化工传递过程导论

前言

主要符号说明

第1章 绪论

1.1 化工科学的发展与传递学科的成长

1.2 化工过程的平衡与速率

1.3 传递过程速率的量化方法

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学习提示

思考题

习题

第2章 流体流动的机理与模型化

2.1 流体与流动的基本概念

2.1.1 流体的连续性

2.1.2 流速和流率

2.1.3 定态流动与非定态流动

2.1.4 黏性流体与理想流体

2.1.5 层流和湍流

2.1.6 牛顿黏性定律

2.1.7 动量传递现象

2.1.8 流动阻力与阻力系数

2.2 描述流动问题的方法

2.2.1 系统和控制体

2.2.2 拉格朗日法和欧拉法

2.2.3 物理量的时间导数

2.3 微分质量衡算与连续性方程

2.3.1 连续性方程的推导

2.3.2 连续性方程的分析

2.3.3 柱坐标系和球坐标系中的连续性方程

2.4 流体的受力

2.4.1 体积力和表面力

2.4.2 表面应力与应变速率的关系

2.5 一维流动的薄壳动量衡算

2.5.1 薄壳衡算

2.5.2 通过圆管的流动

2.6 微分运动方程

2.6.1 用应力表示的微分运动方程

2.6.2 运动方程与机械能方程

2.6.3 奈维一斯托克斯方程

2.6.4 奈维一斯托克斯方程的求解

2.7 量纲分析与放大

2.7.1 量纲与单位

2.7.2 奈维一斯托克斯方程的量纲分析

2.7.3 白金汉方法

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学习提示

思考题

习题

第3章 微分运动方程的若干解析

3.1 一维定态流动

3.1.1 平壁间定态层流

3.1.2 平壁面上降膜流动

3.1.3 套管环隙间的轴向定态层流

3.1.4 套管环隙间的周向层流

3.2 非定态流动问题简介

3.3 流函数和势函数

3.3.1 平面流、轴对称流动和流函数

3.3.2 流线和迹线

3.3.3 理想流体和欧拉方程

3.3.4 势流和势函数

3.4 二维绕流

3.4.1 绕无限长圆柱体的势流

3.4.2 爬流

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学习提示

思考题

习题

第4章 近壁区域的大雷诺数流动

4.1 边界层流动

4.1.1 边界层概念

4.1.2 平板层流边界层方程

4.1.3 平板层流边界层方程的精确解

4.1.4 边界层的分离和尾流

4.2 湍流流动

4.2.1 湍流与湍流边界层

4.2.2 湍流的表征

4.2.3 雷诺方程和雷诺应力

4.2.4 湍流的半经验模型

4.2.5 湍流的通用速度分布

4.3 圆管内的入口段和湍流流动

4.3.1 圆管人口段流动

4.3.2 圆管湍流的速度分布

4.3.3 光滑圆管湍流的范宁摩擦因数

4.3.4 粗糙圆管湍流的范宁摩擦因数

4.4 卡门动量积分方程

4.4.1 平板上边界层的动量衡算

4.4.2 平板上层流边界层的近似解

4.4.3 平板上湍流边界层的近似解

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学习提示

思考题

习题

第5章 热量传递及其微分方程

5.1 热量传递方式

5.1.1 热传导

5.1.2 对流传热

5.1.3 热辐射

5.1.4 实例说明

5.2 能量方程

5.2.1 能量方程的推导

5.2.2 能量方程的特定形式

5.2.3 柱坐标系和球坐标系的能量方程

5.2.4 能量方程的定解条件

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思考题

习题

第6章 热传导

6.1 定态热传导

6.1.1 无内热源的一维定态热传导

6.1.2 有内热源的一维定态热传导

6.1.3 肋的定态热传导

6.1.4 多维定态热传导

6.2 非定态热传导

6.2.1 非定态热传导过程概述

6.2.2 忽略内部热阻的非定态导热与集总热容法

6.2.3 内部和表面热阻均不可忽略的一维非定态导热

6.2.4 多维非定态导热

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学习提示

思考题

习题

第7章 对流传热

7.1 对流传热与对流传热系数

7.1.1 对流传热的种类与研究方法

7.1.2 温度边界层、流体温度分布与对流传热系数

7.2 平板壁面对流传热

7.2.1 平板壁面上层流传热的精确解

7.2.2 平板壁面上层流传热的近似解

7.2.3 平板壁面上湍流传热的近似解

7.3 圆管内对流传热

7.3.1 圆管内对流传热系数

……

第8章 质量传递：现象、机理及模型

第9章 气体、液体及固体中的扩散传质

第10章 传质边界层及对流传质理论

第11章 传递过程模型化方法

参考文献

附录

《化工传递过程导论》是化工传递过程方面的基础教材，内容上重视传递过程物理原理的解释及化工过程量化方法的阐述。第1章旨在帮助读者迅速理解课程的内容和意义；第11章总结了传递模型化方法并通过实例让读者领略其魅力；主体内容第2-10章依次介绍了动量传递、热量传递和质量传递，每种传递过程均为3章篇幅并相互对应，其中，第2、5、8章分别介绍各种传递过程的机理和模型，第3、6、9章讲解各种分子传递过程的求解分析，第4、7、10章则介绍对流传递现象的规律和量化方法。各章均附有例题、思考题和习题，并通过“学习提示”和“拓展文献”，帮助读者理解运用《化工传递过程导论》内容。《化工传递过程导论》可作为高等理工院校化学工程与工艺专业的本科生教材，也可作为石油化工、冶金工程、轻化工程、高分子化工、生物工程、环境工程等有关专业的研究人员和高校教师的参考书。

全书共分11个章节，主要对传递过程物理原理的解释及化工过程量化方法作了介绍，具体内容包括流体流动的机理与模型化、微分运动方程的若干解析、热量传递及其微分方程、传质边界层及对流传质理论等。该书可供各大专院校作为教材使用，也可供从事相关工作的人员作为参考用书使用。