传热学

出版者:机械工业出版社

作者:（美）Younes Shabany

页数:373

译者:余小玲

出版时间:2013-7

价格:98.00元

装帧:平装

isbn号码:9787111420033

丛书系列:国际电气工程先进技术译丛

具体描述

全书共16章，结构层次分明。第1～7章介绍了电力电子器件热管理涉及的基础理论。阐述了高温导致电力电子器件失效的原因和类型，能量传递及热传递的机理及方式，微电子封装的结构类型以及常用散热器的热分析方法。第8～13章分别介绍了导热、对流换热（强制对流和自然对流换热）、热辐射的控制方程以及边界条件的设定方法。第14～16章分别介绍了计算机热仿真的基础理论和仿真方法、实验测试方法以及先进的冷却技术。

本书的目标读者为进行电力电子装置设计的电气、机械工程师，无论是否具有工程热物理和传热学知识背景，都能从本书获益。对于电气工程、热能及动力工程相关专业的本科生或研究生，本书的内容也足够进行一学期的学习。

目录信息

目录
译者序
原书前言
作者简介
第1章引言1
1.1半导体科技走势2
1.2与温度相关的失效6
1.2.1与温度相关的机械失效6
1.2.2与温度相关的腐蚀失效10
1.2.3与温度相关的电气失效11
1.3传热对电子设备的重要性11
1.4热设计过程12
参考文献15
第2章能量、能量传递和传热16
2.1能量和功16
2.2宏观和微观能量17
2.3能量传递和传热20
2.4状态方程21
习题22
参考文献23
第3章能量守恒定律24
3.1热力学第一定律24
3.2控制质量的能量平衡25
3.3控制体积的能量平衡30
习题36
参考文献41
第4章传热机理42
4.1导热42
4.2对流换热45
4.2.1空气对流换热的简化公式46
4.3辐射换热48
习题51
参考文献52
第5章热阻网络53
5.1热阻的概念53
5.2串联导热平壁56
5.3并联导热平壁59
5.4总热阻网络61
5.5接触热阻65
5.6热界面材料67
5.7扩散热阻69
5.8印制电路板（PCB）的热阻72
习题76
参考文献80
第6章微电子封装的热特性81
6.1封装的重要性81
6.2封装类型81
6.3微电子封装的热特性87
6.3.1结-空气热阻87
6.3.2结-壳热阻和结-板热阻89
6.3.3封装的热特性参数91
6.4封装的热阻网络91
6.5影响封装热性能的参数94
6.5.1封装尺寸94
6.5.2封装材料94
6.5.3芯片尺寸95
6.5.4器件热耗散量96
6.5.5气流速度97
6.5.6板的尺寸和导热系数98
习题98
参考文献100
第7章翅片与散热器101
7.1翅片方程101
7.1.1无限长翅片103
7.1.2翅顶绝热105
7.1.3翅顶的对流和辐射105
7.1.4翅顶为恒定温度107
7.2翅片热阻、功效和效率111
7.3变截面翅片116
7.4散热器的热阻、功效和效率119
7.5散热器的制造工艺127
习题131
参考文献134
第8章热传导理论135
8.1通过平壁的一维导热方程137
8.2导热方程的一般形式139
8.3边界和初始条件141
8.3.1温度边界条件142
8.3.2热流边界条件143
8.3.3对流边界条件144
8.3.4辐射边界条件145
8.3.5综合边界条件146
8.3.6界面边界条件146
8.4稳态导热148
8.4.1一维稳态导热148
8.4.2二维稳态导热150
8.5非稳态导热152
8.6集总系统153
8.6.1简单集总系统分析154
8.6.2一般集总系统分析154
8.6.3集总系统分析法的适用范围157
习题158
参考文献162
第9章对流传热基础163
9.1流动类型163
9.1.1外部流动和内部流动163
9.1.2强制对流和自然对流流动163
9.1.3层流和湍流164
9.1.4稳态和非稳态流动166
