化工傳遞原理教程

《化工傳遞原理教程》是化學工業出版社出版圖書。

基本介紹

• 中文名：化工傳遞原理教程
• 作者：任永勝，李愛蓉，孫永剛  
• 出版時間：2022年1月1日
• 出版社：化學工業出版社
• 頁數：382 頁
• ISBN：9787122397027
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝

內容簡介

《化工傳遞原理教程》從研究動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞三種傳遞過程的機理入手，闡明傳遞過程的基本規律、基本概念、基本物理現象、處理問題的基本方法及三種傳遞過程的類似律。內容包括傳遞過程微分方程，傳遞過程微分方程在動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞中的套用與求解，傳遞現象類似律。各章小結精練地概括了學習重點，每章均附有例題、思考題和習題，並通過課堂/課外討論題目幫助讀者深入了解傳遞過程相關內容。

本書可作為高等學校化工、能源、石油、冶金、熱能、食品、環境、材料等專業本科生、研究生的教材或教學參考書，也可作為上述專業的研究人員和高校教師的參考書。

圖書目錄

第1篇傳遞過程微分衡算方程001

第1章傳遞過程控制方程的建立002

1.1基本概念002

1.1.1連續介質假定002

1.1.2描述流體運動的方法及隨體導數003

1.1.3跡線與流線008

1.1.4系統與控制體009

1.1.5現象方程及其相似性010

1.2單組分體系微分質量衡算方程——連續性方程014

1.2.1連續性方程的推導014

1.2.2連續性方程的簡化017

1.3多組分體系微分質量衡算方程——質量傳遞微分方程018

1.3.1描述質量分子擴散現象的數學表達式018

1.3.2質量傳遞微分方程的推導及簡化023

1.4微分動量衡算方程026

1.4.1以應力表示的微分動量衡算方程026

1.4.2黏性流體的運動微分方程——納維-斯托克斯方程034

1.5微分能量衡算方程037

1.5.1採用歐拉觀點推導微分能量衡算方程038

1.5.2採用拉格朗日觀點推導微分能量衡算方程041

1.5.3能量方程的簡化042

1.6定解條件044

1.6.1初始條件044

1.6.2邊界條件044

1.7本章小結與套用046

1.7.1本章小結046

1.7.2本章套用舉例047

1.7.3課堂/課外討論051

1.7.4思考題051

習題051

第2篇傳遞微分方程在動量傳遞中的套用053

第2章運動方程的解054

2.1流體在兩平板間作等溫穩態層流055

2.2流體在圓管與套管環隙中作等溫穩態層流058

2.2.1流體在圓管內流動058

2.2.2套管環隙內的軸向流動061

2.2.3套管環隙內的周向穩態流動063

2.3降膜流動066

2.4爬流067

2.5無黏性流動070

2.5.1歐拉方程070

2.5.2流體的點旋度071

2.5.3流函式071

2.5.4圓柱穩態繞流074

2.5.5速度勢函式076

2.5.6流函式與速度勢函式的關係076

2.6非穩態流動078

2.7本章小結與套用080

2.7.1本章小結080

2.7.2套用舉例082

2.7.3課堂/課外討論085

2.7.4思考題085

習題085

第3章邊界層理論088

3.1普朗特邊界層理論088

3.2流動邊界層的形成和發展089

3.3普朗特邊界層方程092

3.3.1普朗特邊界層動量微分方程092

3.3.2平板層流邊界層的精確解095

3.4卡門邊界層方程100

3.4.1卡門邊界層動量積分方程100

3.4.2平板層流邊界層的近似解103

3.5邊界層的分離107

3.5.1邊界層分離現象107

3.5.2邊界層分離的條件108

3.6本章小結與套用110

3.6.1本章小結110

3.6.2套用舉例111

3.6.3課堂/課外討論114

3.6.4思考題114

習題115

第4章湍流運動的基本方程與湍流理論117

4.1湍流概述及湍流的統計平均117

4.1.1湍流的基本特性117

4.1.2臨界雷諾數118

4.1.3湍流的描述119

4.2湍流的基本方程121

4.2.1時均運算法則122

4.2.2湍流連續性方程123

4.2.3湍流時均動量方程——雷諾方程123

4.2.4雷諾應力124

4.3普朗特混合長理論126

4.3.1渦黏性假設126

4.3.2普朗特混合長理論126

4.3.3普朗特混合長理論套用於無限大平壁湍流流動128

4.4圓管中的穩態湍流130

4.4.1光滑管中的湍流130

4.4.2粗糙管中的湍流133

4.5平壁湍流邊界層的近似解137

4.5.1卡門邊界層動量積分方程在平壁湍流邊界層中的套用137

4.5.2層流底層厚度的估算138

4.5.3壁面上剪應力τw和范寧摩擦因子f139

4.5.4平壁混合邊界層的近似計算140

4.6本章小結與套用141

4.6.1本章小結141

4.6.2套用舉例142

4.6.3課堂/課外討論147

4.6.4思考題148

習題148

第3篇傳遞微分方程在熱量傳遞中的套用150

第5章微分能量衡算方程在熱傳導中的解151

5.1穩態導熱151

