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第1章 绪论1

1.1　固体火箭发动机中的传热现象1

1.2　热量传递的基本形式2

1.3　量纲与单位4

第2章　传热学基础6

2.1　热传导6

2.1.1　导热定律6

2.1.2　导热系数7

2.2　热对流7

2.2.1　牛顿冷却定律8

2.2.2　对流换热微分方程8

2.2.3　对流换热系数8

2.3　热辐射9

2.4　初始条件和边界条件10

2.4.1　初始条件10

2.4.2　边界条件10

第3章　一维传热计算12

3.1　一维稳定热传导12

3.1.1　导热微分方程12

3.1.2　单层与多层平壁的热传导13

3.1.3　圆筒壁面和球壁面的热传导15

3.1.4　有内热源时的热传导16

3.1.5　几种特殊传热问题的处理方法17

3.2　一维不稳定热传导18

3.2.1　不稳定导热在特殊情况下的解法18

3.2.2　对流边界条件下的解法20

3.3　对流换热27

3.3.1　影响对流换热的主要因素27

3.3.2　速度边界层和热边界层29

3.3.3　对流换热微分方程组30

3.3.4　相似准则31

3.3.5 平板上受迫流动的换热32

3.3.6　管内受迫流动的换热35

3.3.7　自由对流换热41

3.4　辐射换热45

3.4.1　热辐射的一般概念45

3.4.2　热辐射的基本定律48

3.4.3　黑体表面间的辐射换热57

3.4.4　灰体表面间的辐射换热66

3.4.5　气体的热辐射70

3.5　复合换热78

3.5.1　总换热系数与总传热系数78

3.5.2　通过平壁和圆筒壁的传热80

第4章 固体火箭发动机中传热的基本知识4.1　固体火箭发动机中传热的特点及分析方法85

4.1.1 固体火箭发动机内各区域的换热特点87

4.1.2　研究发动机传热的目的和方法88

4.2　燃气的热力参数88

4.2.1　质量守恒方程89

4.2.2　吉布斯（Gibbs）自由能判据方程89

4.2.3　热力计算方程组90

4.2.4　基本热力学导数91

4.2.5　平衡流动的热力参数确定92

4.2.6　热力参数计算的数值方法94

4.3　燃气的输运系数95

4.3.1　输运系数计算模型96

4.3.2　温度对输运系数的影响97

第5章 固体火箭发动机中的热传导100

5.1　燃烧室壁的热传导100

5.1.1　燃烧室壁面温度计算100

5.1.2　燃烧室壁厚与传热量的关系102

5.2　喷管壁面的热传导103

5.3　中间底壁面的热传导105

第6章 固体火箭发动机中的对流传热6.1　固体火箭发动机中的对流传热计算107

6.1.1 自由对流传热107

6.1.2　强迫对流传热108

6.1.3　高速强迫对流传热111

6.1.4　涡旋对流传热111

6.2 固体火箭发动机对流传热的影响因素与修正113

6.2.1　压强跳动对对流传热的影响114

6.2.2　压强变化对对流传热的影响116

6.3　固体火箭发动机中两相流动的对流传热120

第7章 固体火箭发动机中的辐射换热与复合换热7.1　固体火箭发动机的辐射换热123

7.2　固体火箭发动机的总换热系数127

7.2.1　燃烧室的总换热系数127

7.2.2　喷管的总换热系数128

7.2.3　总换热系数的平均值129

7.2.4　总换热系数的有效值130

7.2.5　总换热系数的平均有效值132

7.3　燃烧室中的热损失136

第8章 固体火箭发动机燃烧室的热防护8.1　燃烧室的热防护材料141

8.1.1　耐热隔热层142

8.1.2　消融隔热层144

8.1.3　隔热层材料的选择147

8.2　燃烧室的受热影响分析148

8.2.1　发动机尺寸及工作压强对室壁受热的影响148

8.2.2　无热防护时发动机的极限工作时间152

8.2.3　消融隔热层计算模型154

8.3　隔热层设计156

8.3.1　耐热隔热层厚度的确定157

8.3.2　消融隔热层厚度的确定161

第9章 固体火箭发动机喷管的热防护9.1　热防护材料167

9.1.1　高熔点金属169

9.1.2　石墨170

9.1.3　碳／碳复合材料173

9.1.4　增强材料173

9.2　喷管的烧蚀现象174

9.3　喷管的沉积现象及其影响因素178

9.4　简单喷管的传热与计算179

9.4.1　喷管的允许工作时间179

9.4.2　喷管的极限工作时间180

9.5　喷管的热防护设计183

9.5.1　热防护原理183

9.5.2　喷管的烧蚀冷却模型184

9.5.3　烧蚀喷管附面层损失计算188

9.5.4　高硅氧／酚醛热防护工程计算192

9.5.5　碳／碳复合材料喉衬热化学烧蚀工程计算197

9.5.6　碳／酚醛热防护工程计算203

9.5.7　关于Al2O3颗粒侵蚀问题的讨论204

9.5.8　喷管热防护设计中注意的问题204

第10章　热传导问题的非傅里叶分析10.1　瞬态热传导的宏观物理现象分析208

10.2　通用傅里叶定律210

10.3　热量传播速度为有限值时的热传导微分方程211

10.3.1　强瞬态热传导问题212

10.3.2　超瞬态热传导问题212

10.3.3　不同类型的热传导微分方程213

10.4　瞬态热传导问题的非傅里叶分析214

10.4.1　强瞬态热传导问题214

10.4.2　超瞬态热传导问题217

10.5　热冲击问题的非傅里叶分析220

10.5.1　热应力问题的数学描述221

10.5.2　热冲击问题的数学描述223

10.5.3　热冲击问题的非傅里叶分析224

第11章　计算传热学228

11.1　求解域及控制方程组的离散方法228

11.1.1　传热控制方程组的类型228

11.1.2　守恒型方程和非守恒型方程230

11.1.3　求解域离散化与网络生成231

11.1.4　控制方程组的离散化232

11.1.5　离散方程的相容性、收敛性和稳定性237

11.2　一维导热问题计算238

11.2.1　一维稳态导热的计算238

11.2.2　一维非稳态导热的计算240

11.2.3　边界条件与源项处理241

11.2.4　线性代数离散方程组的求解244

11.3　对流—扩散方程的差分格式245

11.3.1　对流—扩散方程及其精确解分析245

11.3.2　中心差分格式246

11.3.3　对流项迎风格式247

11.4　求解非边界层型流动与换热问题的SIMPLE方法248

11.4.1　流场数值计算的困难249

11.4.2　交错网格与动量方程的离散249

11.4.3　压强修正与SIMPLE方法250

11.4.4　SIMPLE算法的计算步骤与有关说明252

11.5　CFD/NHT商业软件简介252

附录256