9.2粘性力、速度边界层和摩擦系数166
9.3热边界层和对流传热系数168
9.4守恒方程169
9.5边界层方程170
参考文献170
第10章强制对流换热：外部流动171
10.1归一化的边界层方程171
10.2雷诺数、普朗特数、爱克特数和努塞特数172
10.3局部摩擦系数和对流传热系数的函数形式174
10.4流体外掠平板流动176
10.4.1流过等温平板的层流177
10.4.2流过等温平板的湍流182
10.4.3流过等热流密度平板的流动184
10.5圆柱绕流185
10.6圆柱针翅式散热器190
10.7解决外部强制对流问题的步骤192
习题193
参考文献197
第11章强制对流换热：内部流动198
11.1平均速度与平均温度198
11.2管内层流与湍流200
11.3入口段长度和充分发展段流动200
11.4内部流动的泵送功率和对流换热201
11.5速度分布与摩擦因子关联式205
11.6温度分布和对流换热关联式208
11.7风机和泵211
11.7.1风机的种类211
11.7.2风机曲线和系统阻力曲线213
11.7.3风机选型215
11.7.4泵的种类218
11.8板翅式散热器220
习题221
参考文献223
第12章自然对流换热225
12.1浮力和自然对流225
12.2自然对流的速度和温度边界层227
12.3无量纲化自然对流边界层方程228
12.3.1格拉晓夫（GRASHOF）数和瑞利（RAYLEIGH）数229
12.3.2对流换热系数的函数形式230
12.4外掠竖直平板自然对流的层流和湍流流动231
12.5外掠倾斜和水平平板的自然对流234
12.6外掠竖直和水平圆柱体的自然对流237
12.7机箱内的自然对流238
12.8竖直阵列平板间的自然对流243
12.9混合对流245
习题246
参考文献249
第13章辐射传热250
13.1辐射强度和辐射力251
13.2黑体辐射253
13.3表面辐射特性255
13.3.1表面辐射率255
13.3.2表面吸收率257
13.3.3表面反射率258
13.3.4表面透射率258
13.3.5基尔霍夫定律259
13.4太阳和大气辐射260
13.5辐射通量密度263
13.6角系数264
13.7黑体之间的辐射传热266
13.8非黑体之间的辐射传热267
13.9板翅式散热器的辐射传热268
习题273
参考文献274
第14章计算机模拟和热设计275
14.1传热和流动方程总结275
14.2计算机模拟基础277
14.2.1一维稳态导热277
14.2.2二维稳态导热279
14.2.3瞬态导热281
14.2.4流动及能量方程284
14.3湍流流动291
14.4有限差分方程的求解297
14.5商业热模拟工具298
14.5.1建立热模型298
14.5.2生成网格306
14.5.3求解流动和温度方程307
14.5.4查看结果309
14.5.5结果显示310
14.6建模与仿真在热设计中的重要性311
参考文献312
第15章实验技术及热设计313
15.1流量测量技术313
15.2系统阻力测量318
15.3泵和风机性能曲线测试319
15.4速度测量方法321
15.5温度测量技术324
15.6噪声测量328
15.7热设计中实验测量的重要性329
参考文献330
第16章先进冷却技术331
16.1热管331
16.1.1毛细极限332
16.1.2沸腾极限334
16.1.3声速极限335
16.1.4携带极限335
16.1.5热管的其他性能极限335
16.1.6电子冷却中的热管应用337
16.1.7热管的选择和模型339
16.1.8热虹吸管、回路热管和均热板343
16.2液体冷却346
16.3热电冷却器351
16.4电流体流动354
16.5合成射流355
参考文献358
附录材料性质359
参考文献373
· · · · · · (收起)

