کتاب نظریه و مسائل انتقال حرارت

کتاب نظریه و مسائل انتقال حرارت با عنوان اصلی Schaum's Outline of Theory and Problems of Heat Transfer نوشتهٔ دونالد پیتز و لیتون ای. سیزوم و ترجمهٔ حسین خوش نظر و غلامرضا صالحی و بهرام قربانی توسط انتشارات تایماز در سال ۱۳۹۰ منتشر شده است. این کتاب یکی از منابع معتبر و جامع در حوزهٔ انتقال حرارت است که به‌ویژه برای دانشجویان و مهندسان رشته‌های مهندسی مکانیک، شیمی، انرژی و پلیمر مناسب است. نسخه الکترونیکی این اثر را می‌توانید از طاقچه خرید و دانلود کنید.

درباره کتاب نظریه و مسائل انتقال حرارت اثر دونالد پیتز و لیتون ای. سیزوم

کتاب «نظریه و مسائل انتقال حرارت» اثری است که بر پایهٔ ویرایش دوم کتاب Heat Transfer نوشتهٔ «دونالد پیتز» و «لیتون ای. سیزوم» در سال ۱۹۹۸ میلادی تهیه شده و به‌طور کامل به فارسی ترجمه شده است. این کتاب به‌عنوان یکی از منابع شاخص و پرکاربرد در آموزش انتقال حرارت در دانشگاه‌های ایران و جهان شناخته می‌شود. تسلط نویسندگان به مباحث پایه و پیشرفتهٔ انتقال حرارت، ارائهٔ مثال‌های متنوع و کاربردی و همچنین پرداختن به مسائل حل‌شده و تمرین‌های تکمیلی، این کتاب را به اثری متمایز بدل کرده است. ترجمهٔ کتاب با دقت و رعایت امانت انجام شده و تلاش شده تا زبان و ساختار آن برای دانشجویان ایرانی قابل فهم و کاربردی باشد. کتاب حاضر باتوجه‌به کمبود منابع به‌روز و جامع در این حوزه، جایگاه ویژه‌ای در میان منابع دانشگاهی دارد. این اثر نه‌تنها مفاهیم نظری انتقال حرارت را پوشش می‌دهد، بلکه با ارائهٔ ۲۹۶ مسئلهٔ حل‌شده و ۱۰۱ مسئلهٔ تکمیلی، دانشجویان را برای حل مسائل واقعی و صنعتی آماده می‌کند. کتاب حاضر برای تدریس در دوره‌های کارشناسی و حتی کارشناسی‌ارشد رشته‌های مهندسی مکانیک، شیمی، انرژی و پلیمر توصیه می‌شود و به‌دلیل ساختار منظم و مثال‌های کاربردی، همواره مورد توجه اساتید و دانشجویان قرار گرفته است.

خلاصه کتاب نظریه و مسائل انتقال حرارت

کتاب حاضر با مقدمه‌ای دربارهٔ اهمیت انتقال حرارت در علوم مهندسی آغاز می‌شود و سپس سه مکانیزم اصلی انتقال حرارت یعنی رسانش، جابه‌جایی و تشعشع را به‌صورت مفصل شرح می‌دهد. در ادامه، خواص مواد و واحدها و مفاهیم پایه‌ای مانند جرم حجمی، گرمای ویژه، گرانروی و ضریب هدایت گرمایی بررسی می‌شود. فصل‌های بعدی به هدایت یک‌بعدی و چندبعدی در حالت پایدار و گذرا، جابه‌جایی اجباری و طبیعی، انتقال حرارت در لوله‌ها و مبدل‌های حرارتی و همچنین پدیده‌های جوشش و تقطیر اختصاص یافته است. هر فصل با ارائهٔ مثال‌های حل‌شده و تمرین‌های متنوع، مفاهیم را به‌صورت کاربردی آموزش می‌دهد. در انتهای هر فصل، مسائل تکمیلی برای تمرین بیشتر و تعمیق یادگیری ارائه شده است. پیام اصلی کتاب حاضر آموزش گام‌به‌گام مفاهیم انتقال حرارت و آماده‌سازی دانشجو برای حل مسائل واقعی و صنعتی است.

چرا باید کتاب نظریه و مسائل انتقال حرارت را بخوانیم؟

این کتاب به‌دلیل پوشش کامل مباحث نظری و عملی انتقال حرارت، ارائهٔ مثال‌های متنوع و مسائل حل‌شده و همچنین ترجمهٔ روان و دقیق، یکی از بهترین منابع برای یادگیری و تسلط بر این حوزه است. ساختار منظم، توضیحات شفاف و ارتباط مثال‌ها با کاربردهای روزمره، یادگیری را برای دانشجویان آسان و جذاب می‌کند. اگر به‌دنبال منبعی هستید که هم مفاهیم پایه و هم مسائل پیشرفته را پوشش دهد و شما را برای امتحانات و پروژه‌های صنعتی آماده کند، این کتاب انتخابی مناسب است.

کتاب نظریه و مسائل انتقال حرارت را به چه کسانی پیشنهاد می‌کنیم؟

این کتاب برای دانشجویان و اساتید رشته‌های مهندسی مکانیک، شیمی، انرژی، پلیمر و سایر رشته‌های مرتبط با حرارت و سیالات بسیار مناسب است. اگر در حال گذراندن درس انتقال حرارت هستید یا قصد دارید در پروژه‌های صنعتی با مسائل حرارتی روبه‌رو شوید، این کتاب راهنمایی جامع و قابل اعتماد برای شما است؛ همچنین این کتاب برای داوطلبان کنکور کارشناسی‌ارشد و دکتری که به‌دنبال منبعی کامل و تمرین‌محور هستند، بسیار مفید خواهد بود. اگر کتاب‌هایی مانند انتقال حرارت اینکروپرا یا هولمن را دوست داشتید، از این کتاب نیز لذت خواهید برد.

