●緒論1
章熱量傳遞的基本理論4
1.1熱量傳遞的三種基本方式4
1.1.1熱傳導4
1.1.2熱對流5
1.1.3熱輻射6
1.2傳熱過程與熱阻7
1.2.1傳熱過程7
1.2.2傳熱熱阻8
1.3傳熱學的研究方法9
1.3.1傳熱問題的研究方法9
1.3.2傳熱問題的解題步驟10
1.4傳熱學發展簡史10
習題13
第2章熱傳導14
2.1溫度場及描述方法14
2.1.1溫度場14
2.1.2溫度梯度15
2.2導熱基本定律15
2.2.1導熱基本定律15
2.2.2導熱繫數與導熱機理16
2.3導熱微分方程及定解條件19
2.3.1導熱微分方程19
2.3.2定解條件21
2.3.3熱擴散率的物理意義22
2.3.4傅裡葉定律及導熱微分方程的適用範圍23
2.4一維穩態導熱23
2.4.1通過平壁的穩態導熱23
2.4.2通過長圓筒壁的導熱27
2.4.3球殼穩態導熱28
2.4.4帶第二類、第三類邊界條件的一維穩態導熱29
2.4.5變截面或變導熱繫數的一維問題30
2.4.6具有內熱源的導熱30
2.5非穩態導熱33
2.5.1非穩態導熱過程33
2.5.2第三類邊界條件下畢渥數對平板中溫度分布的影響34
2.6集總參數分析法35
2.6.1集總參數法溫度場的分析解35
2.6.2導熱量的計算式、時間常數與傅裡葉數37
2.6.3集總參數法的適用範圍及應用舉例38
2.7半無限大物體的非穩態導熱40
2.7.1三種邊界條件下半無限大物體溫度場的分析解40
2.7.2導熱量計算式41
2.7.3分析解的討論41
習題43
第3章熱對流與對流傳熱44
3.1對流傳熱的概述44
3.1.1對流傳熱的影響因素44
3.1.2對流傳熱的研究方法45
3.1.3表面傳熱繫數的計算方法46
3.2對流傳熱的數學描述46
3.2.1運動流體能量方程的推導47
3.2.2對流傳熱問題完整的數學描述48
3.3邊界層對流傳熱問題的數學描述49
3.3.1流動邊界層及邊界層動量方程49
3.3.2熱邊界層及熱邊界層能量方程51
3.3.3二維、穩態邊界層型對流傳熱問題的數學描述52
3.4流體外掠平板傳熱層流分析解及比擬理論53
3.4.1流體外掠等溫平板傳熱的層流分析解53
3.4.2特征數方程54
3.4.3普朗特數的物理意義55
3.4.4比擬理論的基本思想55
3.4.5比擬理論的應用57
3.5相似原理與量綱分析59
3.5.1物理現像相似的定義59
3.5.2相似原理的基本內容60
3.5.3導出相似特征數的兩種方法61
3.6相似原理的應用64
3.6.1應用相似原理指導實驗的安排及實驗數據的整理64
3.6.2應用相似原理指導模化實驗66
3.6.3運用特征數方程的注意事項66
3.6.4對實驗關聯式準確性的正確認識67
3.7內部強制對流傳熱的實驗關聯式68
3.7.1管槽內強制對流流動與換熱的一些特點69
3.7.2管槽內湍流強制對流傳熱關聯式71
3.8大空間自然對流傳熱的實驗關聯式73
習題74
第4章熱傳導問題的數值解法77
4.1導熱問題數值求解的基本思想77
4.1.1基本思想77
4.1.2導熱問題數值求解的基本步驟77
4.2內節點離散方程的建立方法79
4.2.1泰勒級數展開法79
4.2.2熱平衡法80
4.3邊界節點離散方程的建立及代數方程的求解81
4.3.1邊界節點離散方程的建立81
4.3.2邊界熱流密度82
4.3.3處理不規則區域的階梯形逼近法83
4.3.4求解代數方程的迭代法84
4.4非穩態導熱問題的數值解法87
4.4.1時間空間區域的離散化87
4.4.2一維平板非穩態導熱的顯示格式88
4.4.3非穩態導熱方程的隱式格式89
4.4.4邊界節點的離散方程89