用户评价

我对宇宙和自然界充满了好奇，总是喜欢从科学的角度去理解事物。《传热学》这本书，从某种程度上满足了我这种探索欲。它将我们生活中司空见惯的“热”现象，上升到了一个科学研究的高度，让我看到了隐藏在表面之下的深刻原理。这本书的内容，带我领略了热量在不同介质中传递的奥秘。从固体内部的原子振动到气体分子的随机碰撞，再到电磁波的传播，书中对每一种传热方式的解释都力求详尽。我特别喜欢关于天体热学的部分，作者探讨了恒星的能量传递、行星表面的温度分布等问题，这让我对宇宙的热力学过程有了全新的认识。读这本书，就像是在进行一次跨越时空的科学之旅，从微观的原子运动到宏观的宇宙尺度，都充满了引人入胜的科学探索。它不仅仅是一本技术手册，更是一本引导读者思考和探索的科学启蒙读物，让我对科学的魅力有了更深的体会。

坦白说，我之前对“传热学”这个概念知之甚少，只隐约觉得它和温度、热量有关。当我在书店无意间翻开这本《传热学》时，立刻被它所展现出的宏大视野所震撼。这本书的内容，不仅仅停留在基础的物理概念层面，而是将传热学延伸到了更加广阔的应用领域。它深入探讨了在不同介质、不同工况下，热量是如何传递的，以及如何通过工程手段来控制和优化这些过程。我尤其对书中关于热辐射章节的讲解印象深刻，作者详细介绍了黑体辐射、灰体辐射等概念，以及如何利用辐射进行能量的传输和转化。这让我想到了太阳能发电、红外成像等前沿技术，原来它们的背后都有着如此精深的传热学理论支撑。书中还列举了大量不同行业的案例，比如建筑物的节能设计、汽车发动机的冷却系统、电子设备的散热处理等，这些案例的分析都非常到位，让我能够清晰地看到传热学在现代科技和日常生活中的重要作用。读这本书，我仿佛打开了一个全新的世界，让我对“热”有了更深刻的认识，也激发了我对相关工程技术领域的浓厚兴趣。

作为一名对科技发展充满好奇的普通读者，我很少会主动去翻阅工程类的专业书籍。然而，当我在朋友的书架上看到这本《传热学》时，却被它封面上简洁而富有科技感的设计所吸引，忍不住拿起来翻阅。这本书的内容，对于我这样没有专业背景的人来说，虽然其中不乏一些深奥的公式和理论，但作者的讲解方式却异常生动有趣。他并没有一开始就堆砌枯燥的数学公式，而是先从生活中常见的现象入手，比如一杯热咖啡如何慢慢变凉，或者冬天为什么会感到寒冷。通过这些生动的例子，我开始对“热”这个概念有了初步的认识，也逐渐理解了传热学研究的意义。书的后半部分，作者开始介绍各种传热方式，用通俗易懂的比喻来解释复杂的物理过程，例如用“挤压”来形容对流，用“传递”来形容传导。虽然我无法完全理解所有的数学推导，但我能感受到作者试图让读者理解核心概念的良苦用心。读完这本书，我对很多日常现象有了新的理解，也对科学家们如何通过严谨的科学研究来解释自然界运行的规律感到由衷的钦佩。

我是一名在读的研究生，主要研究方向是热能工程。在我的求学过程中，接触过不少关于传热学的书籍，但《传热学》这本书无疑是我近期读到的一本非常出色的著作。这本书的内容，给我的第一感觉是其内容的系统性和前沿性。作者在保持传统传热学理论体系完整性的基础上，积极吸收了近年来在微尺度传热、数值传热学等领域的研究成果。尤其是在数值传热学方面，书中对有限差分法、有限体积法等数值求解方法的介绍，非常详细且易于理解，并且提供了相关的算例和程序实现思路，这对于我进行相关的数值模拟研究非常有指导意义。此外，书中对于一些复杂边界条件和非线性问题的处理方法也进行了深入探讨，这对于解决实际工程中遇到的复杂传热问题至关重要。我个人认为，本书在理论深度和工程实用性之间找到了一个绝佳的平衡点，既满足了学术研究的需要，也为工程师提供了解决实际问题的工具。书中一些关于多相流传热和相变传热的章节，也为我今后的研究提供了新的思路和方向。

