武器傳熱學

緒 論 1
第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(fā)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 導熱系數(shù)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 傅里葉定律及導熱微分方程的適用范圍 23
2.4 一維穩(wěn)態(tài)導熱 23
2.4.1 通過平壁的穩(wěn)態(tài)導熱 23
2.4.2 通過長圓筒壁的導熱 27
2.4.3 球殼穩(wěn)態(tài)導熱 28
2.4.4 帶第二類、第三類邊界條件的一維穩(wěn)態(tài)導熱 29
2.4.5 變截面或變導熱系數(shù)的一維問題 30
2.4.6 具有內(nèi)熱源的導熱 30
2.5 非穩(wěn)態(tài)導熱 33
2.5.1 非穩(wěn)態(tài)導熱過程 33
2.5.2 第三類邊界條件下畢渥數(shù)對平板中溫度分布的影響 34
2.6 集總參數(shù)分析法 35
2.6.1 集總參數(shù)法溫度場的分析解 35
2.6.2 導熱量的計算式、時間常數(shù)與傅里葉數(shù) 37
2.6.3 集總參數(shù)法的適用范圍及應用舉例 38
2.7 半無限大物體的非穩(wěn)態(tài)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?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算方法 46
3.2 對流傳熱的數(shù)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(shù)學描述 48
3.3 邊界層對流傳熱問題的數(shù)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(wěn)態(tài)邊界層型對流傳熱問題的數(shù)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(shù)方程 54
3.4.3 普朗特數(shù)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(xiàn)象相似的定義 59
3.5.2 相似原理的基本內(nèi)容 60
3.5.3 導出相似特征數(shù)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(shù)據(jù)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(shù)方程的注意事項 66
3.6.4 對實驗關(guān)聯(lián)式準確性的正確認識 67
3.7 內(nèi)部強制對流傳熱的實驗關(guān)聯(lián)式 68
3.7.1 管槽內(nèi)強制對流流動與換熱的一些特點 69
3.7.2 管槽內(nèi)湍流強制對流傳熱關(guān)聯(lián)式 71
3.8 大空間自然對流傳熱的實驗關(guān)聯(lián)式 73
習 題 74
第4章 熱傳導問題的數(shù)值解法 77
4.1 導熱問題數(shù)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(shù)值求解的基本步驟 77
4.2 內(nèi)節(jié)點離散方程的建立方法 79
4.2.1 泰勒級數(shù)展開法 79
4.2.2 熱平衡法 80
4.3 邊界節(jié)點離散方程的建立及代數(shù)方程的求解 81
4.3.1 邊界節(jié)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(guī)則區(qū)域的階梯形逼近法 83
4.3.4 求解代數(shù)方程的迭代法 84
4.4 非穩(wěn)態(tài)導熱問題的數(shù)值解法 87
4.4.1 時間 空間區(qū)域的離散化 87
4.4.2 一維平板非穩(wěn)態(tài)導熱的顯示格式 88
4.4.3 非穩(wěn)態(tài)導熱方程的隱式格式 89
4.4.4 邊界節(jié)點的離散方程 89
4.4.5 一維平板非穩(wěn)態(tài)導熱顯式格式離散方程組及穩(wěn)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 蘭貝特定律 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(fā)射率的關(guān)系———基爾霍夫定律 109
5.5 輻射傳熱的角系數(shù) 111
5.5.1 角系數(shù)的定義及計算假定 112
5.5.2 角系數(shù)的性質(zhì) 112
5.5.3 角系數(shù)的計算方法 114
5.6 兩表面封閉系統(tǒng)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(fā)射藥傳熱特性 124
6.1 概 述 124
6.2 傳統(tǒng)藥溫確定方法 126
6.3 火炮發(fā)射裝藥物理模型與重要參數(shù) 127
6.3.1 火炮發(fā)射裝藥物理模型 127
6.3.2 火炮發(fā)射裝藥重要參數(shù) 127
6.4 箭炮發(fā)射裝藥熱物性參數(shù) 128
6.5 火箭發(fā)動機傳熱特性 130
6.5.1 物理模型 130
6.5.2 數(shù)學模型 130
6.5.3 計算結(jié)果與實測值的比較 132
第7章 發(fā)射藥點火理論及數(shù)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 點火系統(tǒng)要求 135
7.1.3 影響點火過程的因素 136
7.2 點火判據(jù) 136
7.2.1 點火延遲時間 136
7.2.2 點火判據(jù)分類 136
7.2.3 點火判據(jù)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(fā)射藥點火數(shù)值模擬 140
7.4 底排藥劑兩相點火數(shù)值模擬 140
7.4.1 概 述 140
7.4.2 物理模型 142
7.4.3 數(shù)學模型 142
7.5 激光點火理論與數(shù)值模擬 146
7.5.1 激光點火裝置與點火系統(tǒng) 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(fā)射過程的特征 150
8.2 發(fā)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(shù)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(shù)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、比熱容和導熱系數(shù) 163
附錄3 保溫、建筑及其他材料的密度和導熱系數(shù) 166
附錄4 幾種保溫、耐火材料的導熱系數(shù)與溫度的關(guān)系 167
附錄5 大氣壓力(P =1.013 25×105 Pa)下干空氣的熱物理性質(zhì) 168
附錄6 大氣壓力(P =1.0132 5×105 Pa)下標準煙氣的熱物理性質(zhì) 169
附錄7 大氣壓力(P =1.013 25×105 Pa)下過熱水蒸氣的熱物理性質(zhì) 170
附錄8 大氣壓力(P =1.013 25×105 Pa)下二氧化碳、氫氣、氧氣的熱物理性質(zhì) 170
附錄9 飽和水的熱物理性質(zhì) 172
附錄10 干飽和水蒸氣的熱物理性質(zhì) 174
參考文獻 176