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内容简介
本书是一本系统性地论述温度约一万度的高温电离条件下气体传热与流动问题的专著.着重论述高温电离气体或热等离子体条件下传热与流动的特点、处理方法和现有的研究成果,特别是那些与普通传热学或普通流体力学的结果不相同或不完全相同的结果.
全书分为引论、高温电离气体、基本方程式、等离子体中颗粒的受力、等离子体中颗粒的传热、等离子体发生器与反应器中的传热与流动以及其它一些等离子体传热与流动问题等七章,每章均列有大量的参考文献,书末的附录中给出了实际计算中常用的物理常数、函数、等离子体成分组成、热力学与输运性质.
本书可供工程热物理、航天、冶金、化工、机械、材料等工业部门从事热等离子体科学与技术工作的科研与教学人员使用,也可作为相应专业的研究生的参考教材.
目录
- 前言
主要符号表
第一章 引论
第一节 高温电离气体传热与流动研究的应用背景
第二节 典型的热等离子体技术应用中的传热与流动问题
第三节 高温电离气体条件下传热与流动的特点
第四节 本书的内容安排
参考文献
第二章 高温电离气体
第一节 高温电离气体的产生
§1.1 电弧热等离子体发生器
§1.2 高频热等离子体发生器
第二节 高温电离气体中的碰撞过程
第三节 高温电离气体中的辐射过程
第四节 高温电离气体的热力学状态
§4.1 完全热力学平衡
§4.2 局域热力学平衡
§4.3 双温度等离子体
第五节 等离子体的特征参量
§5.1 Debye长度
§5.2 等离子体频率——响应时间
第六节 高温电离气体的组分、热力学性质与输运性质
§6.1 平衡等离子体的组成成分
§6.2 热力学性质
§6.3 输运性质
第七节 等离子体及被加工的颗粒参数的测量
§7.1 等离子体温度的光谱法测量
§7.2 静电探针
§7.3 量热探针
§7.4 飞行中颗粒参数的测量
参考文献
第三章 基本方程式
第一节 引言
第二节 连续介质基本方程式
§2.1 方程的一般形式
§2.2 直角坐标系中的基本方程式
§2.3 柱坐标系中的基本方程式
§2.4 球坐标系中的基本方程式
第三节 电磁场方程式
第四节 自由分子流区的基本方程式
§4.1 平衡气体中粒子的速度分布函数
§4.2 有温度梯度或速度梯度的气体中粒子的速度分布函数
§4.3 气体的平均性质与通量
参考文献
第四章 等离子体中颗粒的受力
第一节 引言
第二节 颗粒所受的各种作用力
第三节 连续介质区颗粒的阻力
§3.1 现有的颗粒阻力表达式
§3.2 有关颗粒阻力的解析研究与数值计算
§3.3 实验研究
§3.4 其它复杂因素
第四节 过渡区颗粒的阻力
第五节 自由分子流区颗粒的阻力
§5.1 引言
§5.2 基本假定、粒子通量与颗粒上的浮动电位
§5.3 颗粒的阻力
第六节 颗粒所受的热泳力
§6.1 引言
§6.2 过渡区颗粒上的热泳力
§6.3 自由分子流区颗粒上的热泳力
参考文献
第五章 等离子体中颗粒的传热
第一节 引言
第二节 连续介质区颗粒的传热:无对流情形
§2.1 向不蒸发颗粒的定常传热
§2.2 热边界层的松弛时间
§2.3 向蒸发(或升华)中的颗粒的传热
§2.4 颗粒的非定常加热
§2.5 从颗粒蒸发的蒸汽污染等离子体对传热的影响
第三节 连续介质区的传热:有对流情形
§3.1 现有的颗粒传热表达式
§3.2 现有传热表达式适用性的评价
§3.3 有对流、无蒸发颗粒传热表达式(3.8)的推导
§3.4 有对流条件下向蒸发颗粒的传热
§3.5 等离子体向球传热的实验研究
第四节 温度跳跃区的传热
§4.1 热传导势跳跃处理办法
§4.2 Knudsen数对颗粒传热的影响:无对流情形
§4.3 压力对等离子体向颗粒传热的影响
§4.4 有对流条件下Knudsen数对颗粒传热的影响
§4.5 对热传导势跳跃处理办法的修改
第五节 自由分子流区的传热
§5.1 引言
§5.2 分析结果:球形颗粒情形
§5.3 向圆柱体的传热
§5.4 其它复杂因素
参考文献
第六章 等离子体发生器与反应器中的传热与流动
第一节 通道电弧的数值模拟
§1.1 充分发展电弧
§1.2 发展中的电弧
§1.3 冷气体喷射对通道电弧的影响
§1.4 其它复杂因素
第二节 等离子体反应器的数值模拟
§2.1 反应器中流动与传热的数值模拟
§2.2 原料颗粒在反应器中的运动轨迹与加热历程
§2.3 颗粒的成核、长大与热泳沉积
第三节 等离子体射流的数值模拟
§3.1 引言
§3.2 层流等离子体射流(亚声速)
§3.3 紊流等离子体射流(亚声速)
§3.4 超声速等离子体射流
§3.5 颗粒在等离子体射流中的运动与加热
第四节 高频等离子体发生器的数值模拟
§4.1 准二维数值模拟
§4.2 包括二维自洽电磁场解的数值模拟
§4.3 原料颗粒的运动与加热
参考文献
第七章 其它等离子体传热与流动问题
第一节 自由边界电弧
§1.1 自由燃烧电弧
§1.2 高强度直流电弧的阳极约束区
第二节 电弧的电极区
§2.1 阳极传热
§2.2 阴极过程
第三节 等离子体向处于浮动电位或具有偏置电位的物体的传热
第四节 计算大温差变物性条件下传热与阻力的参考温度法
参考文献
附录A 物理常数和常用函数
附录B 等离子体的成分组成
附录C 等离子体的热力学与输运性质
参考文献
内容索引