我是一名对历史和科学交叉领域感到好奇的爱好者。在阅读《传热学》这本书的过程中，我不仅仅是学习知识，更是在感受科学的演变和人类对自然的认识过程。《传热学》这本书的内容，让我看到了传热学理论是如何一步步发展起来的。从早期对热质说的朴素认识，到牛顿的冷却定律，再到傅里叶的导热定律，以及后来流体力学和热力学的融合，书中的每一个章节都仿佛是一段科学史的缩影。作者在介绍理论的同时，也穿插了一些科学家的故事和历史事件，这让原本可能略显枯燥的科学理论变得更加鲜活有趣。我尤其对书中关于早期热量测量和实验的描述感到着迷，这让我能够想象出那个时代科学家们是如何在有限的条件下探索未知的。通过阅读这本书，我不仅学习了传热学的知识，更感受到了人类智慧的结晶和科学探索的艰辛与伟大。

作为一个对能源问题略有关心的人，我总是在思考如何更有效地利用能源，以及如何减少能源的损耗。《传热学》这本书，让我从一个全新的角度理解了能源的利用和损耗。这本书的内容，将“热”与“能源”紧密地联系在了一起。它详细阐述了热量是如何在各种过程中产生、传递和转化的，以及在这个过程中可能存在的能量损失。我尤其对书中关于能源效率和节能设计的讨论印象深刻。作者分析了不同工业过程中的热量损失途径，并提出了相应的节能措施。这让我意识到，通过优化传热过程，可以在很大程度上提高能源利用效率，减少环境污染。书中关于可再生能源利用的章节，比如太阳能集热、地热能的开发等，也让我看到了传热学在解决能源危机中的巨大潜力。读这本书，让我更加深刻地认识到，科学技术在提高能源效率、实现可持续发展方面所扮演的关键角色。

作为一名机械工程专业的学生，我对“传热学”这个学科一直抱有一种既敬畏又好奇的态度。敬畏是因为它涉及到大量的数学推导和物理原理，稍有不慎就可能陷入迷茫；好奇则是因为它在航空航天、能源、化工等众多领域都有着至关重要的应用。拿到这本书后，我最直观的感受就是它的内容组织非常合理。开篇就从最基础的热力学定律引入，循序渐进地讲解了各种传热机制，包括热传导、对流和辐射，并且在每个部分都配有详尽的理论推导和数学模型。我尤其喜欢书中关于强制对流章节的讲解，作者用清晰的语言解释了流体动力学和热力学如何相互作用，以及如何通过无量纲数（如雷诺数、努塞尔数）来表征对流传热的特性。这部分内容对于我理解实际工程中的热交换过程非常有帮助。此外，书中还包含了很多经典的传热工程问题分析，比如管内流动的传热、翅片散热等，这些案例让我能够将书本上的理论知识与实际应用联系起来。让我印象深刻的是，作者在讲解过程中，并没有回避复杂的数学推导，而是通过一步步的引导，让读者能够理解公式的由来，而不是死记硬背。这种严谨而又不失灵活的教学方式，让我觉得这本书不仅仅是一本教材，更像是一位经验丰富的导师，引导着我一步步深入理解传热学的奥秘。

我是一名在电子信息领域工作的工程师，日常工作中会涉及到一些散热设计的问题。之前，我主要依靠经验和一些简单的查阅来解决问题，但总觉得不够系统和深入。《传热学》这本书的出现，可以说正好填补了我在这方面的知识空白。这本书的内容，给我最直接的感受就是其高度的工程实用性。书中不仅讲解了传热学的基本原理，更重要的是，它将这些原理与实际的工程问题紧密结合。例如，关于PCB板的散热设计、芯片的温度控制等章节，都提供了非常具体的分析方法和设计指南，让我能够直接将学到的知识应用到工作中。书中对各种散热技术的介绍，比如自然对流、强制对流、热管、风扇散热等，都进行了详细的原理分析和优缺点比较，这对于我选择合适的散热方案非常有帮助。我尤其欣赏书中关于数值模拟的章节，它介绍了如何利用COMSOL、ANSYS等软件进行传热分析，这为我解决一些复杂的三维传热问题提供了强大的工具。这本书让我对电子产品的散热设计有了更全面、更深入的认识，也为我提升工作效率和解决问题的能力提供了有力支持。