4.4.5一維平板非穩態導熱顯式格式離散方程組及穩定性分析90
習題91
第5章熱輻射94
5.1熱輻射的基本概念94
5.2黑體輻射基本定律96
5.2.1斯忒藩玻耳茲曼定律96
5.2.2光譜輻射定律97
5.2.3蘭定律100
5.3固體和液體的輻射特性102
5.3.1實際物體的輻射力102
5.3.2實際物體的光譜輻射力102
5.3.3實際物體的定向輻射強度103
5.4實際物體對輻射能的吸收與輻射特性107
5.4.1實際物體的吸收比107
5.4.2灰體的運用及其工程運用109
5.4.3吸收比與發射率的關繫———基爾霍夫定律109
5.5輻射傳熱的角繫數111
5.5.1角繫數的定義及計算假定112
5.5.2角繫數的性質112
5.5.3角繫數的計算方法114
5.6兩表面封閉繫統的輻射傳熱117
5.6.1封閉腔模型及兩黑體表面組成的封閉腔117
5.6.2有效輻射118
5.6.3兩個漫灰體表面組成的封閉腔的輻射傳熱119
習題121
第6章箭炮發射藥傳熱特性124
6.1概述124
6.2傳統藥溫確定方法126
6.3火炮發射裝藥物理模型與重要參數127
6.3.1火炮發射裝藥物理模型127
6.3.2火炮發射裝藥重要參數127
6.4箭炮發射裝藥熱物性參數128
6.5火箭發動機傳熱特性130
6.5.1物理模型130
6.5.2數學模型130
6.5.3計算結果與實測值的比較132
第7章發射藥點火理論及數值模擬135
7.1點火過程及影響因素135
7.1.1點火過程135
7.1.2點火繫統要求135
7.1.3影響點火過程的因素136
7.2點火判據136
7.2.1點火延遲時間136
7.2.2點火判據分類136
7.2.3點火判據選擇137
7.3點火理論模型137
7.3.1固相點火理論137
7.3.2氣相點火理論138
7.3.3異相點火理論139
7.3.4點火模型對比139
7.3.5發射藥點火數值模擬140
7.4底排藥劑兩相點火數值模擬140
7.4.1概述140
7.4.2物理模型142
7.4.3數學模型142
7.5激光點火理論與數值模擬146
7.5.1激光點火裝置與點火繫統146
7.5.2激光固相點火模型148
第8章火炮身管受熱分析150
8.1火炮發射過程的特征150
8.2發射過程中的核心流模型151
8.2.1基本假設151
8.2.2基本數學模型151
8.2.3控制方程組進行離散化153
8.2.4邊界層模型153
8.2.5身管熱傳導模型155
8.2.6身管固壁傳熱的數值分析156
附錄162
附錄1常用單位換算表162
附錄2金屬材料的密度、比熱容和導熱繫數163
附錄3保溫、建築及其他材料的密度和導熱繫數166
附錄4幾種保溫、耐火材料的導熱繫數與溫度的關繫167
附錄5大氣壓力(P=1.01325×105Pa)下干空氣的熱物理性質168
附錄6大氣壓力(P=1.01325×105Pa)下標準煙氣的熱物理性質169
附錄7大氣壓力(P=1.01325×105Pa)下過熱水蒸氣的熱物理性質170
附錄8大氣壓力(P=1.01325×105Pa)下二氧化碳、氫氣、氧氣的熱物理性質170
附錄9飽和水的熱物理性質172
附錄10干飽和水蒸氣的熱物理性質174
參考文獻176
內容簡介
“武器傳熱學”是武器繫統工程相關領域專業本科生的一門專業課。本教材分為兩大部分：一部分介紹傳熱學的基本概念、理論和方法：主要內容包括熱傳導、熱對流與對流傳熱、熱傳導問題的數值計算方法與熱輻射；另一部分介紹傳熱學理論在武器繫統工程中的應用，主要內容包括箭炮發射藥傳熱特性、發射藥點火理論及數值模擬與火炮身管受熱分析。
本書可作為武器繫統與工程和武器發射工程專業武器傳熱學課程的教材，也可作為相關工程技術人員的參考書。
