传热学

译者序

原书前言

作者简介

第1章 引言

1.1 半导体科技走势

1.2 与温度相关的失效

1.2.1 与温度相关的机械失效

1.2.2 与温度相关的腐蚀失效

1.2.3 与温度相关的电气失效

1.3 传热对电子设备的重要性

1.4 热设计过程

参考文献

第2章 能量、能量传递和传热

2.1 能量和功

2.2 宏观和微观能量

2.3 能量传递和传热

2.4 状态方程

习题

参考文献

第3章 能量守恒定律

3.1 热力学第一定律

3.2 控制质量的能量平衡

3.3 控制体积的能量平衡

习题

参考文献

第4章 传热机理

4.1 导热

4.2 对流换热

4.2.1 空气对流换热的简化公式

4.3 辐射换热

习题

参考文献

第5章 热阻网络

5.1 热阻的概念

5.2 串联导热平壁

5.3 并联导热平壁

5.4 总热阻网络

5.5 接触热阻

5.6 热界面材料

5.7 扩散热阻

5.8 印制电路板（PCB）的热阻

习题

参考文献

第6章 微电子封装的热特性

6.1 封装的重要性

6.2 封装类型

6.3 微电子封装的热特性

6.3.1 结-空气热阻

6.3.2 结-壳热阻和结-板热阻

6.3.3 封装的热特性参数

6.4 封装的热阻网络

6.5 影响封装热性能的参数

6.5.1 封装尺寸

6.5.2 封装材料

6.5.3 芯片尺寸

6.5.4 器件热耗散量

6.5.5 气流速度

6.5.6 板的尺寸和导热系数

习题

参考文献

第7章 翅片与散热器

7.1 翅片方程

7.1.1 无限长翅片

7.1.2 翅顶绝热

7.1.3 翅顶的对流和辐射

7.1.4 翅顶为恒定温度

7.2 翅片热阻、功效和效率

7.3 变截面翅片

7.4 散热器的热阻、功效和效率

7.5 散热器的制造工艺

习题

参考文献

第8章 热传导理论

8.1 通过平壁的一维导热方程

8.2 导热方程的一般形式

8.3 边界和初始条件

8.3.1 温度边界条件

8.3.2 热流边界条件

8.3.3 对流边界条件

8.3.4 辐射边界条件

8.3.5 综合边界条件

8.3.6 界面边界条件

8.4 稳态导热

8.4.1 一维稳态导热

8.4.2 二维稳态导热

8.5 非稳态导热

8.6 集总系统

8.6.1 简单集总系统分析

8.6.2 一般集总系统分析

8.6.3 集总系统分析法的适用范围

习题

参考文献

第9章 对流传热基础

9.1 流动类型

9.1.1 外部流动和内部流动

9.1.2 强制对流和自然对流流动

9.1.3 层流和湍流

9.1.4 稳态和非稳态流动

9.2 粘性力、速度边界层和摩擦系数

9.3 热边界层和对流传热系数

9.4 守恒方程

9.5 边界层方程

参考文献

第10章 强制对流换热：外部流动

10.1 归一化的边界层方程

10.2 雷诺数、普朗特数、爱克特数和努塞特数

10.3 局部摩擦系数和对流传热系数的函数形式

10.4 流体外掠平板流动

10.4.1 流过等温平板的层流

10.4.2 流过等温平板的湍流

10.4.3 流过等热流密度平板的流动

10.5 圆柱绕流

10.6 圆柱针翅式散热器

10.7 解决外部强制对流问题的步骤

习题

参考文献

第11章 强制对流换热：内部流动

11.1 平均速度与平均温度

11.2 管内层流与湍流

11.3 入口段长度和充分发展段流动

11.4 内部流动的泵送功率和对流换热

11.5 速度分布与摩擦因子关联式

11.6 温度分布和对流换热关联式

11.7 风机和泵

11.7.1 风机的种类

11.7.2 风机曲线和系统阻力曲线

11.7.3 风机选型

11.7.4 泵的种类

11.8 板翅式散热器

习题

参考文献