我是一名化学工程专业的学生，在学习过程中，对反应器设计、化工设备的温度控制等问题尤为关注。《传热学》这本书，可以说为我提供了非常宝贵的理论基础和工程指导。这本书的内容，在我的专业领域里具有极高的参考价值。书中关于多相流传热、相变传热的章节，对于理解化工过程中的蒸馏、冷凝、沸腾等操作至关重要。作者对传热系数的计算、影响因素的分析，以及各种传热设备的原理和应用，都讲解得非常透彻。我印象深刻的是，书中关于化工过程中换热器的选型和设计，提供了一套完整的分析框架和计算方法，这对于我将来从事相关工程设计工作非常有帮助。此外，书中还提及了一些特殊的传热现象，比如生物传热、微通道传热等，这让我对传热学未来的发展方向有了更广阔的视野。这本书的内容，既有扎实的理论基础，又有丰富的工程实践，是一本不可多得的专业参考书。

这本书的装帧设计就给人一种沉甸甸的学术感，封面色调偏冷，印着书名“传热学”，字体清晰，透着一股严谨的气息。我刚拿到手的时候，就被它厚实的纸张和精美的排版所吸引，感觉不像是一本随便出版的教材，而是经过了深思熟虑的打磨。我是一名对工程领域充满好奇的在校生，之前接触过一些基础的物理和数学知识，但对于如何将这些知识应用于实际的工程问题，一直感到有些迷茫。偶然间在图书馆看到了这本书，被它的目录深深吸引，里面涉及了热传导、对流、辐射等多个方面，而且还提到了很多我闻所未闻的概念，比如边界层理论、努塞尔数、普朗特数等等。这让我意识到，原来我们日常生活中无时无刻不发生的“热”现象，背后竟然蕴含着如此丰富而深刻的科学原理。我当时就决定要把它带回家，慢慢研读。这本书的内容，我感觉它在理论深度和应用广度上都达到了一个很高的水平。不仅仅是枯燥的公式推导，更重要的是，它通过大量的实例分析，将抽象的理论具象化，让我能够清晰地理解这些公式的物理意义，以及它们是如何在实际工程中发挥作用的。比如，书中对于换热器设计的讨论，就让我看到了传热学知识如何在工业生产中直接转化为经济效益，这对于我这样的初学者来说，无疑是一剂强心剂，让我更加坚定了学习下去的决心。我尤其欣赏的是，作者在讲解过程中，总是会引入一些历史背景或者最新的研究进展，这让原本可能略显枯燥的章节变得生动有趣，也让我对传热学这门学科的发展脉络有了更直观的认识。

读了好几本传热学，这本书还是有额外收获的。第一个是对扩散热阻，第二个是几个无量纲数所表征的意义，第三个是努赛特数对于不同流程的变化，第四个是解决风冷散热的思路。每一项给一颗星。

读了好几本传热学，这本书还是有额外收获的。第一个是对扩散热阻，第二个是几个无量纲数所表征的意义，第三个是努赛特数对于不同流程的变化，第四个是解决风冷散热的思路。每一项给一颗星。

读了好几本传热学，这本书还是有额外收获的。第一个是对扩散热阻，第二个是几个无量纲数所表征的意义，第三个是努赛特数对于不同流程的变化，第四个是解决风冷散热的思路。每一项给一颗星。

读了好几本传热学，这本书还是有额外收获的。第一个是对扩散热阻，第二个是几个无量纲数所表征的意义，第三个是努赛特数对于不同流程的变化，第四个是解决风冷散热的思路。每一项给一颗星。

读了好几本传热学，这本书还是有额外收获的。第一个是对扩散热阻，第二个是几个无量纲数所表征的意义，第三个是努赛特数对于不同流程的变化，第四个是解决风冷散热的思路。每一项给一颗星。