01 / 導讀
導讀
引用
Çengel, Y. A., & Ghajar, A. J. (2020). Heat and Mass Transfer: Fundamentals and Applications (6th ed.). McGraw-Hill Education.
章節概要
第六版列有17章：印刷版十四章，外加三個線上章節（電子裝置冷卻、建築物的供暖與冷凍、食品的冷藏與冷凍），以及一個性質表和線圖的附錄。出版社介紹說，本書把傳熱基本原理的完整覆蓋與靈活格式下範圍廣泛的應用結合在一起。它通過強調物理和背後的物理現象來求得實用的理解，涵蓋標準主題並聯系現實生活中的日常應用，同時淡化數學方面的內容，以便利用學生的直覺。目錄給出章標題而沒有小節列表，因此下面的條目描述的是各標題所指的內容。
第1章：導論與基本概念（Introduction and Basic Concepts）
開篇一章，提出後面各章所依託的基本概念。
第2–5章：熱傳導方程；穩態熱傳導；瞬態熱傳導；熱傳導的數值方法（Heat Conduction Equation; Steady Heat Conduction; Transient Heat Conduction; Numerical Methods in Heat Conduction）
四章講熱傳導。先是熱傳導方程，然後是穩態傳導、瞬態傳導，最後是單獨成章的數值方法。
第6–9章：對流基礎；外部強制對流；內部強制對流；自然對流（Fundamentals of Convection; External Forced Convection; Internal Forced Convection; Natural Convection）
四章講對流：先是基礎，然後是流過外表面的強制對流、內部流動中的強制對流，最後是自然對流。
第10–11章：沸騰與凝結；換熱器（Boiling and Condensation; Heat Exchangers）
相變傳熱和換熱器的分析，是前面熱傳導和對流內容的應用。
第12–13章：熱輻射基礎；輻射傳熱（Fundamentals of Thermal Radiation; Radiation Heat Transfer）
兩章講輻射，先是基礎，然後是輻射傳熱。
第14章：傳質（Mass Transfer）
印刷版的最後一章講傳質，即書名中與傳熱並列的那個主題。
第15–17章：電子裝置冷卻；建築物的供暖與冷凍；食品的冷藏與冷凍（線上章節）（Cooling of Electronic Equipment; Heating and Cooling of Buildings; Refrigeration and Freezing of Foods）
三個應用章節，第六版不放在印刷版中而提供線上版：電子裝置冷卻、建築物，以及食品的冷藏與冷凍。
核心概念
下面的解釋是對各章標題所點名主題的一般性定義。
第1–5章：熱傳導
- 熱傳導方程：固體中溫度所滿足的控制方程，穩態和瞬態的解都由它得出。
- 瞬態傳導：周圍環境改變之後，物體內溫度如何隨時間變化。
- 熱傳導的數值方法：用有限差分等方法數值求解難以得到解析形式的傳導問題。
第6–11章：對流、相變與換熱器
- 強制對流與自然對流：向運動流體的傳熱，由外加的流動或由浮力驅動。
- 沸騰與凝結：伴隨相變的傳熱。
- 換熱器：在流體之間傳遞熱量的裝置，在第11章分析。
第12–14章：輻射與傳質
- 熱輻射：通過電磁波交換熱量，先講基礎，再講表面之間的輻射。
- 傳質：某種組分在混合物中的遷移，在結構上與傳熱平行。
評析
優點
- 物理直覺優先。 出版社說明，本書強調物理和現實應用，淡化數學方面，這種做法旨在利用學生的直覺。
- 完整的序列。 印刷版目錄由熱傳導、對流、相變、換熱器、輻射一直講到傳質，因此一學期或兩學期的傳熱課程可以只用一本書。
- 包含傳質。 書名承諾了傳熱與傳質，目錄在輻射之後確實給出了傳質一章。
- 線上應用章節。 關於電子裝置冷卻、建築物和食品冷凍的三個線上章節，把全書擴充套件到印刷版十四章之外。
- 大量參考資料。 第六版篇幅很大（國際版的資訊為1,056頁），附有性質表和線圖的附錄。
侷限
- 有意減少數學內容。 出版社說明淡化了數學方面，因此希望完整推導解析解的學生需要另找一本數學性更強的教材；本課程書單中有數本。
- 篇幅。 超過1,000頁，大部分內容是供選讀而不是順序通讀的。
- 版本變體。 第六版有不同的ISBN，也有SI單位版和國際版。SI版的資訊顯示出版日期為2020年7月，國際版則編目為2019年，因此對照頁碼時請先核對版本。
在課程中的定位
Çengel與Ghajar的書是第一門傳熱課程的主教材。Kreith與Manglik的 Principles of Heat Transfer 是最接近的替代選擇：它有十一章，講熱傳導、對流、輻射、相變與換熱器，沒有傳質一章，而Çengel與Ghajar給了傳質一章。Lienhard的 A Heat Transfer Textbook 是入門性的書，也涉及傳質，其第六版可免費下載。Nellis與Klein的 Introduction to Engineering Heat Transfer 把從基本原理出發的推導與EES、MATLAB等計算工具結合起來。
Bergman、Lavine、Incropera與DeWitt的 Fundamentals of Heat and Mass Transfer 是更嚴謹的工程教材，附有分析與設計習題；Ghiaasiaan的 Convective Heat and Mass Transfer 是對流方面的研究生層次的書，適合在學過以上任何一本教材的課程之後讀。
如何使用本書
本書適合修一學期或兩學期傳熱課程的機械、化工、航空航天和能源工程學生。出版社沒有列出預備知識；在學習對流各章之前，學生需要微積分、基礎熱力學和一些流體力學。
- 核心： 第1–9章（基本概念、熱傳導、對流）和第11章（換熱器）。按書中順序，先讀熱傳導，再讀對流。
- 輻射： 第12–13章，通常在對流和換熱器之後講授。
- 選讀： 第10章沸騰與凝結、第14章傳質以及線上應用章節，視教學大綱而定。
把例題當作模板，手邊備好附錄中的性質表；如果課程涉及計算，則要讀數值方法一章。