خلاصه فصل‌های کتاب نظریه و مسائل انتقال حرارت

این کتاب شامل فصل‌هایی است که در ادامه آمده است. ۱. مقدمه (آشنایی با مفاهیم پایه و اهمیت انتقال حرارت) ۲. هدایت یک‌بعدی در حالت پایدار (معادلات پایه، دیوارهای چندلایه، سیستم‌های شعاعی، شرایط مرزی و فین‌ها) ۳. هدایت چندبعدی در حالت پایدار (روش‌های تحلیلی و عددی، رسم نمودار و ضریب شکل هدایت) ۴. هدایت یک‌بعدی در حالت گذرا (عدد فوریه و بایوت، تحلیل ظرفیت حرارتی کلی، حل نموداری و عددی) ۵. مکانیک سیالات (استاتیک و دینامیک سیالات، معادلات حرکت و بقای انرژی) ۶. جابه‌جایی اجباری: جریان آرام (لایهٔ مرزی، معادلات بلازیوس و فون کارمن، انتقال حرارت در لوله‌ها) ۷. جابه‌جایی اجباری: جریان آشفته (تشابه رینولدز، جریان در لوله‌ها و اجسام غوطه‌ور) ۸. جابه‌جایی طبیعی (صفحات و استوانه‌های عمودی و افقی، فضاهای بسته) ۹. جوشش و تقطیر (پدیدهٔ جوشش، جوشش هسته‌ای و فیلمی، تقطیر فیلمی) ۱۰. مبدل‌های حرارتی (انواع مبدل‌ها، تحلیل حرارتی، روش بازده و ضریب کثیفی) ۱۱. تشعشع (خواص و تعاریف، قانون استفان - بولتزمن، مبادلهٔ تابش بین سطوح). هر فصل با مثال‌های حل‌شده و مسائل تکمیلی همراه است.

بخشی از کتاب نظریه و مسائل انتقال حرارت

«کارهای مهندسی بیشتر به علم حرارت، شامل ترمودینامیک و انتقال حرارت، مرتبط می‌شود. در ترمودینامیک سیستم در حالت تعادل بررسی می‌گردد. در انتقال حرارت با اضافه کردن قوانینی که نرخ انتقال انرژی را پیش‌بینی می‌کند به عنوان ابزار تکمیلی برای تحلیل حرارتی سیستم به کار می‌رود. این قوانین تکمیلی برای سه حالت انتقال حرارت، هدایت، جابه‌جایی و تابش می‌باشد. ۱-۱ رسانش در یک جسم همگن اختلاف دما باعث انتقال انرژی می‌گردد که به وسیله رابطه زیر محاسبه می‌گردد: (۱.۱) q = -kA (dT/dx) که در آن dT/dx گرادیان دما در جهت عمود بر سطح و k ضریب هدایت گرمایی است. ضریب هدایت گرمایی یک مقدار تجربی برای جسم مورد نظر می‌باشد و تابع متغیرهای دیگر مثل دما و فشار است. واحد ضریب هدایت گرمایی، W/m.K یا kcal/m.h.°C می‌باشد. بر طبق قانون دوم ترمودینامیک، حرارت از محیط گرم‌تر به محیط سردتر انتقال می‌یابد. بنابراین علامت منفی در قانون فوریه (۱.۱) باید وارد گردد. اگر پروفیل دما در جسم به صورت خطی باشد، گرادیان دما (مشتق جزئی) به صورت زیر می‌تواند نوشته شود: dT/dx = (T2-T1)/L جسم حتی سطح آن، مستقل از زمان می‌باشد. اگر دمای یک جسم با زمان تغییر کند انرژی به آن اضافه می‌گردد یا از آن گرفته می‌شود. نرخ ذخیره انرژی با رابطه زیر نشان داده می‌شود: dE/dt = m c (dT/dt) ۱-۲ جابه‌جایی هر گاه جسم جامدی با یک سیال در حالت حرکت با دمای متفاوت در تماس باشد، انرژی از جسم جامد به سیال (یا از سیال به جسم جامد) منتقل می‌شود. اگر دمای بالا دست جریان T∞ و دمای سطح جامد Ts باشد، انتقال حرارت در واحد زمان توسط رابطه زیر نشان داده می‌شود: q = hA (T∞ - Ts) این معادله به قانون سرمایش نیوتن معروف می‌باشد. در این معادله h ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی است. ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی به عنوان نسبت ثابت، انتقال حرارت در واحد زمان و واحد سطح را به اختلاف دمای کلی نسبت می‌دهد. واحد h، W/m².K یا kcal/m².h.°C می‌باشد. باید توجه شود که انتقال حرارت در مرز جامد - سیال، هدایت می‌باشد. سپس حرارت انتقال یافته توسط جابه‌جایی به سیال انتقال می‌یابد. سومین حالت انتقال حرارت توسط انتشار امواج الکترومغناطیس می‌باشد که هم در محیط مادی و هم در خلاء انتقال می‌یابد. شواهد تجربی نشان می‌دهد که انتقال حرارت توسط تابش با توان چهارم دمای مطلق متناسب می‌باشد در حالی که در رسانش و جابه‌جایی با اختلاف دمای خطی متناسب است. قانون استفان - بولتزمن توسط رابطه زیر ارائه می‌گردد: q = εσAT⁴ در معادله بالا T دمای مطلق است. σ ثابت استفان-بولتزمن و ε ضریب صدور سطح است که مقدار آن بین ۰ تا ۱ می‌باشد.»