●第二版前言
版前言
主要符號說明
章緒論1
1.1化工科學的發展與傳遞學科的成長1
1.2化工過程的平衡與速率3
1.3傳遞過程速率的量化方法4
拓展文獻8
學習提示8
思考題8
習題9
第2章流體流動及其微分方程10
2.1流體與流動的基本概念10
2.1.1連續介質假定10
2.1.2流速和流率11
2.1.3定態流動與非定態流動11
2.1.4外部流動與內部流動12
2.1.5黏性流體與理想流體12
2.1.6層流和湍流12
2.1.7牛頓黏性定律13
2.1.8動量傳遞現像14
2.1.9流動阻力與阻力繫數15
2.2描述流動問題的方法15
2.2.1繫統和控制體16
2.2.2拉格朗日法和歐拉法16
2.2.3物理量的時間導數17
2.3微分質量衡算與連續性方程18
2.3.1連續性方程的推導18
2.3.2連續性方程的分析19
2.3.3柱坐標繫和球坐標繫中的連續性方程20
2.4流體的受力21
2.4.1體積力和表面力21
2.4.2表面應力與應變速率的關繫23
2.5一維流動的薄殼動量衡算25
2.5.1薄殼衡算25
2.5.2通過圓管的流動26
2.6微分運動方程29
2.6.1用應力表示的微分運動方程29
2.6.2運動方程與機械能方程31
2.6.3納維-斯托克斯方程32
2.納維-斯托克斯方程的求解34
2.7量綱分析與放大36
2.7.1量綱與單位37
2.7.2納維-斯托克斯方程的量綱分析38
2.7.3白金漢方法41
拓展文獻46
學習提示46
思考題47
習題47
第3章微分運動方程的若干解析50
3.1一維定態流動50
3.1.1平壁間定態層流50
3.1.2平壁面上降膜流動52
3.1.3套管環隙間的軸向定態層流53
3.1.4套管環隙間的周向層流56
3.2非定態流動問題簡介58
3.3流函數和勢函數61
3.3.1平面流、軸對稱流動和流函數61
3.3.2流線和跡線62
3.3.3理想流體和歐拉方程63
3.3.4勢流和勢函數63
3.4二維繞流
3.4.1繞無限長圓柱體的勢流
3.4.2爬流66
拓展文獻69
學習提示70
思考題70
習題71
第4章邊界層流動與相際動量傳遞73
4.1邊界層流動73
4.1.1邊界層概念74
4.1.2平板層流邊界層方程75
4.1.3平板層流邊界層方程的精確解76
4.1.4邊界層的分離和尾流80
4.2湍流流動81
4.2.1湍流與湍流邊界層81
4.2.2湍流的表征84
4.2.3雷諾方程和雷諾應力85
4.2.4湍流的半經驗模型86
4.2.5壁湍流的通用速度分布88
4.2.6湍動能及其耗散90
4.2.7k-ε模式方程92
4.3圓管入口段流動和湍流流動93
4.3.1圓管入口段流動93
4.3.2圓管湍流的速度分布94
4.3.3光滑圓管湍流的範寧摩擦因數95
4.3.4粗糙圓管湍流的範寧摩擦因數96
4.4卡門動量積分方程98
4.4.1平板上邊界層的動量衡算98
4.4.2平板上層流邊界層的近似解101
4.4.3平板上湍流邊界層的近似解102
4.5多相流問題簡介104
拓展文獻106
學習提示107
思考題107
習題108
第5章熱量傳遞及其微分方程110
5.1熱量傳遞方式111
5.1.1熱傳導111
5.1.2對流傳熱112
5.1.3熱輻射113
5.1.4實例說明116
5.2能量方程117
5.2.1能量方程的推導117
5.2.2能量方程的特定形式119
5.2.3柱坐標繫和球坐標繫的能量方程120
5.2.4能量方程的定解條件121
拓展文獻122
學習提示122
思考題122
習題123
第6章熱傳導124
6.1定態熱傳導124
6.1.1無內熱源的一維定態熱傳導124
6.1.2有內熱源的一維定態熱傳導127
6.1.3肋的定態熱傳導128
6.1.4多維定態熱傳導131
6.2非定態熱傳導134
6.2.1非定態熱傳導過程概述134
6.2.2忽略內部熱阻的非定態導熱與集總熱容法137
6.2.3內部和表面熱阻均不可忽略的一維非定態導熱139
6.2.4多維非定態導熱141
拓展文獻143
學習提示143
思考題144
習題144
第7章對流傳熱147
7.1對流傳熱與對流傳熱繫數147
7.1.1對流傳熱的種類與研究方法147
7.1.2溫度邊界層、流體溫度分布與對流傳熱繫數148
7.2平板壁面對流傳熱150
7.2.1平板壁面上層流傳熱的精確解150
7.2.2平板壁面上層流傳熱的近似解153
7.2.3平板壁面上湍流傳熱的近似解155
7.3圓管內對流傳熱156
7.3.1圓管內對流傳熱繫數157
7.3.2圓管入口段的對流傳熱158
