冶金传输原理（第2版）

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“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材

北京市高等教育精品教材

 

内容简介

本书共分四篇，分别为动量传输、热量传输、质量传输、传输现象的类比和耦合。从传输现象出发，系统介绍了动量传输、热量传输和质量传输的基本概念、基本规律和基本方法。介绍了传输现象在冶金工程中的应用，以及化学反应的传质理论与化学动力学之间的关系。基于三种传输现象的类似性，探讨了冶金传输原理的课程体系。针对传输过程的非平衡态线性不可逆特点，讨论了传输过程中的耦合概念。各章提要精练地概括了学习重点，章后总结了应掌握的内容，思考题和习题具有代表性；书末附有常用数据表、索引和习题参考答案。

 

目录

第一篇 动量传输

1 传输原理中流体的基本概念

1.1 流体及连续介质模型

1.2 流体的密度和重度

1.3 流体的压缩性

1.4 流体的黏性

1.5 牛顿流体和理想流体

1.6 黏性动量流密度(通量)

1.7 作用在流体上的质量力和表面力

1.8 系统及控制体

1.9 单位与量纲

1.10 小结

 

2 控制体法(积分方程)

2.1 质量守恒积分式

2.2 质量守恒积分式的应用

2.3 动量守恒积分式

2.4 动量积分式的应用

2.5 能量守恒积分式

2.6 能量积分式的应用

2.7 小结

 

3 流体静力学

3.1 流体静力学平衡微分方程

3.2 流体静力学基本方程

3.3 流体压强的度量基准

3.4 流体静力学基本方程的应用

3.5 小结

 

4 描述流体运动的方法

4.1 雷诺试验和卡门涡街

4.2 描述流体运动的两种方法

4.3 质点导数

4.4 拉格朗日法和欧拉法的转换

4.5 流体运动的基本概念

4.6 小结

 

5 动量传输的微分方程

5.1 连续性微分方程

5.2 理想流体运动方程(欧拉方程)

5.3 伯努利方程(理想流体定常流动沿流线的积分)

5.4 伯努利方程的应用

5.5 实际流体运动方程—纳维-斯托克斯方程

5.6 小结

 

6 管道中的流动

6.1 圆管中的层流流动

6.2 湍流流动

6.3 普朗特混合长度理论

6.4 圆管内湍流速度分布

6.5 圆管中的摩擦阻力系数

6.6 气体通过固体散料层的公式

6.7 管路计算

6.8 小结

 

7 边界层理论

7.1 边界层的基本概念

7.2 边界层微分方程

7.3 冯•卡门动量积分方程

7.4 平板湍流的边界层

7.5 影响层流向湍流过渡的诸因素

7.6 小结

 

8 可压缩气体的流动和射流简介

8.1 可压缩气体的相关概念

8.2 可压缩气体一元稳定等熵流动的基本方程

8.3 一元稳定等熵流动气流的基本特性

8.4 气流参数与流通截面的关系

8.5 喷管的计算和分析

8.6 射流和气液两相流动

8.7 小结

 

9 相似原理与模型研究方法

9.1 相似的概念

9.2 相似原理

9.3 量纲分析

9.4 模型研究方法

9.5 小结

 

第二篇 热量传输

10 热量传输的基本方式

10.1 导热

10.2 热对流

10.3 辐射

10.4 组合传热

10.5 小结

 

11 导热微分方程

11.1 导热微分方程

11.2 导温系数(热扩散系数)

11.3 柱坐标系和球坐标系的导热微分方程

11.4 定解条件

11.5 小结

 

12 一维稳态和非稳态导热

12.1 通过平壁的一维稳态导热

12.2 通过圆筒壁的一维稳态导热

12.3 非稳定导热的基本概念

12.4 薄材的非稳态导热

12.5 半无限大物体的一维非稳态导热

12.6 有限厚物体的一维非稳态导热

12.7 其他形状物体的非稳态导热

12.8 导热问题的数值解法简介

12.9 小结

 

13 对流换热的基本方程和分析解

13.1 对流换热概述

13.2 对流换热微分方程组

13.3 对流换热边界层微分方程组

13.4 对流换热边界层微分方程组的分析解

13.5 对流换热边界层积分方程近似解

13.6 小结

 

14 对流换热的特征数及其关联式

14.1 对流换热的特征数和量纲分析

14.2 强制对流换热及其关联式

14.3 自然对流换热及其关联式

14.4小结

 

15 热辐射的基本定律

15.1 热辐射的基本概念

15.2 热辐射的基本定律

15.3 实际物体的热辐射特性

15.4 小结

 

16 辐射换热计算

16.1 黑体表面间的辐射换热

16.2 灰体表面间的辐射换热

16.3 辐射换热的网络方法

16.4 气体辐射

16.5 气体与围壁表面间的辐射换热

16.6 小结

 

第三篇 质量传输

17 质量传输的基本概念

17.1 分子扩散

17.2 分子扩散系数

17.3 质对流

17.4 质量传输中的浓度

17.5 传质流密度

17.6 小结

 

18 分子扩散的微分方程

18.1 分子扩散平衡方程式

18.2 分子扩散微分方程的定解条件

18.3 模拟分子扩散过程的步骤

18.4 小结

 

19 分子扩散

19.1 一维稳态无化学反应的分子扩散

19.2 一维稳态有化学反应的传质

19.3 静止介质中非稳态分子扩散

19.4 小结

 

20 对流流动传质

20.1 对流传质基本概念

20.2 质量传输平衡方程式

20.3 对流传质中的重要特征数

20.4 层流浓度边界层的精确解

20.5 浓度边界层的近似解

20.6 小结

 

21 对流传质的特征数及其关联式

21.1 对流传质的量纲分析

21.2 流过平板、球体和圆柱体的传质

21.3 管道内的湍流传质

21.4 流体流过填充床和流化床的传质

21.5 湿壁塔内的传质

21.6 对流传质过程的模拟步骤

21.7 小结

 

22 相间传质

22.1 相际平衡与平衡浓度

22.2 相间对流传质基本模型

22.3 双膜理论与相际稳态综合传质

22.4 具有化学反应的相际稳态综合传质

22.5 具有传热过程的相际稳态综合传质

22.6 小结

 

第四篇 传输现象的类比和耦合

23 传输现象的类比特性

23.1 动量、热量和质量传输基本概念和参数类比

23.2 动量、热量和质量传输的类比

23.3 类比的特征数

23.4 雷诺类比和柯尔伯恩类比

23.5 动量、热量和质量边界层的类比

 

24 传输现象的耦合特性

24.1 线性流密度和耦合效应

24.2 不可逆过程热力学的基本概念

24.3 近平衡体系的线性不可逆过程热力学

24.4 昂色格(Onsager)倒易关系

24.5 小结

 

附录

中英文人名对照表

名词术语索引

习题参考答案

参考文献