Fluid Flow, Heat Transfer and Boiling in Micro-Channels pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Hetsroni, G.

出品人:

页数:481

译者:

出版时间:

价格:$ 236.17

装帧:

isbn号码:9783540787549

丛书系列:

图书标签:

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

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具体描述

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，根据您的要求，我将为您构思一本名为《流体流动、热传递与微通道中的沸腾》（Fluid Flow, Heat Transfer and Boiling in Micro-Channels）的图书简介。这份简介将详细描述该书的潜在内容，着重于该领域的前沿研究和核心概念，并且不会包含任何提及AI生成或该书具体内容的字样。 --- 图书名称：《流体流动、热传递与微通道中的沸腾》图书简介本专著深入探讨了在微米尺度通道内流体动力学、传热学以及相变过程（特别是沸腾现象）的复杂机理与工程应用。随着现代电子设备、生物医学技术和微反应器领域对高效能量管理需求的激增，理解和精确控制微通道内的物理现象已成为关键挑战。本书旨在为研究人员、工程师以及高年级学生提供一个全面而深入的理论框架和实验洞察，以应对这些挑战。第一部分：微尺度流体的基本特性与流动行为本书首先从微尺度效应的物理根源入手，区分宏观流动与微尺度流动的本质差异。在微通道中，表面力（如粘性力和表面张力）相对于体积力（如惯性力）的相对重要性显著增加。我们将详细阐述雷诺数（Reynolds number）和斯托克斯数（Stoke number）在微尺度下的特殊表现。特别关注纳维-斯托克斯方程（Navier-Stokes equations）在低雷诺数条件下的简化和适用性。书中将详细分析速度滑移（velocity slip）和温度跳跃（temperature jump）现象，这些效应在宏观尺度下通常被忽略，但在微通道中却对流动剖面和热边界条件产生决定性影响。此外，本部分将深入探讨表面形貌对流场的影响。通道壁面的粗糙度、润湿性（Wettability）和表面能如何调控流体的启动、分离与再附着。通过对微通道内牛顿流体和非牛顿流体流动的系统分析，读者将掌握预测和控制微尺度管流与通道流的基础工具。第二部分：微通道内的热传递机制与建模热量在微通道中的传输过程极其复杂，涉及到对流、导热和边界层动力学的精细耦合。本部分聚焦于热边界条件的精确定义和有效热导率（Effective Thermal Conductivity）的评估。核心章节将围绕固体-流体界面处的局部热阻展开讨论。我们将解析轴向热扩散的增强效应以及与宏观情况显著不同的径向温度梯度。对于涉及高热流密度的应用，如高功率密度芯片散热，对流道内的热点形成与分布的量化分析至关重要。本书将提供一系列先进的传热模型，包括对边界层发展的分析方法，特别关注在小Fin体积（Fin Volume）和拐角处的流动分离与再附着对局部传热系数的影响。对于多孔介质或填充了微结构单元的通道，等效传热系数的确定方法也将被详尽阐述，涉及如何通过实验数据校准和数值模拟验证模型。第三部分：微通道内的核态沸腾与相变动力学沸腾是微通道内高效散热的终极手段，但其在微尺度下的机制与宏观沸腾截然不同。本部分是本书的重点，系统梳理了微尺度核态沸腾（Nucleate Boiling）的特征。首先，我们将探讨成核位点（Nucleation Site）的特性。在微通道内，壁面缺陷、粗糙结构或特定表面处理形成的可预见成核位点变得至关重要。本书将阐述如何利用化学蚀刻或光刻技术精确设计和控制这些位点，从而实现对沸腾起始温度和沸腾通量的调控。随后，重点分析微气泡的生长、脱离和迁移动力学。由于通道的几何约束，气泡的形状演化受到严格限制，这直接影响了对流传热系数。我们将引入界面张力效应在气泡动力学中的核心作用，并建立描述气泡生命周期的数学模型。临界热流密度（CHF, Critical Heat Flux）在微通道中的预测与规避是工程实践的关键。本书将对比分析宏观CHF理论（如Zuber模型）在微尺度下的局限性，并详细介绍基于液膜蒸发和蒸汽阻塞效应的微通道CHF模型。特别关注自激振荡（Flow Instability）现象，即在低质量流率下，由蒸汽团聚导致的周期性压力和流量波动，以及如何通过通道设计（如引入捕液器或改变通道截面）来抑制这种不稳定性。第四部分：实验技术与前沿应用本书不仅提供理论基础，还详细介绍了微尺度流体与热物理实验的最新技术。我们将讨论微尺度测温技术（如荧光测温、红外热成像）和高速光学成像技术在捕捉气泡动态过程中的应用。在应用方面，本书覆盖了微型热交换器的设计准则、微反应器中的传热优化，以及在生物芯片（Lab-on-a-Chip）中实现精确温度控制的案例分析。通过对这些跨学科内容的深入整合，《流体流动、热传递与微通道中的沸腾》致力于为读者提供一个理解和掌握微尺度热流体科学的权威参考，推动下一代高效能热管理系统的开发。