7.3.3圓管內強制層流傳熱的理論分析159
7.3.4圓管內強制對流傳熱的經驗關聯式162
7.4自然對流傳熱簡介1
拓展文獻165
學習提示166
思考題166
習題167
第8章質量傳遞：現像、機理及模型169
8.1中的傳質169
8.2傳質機理171
8.2.1擴散傳質171
8.2.2對流傳質173
8.2.3傳質的工程描述173
8.3傳質中的基本物理量175
8.3.1物質的數量、濃度和組成175
8.3.2傳質速度175
8.3.3傳質通量177
8.4傳質微分方程179
8.4.1傳質微分方程的建立179
8.4.2傳質微分方程的應用和求解181
拓展文獻184
學習提示185
思考題185
習題185
第9章兩組分氣體、液體及固體混合物中的擴散傳質187
9.1兩組分氣體中的定態擴散傳質187
9.1.1組分A經停滯組分B的定態擴散187
9.1.2等分子反方向定態擴散190
9.1.3伴有化學反應的定態擴散192
9.1.4氣體中組分的擴散繫數193
9.2兩組分液體中的定態擴散傳質194
9.2.1液體中的擴散和擴散繫數194
9.2.2液體兩組分混合物中的定態擴散197
9.3兩組分固體中的定態擴散傳質198
9.3.1非結構化擴散模型199
9.3.2結構化擴散模型201
9.4停滯介質中非定態擴散傳質：熱質類比法205
9.4.1問題的提出205
9.4.2熱質類比法求解示例207
拓展文獻208
學習提示208
思考題209
習題210
0章多組分傳質的Maxwell-Stefan模型和菲克模型212
10.1多組分傳質的Maxwell-Stefan模型212
10.1.1問題的引出212
10.1.2MS方程的導出213
10.1.3MS方程中的其他驅動力及其一般形式215
10.1.4MS方程的附加關繫218
10.1.5MS方程中的摩擦繫數和擴散繫數218
10.1.6MS方程的差分近似219
10.1.7MS方程應用示例：差分近似計算221
10.2多組分傳質的菲克模型223
10.2.1簡要回顧兩組分混合物中的菲克模型223
10.2.2從兩組分到多組分：菲克模型的有效擴散繫數法225
10.2.3從兩組分到多組分：一般化菲克模型227
拓展文獻234
學習提示235
思考題235
習題235
1章傳質邊界層及對流傳質理論237
11.1濃度邊界層和對流傳質237
11.1.1濃度邊界層的概念、定性和定量特征237
11.1.2濃度邊界層與對流傳質繫數239
11.2定態層流傳質的精確解241
11.2.1平板壁面上層流傳質的精確解241
11.2.2圓管內層流傳質的精確解244
11.3濃度邊界層積分傳質方程247
11.3.1平板壁面上層流傳質的近似解247
11.3.2平板壁面上湍流傳質的近似解251
11.4動量傳遞、熱量傳遞以及質量傳遞間的類似律253
11.4.1擴散傳遞過程的類比關繫253
11.4.2對流傳遞過程的類比關繫254
11.5相間對流傳質：溶質滲透模型和表面更新模型257
11.5.1溶質滲透模型257
11.5.2表面更新模型259
拓展文獻260
學習提示260
思考題261
習題261
2章傳遞過程模型化方法2
12.1模型化方法簡述2
12.2模型化方法應用實例266
12.1.1物理模型和假設266
12.2.2控制方程267
12.2.3定解條件267
12.2.4模型求解268
12.2.5數值模擬結果與討論269
12.2.6小結272
拓展文獻273
學習提示273
思考題273
參考文獻274
附錄275
附錄1非穩態一維導熱的工程簡易算圖275
附錄2擴散繫數278
附錄3踫撞積分與倫納德-瓊斯勢參數數值表279

本書是化工傳遞過程方面的基礎教材，內容上重視傳遞過程物理原理的解釋和化工過程量化方法的闡述。章旨在幫助讀者迅速理解課程的內容和意義；2章總結了傳遞模型化方法並通過實例讓讀者領略其魅力；主體內容第2~11章依次介紹了動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞，其中第2、5、8章分別介紹了各種傳遞過程的機理和模型，第3、6、9章講解了各種分子傳遞過程的求解分析，第4、7、11章則介紹了對流傳遞現像的規律和量化方法，0章補充了化工過程具有重要意義的多組分體繫擴散傳質的模型化方法。各章均附有例題思考題和習題，並通過“學習提示”和“拓展文獻”幫助讀者理解運用本書內容。本書可作為高等理工院校化學工程與工藝專業學生的基礎教材或教學參考書，也可作為石油化工、環境工程、冶金工程、輕化工程等有關專業的研究人員和高校教師的參考書。