5.1.1一維穩態導熱151

5.1.2二維穩態導熱162

5.2非穩態導熱169

5.2.1非穩態導熱概述169

5.2.2半無限厚介質的非穩態導熱170

5.2.3有限厚介質的非穩態導熱176

5.2.4多維非穩態導熱185

5.2.5熱量擴散係數等參數的測定191

5.3本章小結與套用200

5.3.1本章小結200

5.3.2套用舉例200

5.3.3課堂/課外討論203

5.3.4思考題204

習題204

第6章對流傳熱206

6.1對流傳熱概述206

6.1.1對流傳熱的影響因素及分類206

6.1.2對流傳熱的研究方法207

6.2對流傳熱機理與對流傳熱係數207

6.2.1對流傳熱機理207

6.2.2溫度邊界層（熱邊界層）208

6.2.3對流傳熱係數209

6.3對流傳熱微分方程組及無量綱數群211

6.3.1對流傳熱的微分方程組211

6.3.2對流傳熱中的無量綱數群及其物理意義212

6.4平板壁面對流傳熱216

6.4.1平板壁面上層流傳熱的精確解216

6.4.2平板壁面上層流傳熱的近似解221

6.4.3平板壁面上湍流傳熱的近似解226

6.5管內對流傳熱229

6.5.1管內強制層流傳熱的理論分析229

6.5.2管內對流傳熱的量綱分析234

6.5.3管內湍流傳熱的類似律237

6.6自然對流傳熱242

6.6.1自然對流系統的運動方程和能量方程242

6.6.2自然對流系統的對流傳熱係數243

6.7本章小結與套用245

6.7.1本章小結245

6.7.2套用舉例245

6.7.3課堂/課外討論250

6.7.4思考題250

習題251

第7章熱輻射254

7.1熱輻射的基本定律254

7.1.1熱輻射的基本概念254

7.1.2熱輻射的基本定律256

7.1.3實際物體的熱輻射特性259

7.2輻射換熱計算264

7.2.1黑體表面間的輻射換熱264

7.2.2灰體表面間的輻射換熱270

7.2.3輻射換熱的網路方法272

7.2.4氣體輻射275

7.2.5氣體與圍壁表面間的輻射換熱280

7.3本章小結與套用281

7.3.1本章小結281

7.3.2套用舉例281

7.3.3課堂/課外討論283

7.3.4思考題283

習題284

第4篇傳遞微分方程在質量傳遞中的套用286

第8章分子擴散287

8.1分子擴散機理287

8.2分子擴散係數的測定與計算289

8.2.1氣體擴散係數289

8.2.2液體擴散係數291

8.2.3固體中的擴散係數292

8.3通過靜止氣膜的擴散293

8.4下降液膜中的擴散294

8.4.1氣體吸收295

8.4.2固體溶解297

8.5多孔催化劑內的擴散298

8.6伴有化學反應的分子擴散300

8.6.1伴有均相化學反應的分子擴散301

8.6.2伴有多相化學反應的分子擴散302

8.7本章小結與套用304

8.7.1本章小結304

8.7.2套用舉例304

8.7.3課堂/課外討論307

8.7.4思考題307

習題307

第9章對流傳質309

9.1對流傳質機理與對流傳質係數309

9.1.1對流傳質機理309

9.1.2對流傳質係數311

9.2穩態層流傳質314

9.2.1平板壁面上的層流傳質314

9.2.2圓管中的層流傳質316

9.3湍流傳質318

9.3.1時均濃度和脈動濃度319

9.3.2湍流質量通量的半經驗式319

9.3.3平壁上的湍流傳質320

9.4本章小結與套用321

9.4.1本章小結321

9.4.2套用舉例321

9.4.3課堂/課外討論324

9.4.4思考題324

習題324

第10章相際傳質326

10.1相際平衡和平衡濃度326

10.2相際對流傳質模型326

10.2.1停滯膜模型327

10.2.2溶質滲透模型327

10.2.3表面更新模型329

10.3伴有化學反應的相際傳質過程331

10.3.1體積傳質係數的估算331

10.3.2伴有快速反應的吸收334

10.4界面力對質量傳遞的影響335

10.4.1上升氣泡中循環的消除337

10.4.2降膜的Marangoni不穩定性337

10.5本章小結與套用339

10.5.1本章小結339

10.5.2套用舉例339

10.5.3課堂/課外討論340

10.5.4思考題340

習題340

第5篇傳遞現象相似341

第11章傳遞現象類似律342

11.1動量、熱量和質量傳遞類比概述342

11.2類比的特徵數343

11.3雷諾類似律344

11.3.1層流雷諾類似律344

11.3.2湍流雷諾類似律346

11.3.3雷諾類似律的實質及準數的物理意義347

11.4普朗特-泰勒類似律348

11.5卡門類似律351

11.6j因子類似律354

11.7速度、溫度和濃度邊界層的類似355

11.8非穩態下的三傳類比357

11.9本章小結與套用359

11.9.1本章小結359

11.9.2套用舉例360

11.9.3課堂/課外討論363

11.9.4思考題363

習題364

附錄365

附錄A誤差函式表365

附錄B非穩態傳遞問題解的圖示366

附錄C貝塞爾函式表376

附錄D二元體系的質量擴散係數377

附錄E雙曲函式表379

參考文獻382