工程中的温度梯度控制和效率提升上来。理想情况下，我期望这本书能对不同几何结构下的相间动量、能量和物质交换过程提供一套系统且可验证的预测框架，最好能涵盖湍流效应、壁面润湿性变化对传热性能的动态影响等前沿课题。这种对理论与实践之间鸿沟的弥合能力，是决定一本专业书籍能否被我反复翻阅的核心要素。

评分☆☆☆☆☆

这部作品的封面设计给我留下了极其深刻的印象，它不是那种浮华炫技的商业化包装，反而透露出一种沉稳而严谨的学术气息。我尤其欣赏封面上那简洁的色块搭配和精心挑选的字体，透露出对内容精确性的尊重。那种深邃的蓝色调，仿佛让人一下子就能联想到深海或者高压锅内部的复杂环境，预示着书中将要探讨的主题绝非等闲之辈。拿在手上，纸张的质感也十分考究，厚实而略带粗糙的触感，让人感到这不仅仅是一本书，更像是一份经过多年打磨的专业工具书。我期待着内页的排版能够延续这种专业性，图表的清晰度和公式的准确性，是衡量一本技术专著价值的关键指标。从这个包装来看，我确信作者团队对研究的严肃性有着极高的要求，这对于我们这些真正需要深入理解流体力学和热力学交叉领域的读者来说，是莫大的安慰。它没有试图用花哨的语言吸引那些泛泛之辈，而是直接向内行的专业人士发出了邀请函，这种克制反而更具吸引力。

评分☆☆☆☆☆

从一个项目管理者的角度来看，一本优秀的技术参考书必须具备极高的信息检索效率。当项目周期紧张，需要在短时间内从海量数据中提炼出最关键的参数和设计限制条件时，书中的索引、目录结构以及符号说明的完整性就显得至关重要。我希望这本书的编排能够体现出对读者工作流程的体谅，而不是一味地堆砌公式。例如，关键的无量纲数及其物理意义的总结表，不同流型（如环状流、段塞流等）对应的传热系数经验关联式，以及不同压力和温度条件下的物性数据参考，都应该被组织得井井有条。如果这本书能够提供一个清晰的“决策树”或“流程图”，引导工程师在面对特定操作条件时，应该优先采用哪种数学模型或计算方法，那它就从一本学术专著跃升为不可或缺的现场指导手册了。