第12章 自然对流换热

12.1 浮力和自然对流

12.2 自然对流的速度和温度边界层

12.3 无量纲化自然对流边界层方程

12.3.1 格拉晓夫（GRASHOF）数和瑞利（RAYLEIGH）数

12.3.2 对流换热系数的函数形式

12.4 外掠竖直平板自然对流的层流和湍流流动

12.5 外掠倾斜和水平平板的自然对流

12.6 外掠竖直和水平圆柱体的自然对流

12.7 机箱内的自然对流

12.8 竖直阵列平板间的自然对流

12.9 混合对流

习题

参考文献

第13章 辐射传热

13.1 辐射强度和辐射力

13.2 黑体辐射

13.3 表面辐射特性

13.3.1 表面辐射率

13.3.2 表面吸收率

13.3.3 表面反射率

13.3.4 表面透射率

13.3.5 基尔霍夫定律

13.4 太阳和大气辐射

13.5 辐射通量密度

13.6 角系数

13.7 黑体之间的辐射传热

13.8 非黑体之间的辐射传热

13.9 板翅式散热器的辐射传热

习题

参考文献

第14章 计算机模拟和热设计

14.1 传热和流动方程总结

14.2 计算机模拟基础

14.2.1 一维稳态导热

14.2.2 二维稳态导热

14.2.3 瞬态导热

14.2.4 流动及能量方程

14.3 湍流流动

14.4 有限差分方程的求解

14.5 商业热模拟工具

14.5.1 建立热模型

14.5.2 生成网格

14.5.3 求解流动和温度方程

14.5.4 查看结果

14.5.5 结果显示

14.6 建模与仿真在热设计中的重要性

参考文献

第15章 实验技术及热设计

15.1 流量测量技术

15.2 系统阻力测量

15.3 泵和风机性能曲线测试

15.4 速度测量方法

15.5 温度测量技术

15.6 噪声测量

15.7 热设计中实验测量的重要性

参考文献

第16章 先进冷却技术

16.1 热管

16.1.1 毛细极限

16.1.2 沸腾极限

16.1.3 声速极限

16.1.4 携带极限

16.1.5 热管的其他性能极限

16.1.6 电子冷却中的热管应用

16.1.7 热管的选择和模型

16.1.8 热虹吸管、回路热管和均热板

16.2 液体冷却

16.3 热电冷却器

16.4 电流体流动

16.5 合成射流

参考文献

附录 材料性质

参考文献

《国际电气工程先进技术译丛·传热学：电力电子器件热管理》共16章，结构层次分明。第1～7章介绍了电力电子器件热管理涉及的基础理论。阐述了高温导致电力电子器件失效的原因和类型，能量传递及热传递的机理及方式，微电子封装的结构类型以及常用散热器的热分析方法。第8～13章分别介绍了导热、对流换热（强制对流和自然对流换热）、热辐射的控制方程以及边界条件的设定方法。第14～16章分别介绍了计算机热仿真的基础理论和仿真方法、实验测试方法以及先进的冷却技术。
　　《国际电气工程先进技术译丛·传热学：电力电子器件热管理》的目标读者为进行电力电子装置设计的电气、机械工程师，无论是否具有工程热物理和传热学知识背景，都能从《国际电气工程先进技术译丛·传热学：电力电子器件热管理》获益。对于电气工程、热能及动力工程相关专业的本科生或研究生，本书的内容也足够进行一学期的学习。

“国际电气工程先进技术译丛”是机械工业出版社集中优势资源精心打造的中高端产品，所有图书都是精选的国外优秀电气工程著作，主要针对新能源、智能电网、电力电子、自动控制及新能源汽车等电气工程热点领域。这些图书都是由经验丰富的业内人士编著，并由国内知名专家翻译，具有很高的实用性。
　　 “国际电气工程先进技术译丛”的出版目的主要是为广大国内读者提供一个展示国外先进技术成果的窗口，使国内读者有一个可以更好地了解国外技术的平台。“国际电气工程先进技术译丛”可供电气工程及相关专业工程技术人员、科研人员及大专院校相关专业师生参考。