化工流體力學（第二版）

《化工流體力學（第二版）》是2005年10月出版的圖書，作者是戴乾策、陳敏恆。

基本介紹

• 書名：化工流體力學（第二版）
• 作者：戴乾策、陳敏恆
• 頁數：400頁
• 出版時間：2005年10月

出版信息

化工流體力學（第二版）

作者：戴乾策、陳敏恆 編著
叢書名：
出版日期：2005年10月		書號：7-5025-7350-X
開本：16	裝幀：平	版次：2版2次	頁數：400頁

內容簡介

全書分上下兩篇，共10章。
上篇為流體力學基本內容，保持力學自身系統性，與工程套用的結合仍參照初版，主要體現在內容選擇及計算示例；下篇為基本理論的套用，結合現代化工和高新技術發展，確立一些重大命題，較完整地闡述流體力學在其中的套用。

目錄

上篇流體力學基礎

第1章流體運動規律的影響因素和研究方法1

11流體的物理屬性1

111連續介質假定1

112密度，壓縮性3

113黏性，牛頓流體3

114導熱性，熱導率8

115擴散性，擴散係數9

116表面張力10

12流動空間的幾何特徵，流動問題分類13

121流體運動問題的分類13

122化工設備中的流動問題，典型化工設備及其結構特徵15

13引發流體運動的方式、工藝過程的操作條件17

131化工設備中流動的發生：泊謖流與庫特流17

132流動的兩種基本狀態：層流與湍流18

133流動狀態的判別，雷諾數19

134低雷諾數（爬流）與高雷諾數（邊界層流）19

14研究流體運動規律的基本途徑20

141理論解析法20

142實驗觀測法20

143數值計算法22

本章主要符號23

習題23

參考文獻24

第2章流體運動學、理想流體運動25

21流體運動的表示方法25

211拉格朗日法25

212歐拉法26

213隨體導數27

214定常流動與非定常流動，流線與軌線的進一步討論28

215一維運動29

22變形的運動學——流體微團運動分析31

221流體微團運動的分解31

222流體微團變形和旋轉運動的特徵量33

23連續性方程37

24理想流體的運動方程——歐拉方程及其伯努利積分39

241歐拉運動方程沿流線的積分——伯努利方程39

242無旋條件下歐拉運動方程的積分40

243可壓縮氣體的伯努利方程41

244伯努利方程的套用41

245伯努利方程的局限性47

25二維運動，流函式47

251流函式的定義47

252流函式方程49

253流函式的套用49

26渦旋運動50

261工程中的渦旋運動現象50

262渦旋性質及渦旋運動經典理論51

263渦旋動力學——渦旋的產生、擴展與消失55

27無旋運動57

271無旋運動的特性57

272勢流基本方程58

273基本無旋流59

274理想流體繞物體的運動，繞圓柱、球的流動60

28有環量的無旋運動65

281有環量的繞圓柱體流動65

282蘭金渦67

本章主要符號70

習題71

參考文獻73

第3章黏性流體力學74

31黏性流體的運動方程及其性質與求解74

311運動方程的建立74

312運動方程的定解條件78

313黏性流體運動的性質78

314NS運動方程的求解80

32低雷諾數流理論NS方程近似（一）84

321Stokes流基本方程組84

322繞球運動，Stokes解85

323Oseen流90

324顆粒橫向漂移91

325低雷諾數流理論的發展與套用91

33高雷諾數流理論（層流邊界層理論）NS方程近似（二）92

331高雷諾數下平板繞流邊界層92

332曲面上的邊界層，分離現象94

333邊界層方程及其求解96

34湍流運動的基本方程與經典湍流理論104

341層流穩定性與湍流起源104

342湍流運動的主要特徵108

343湍流運動的基本方程，雷諾方程110

344湍流唯象理論（半經驗理論）112

345充分發展的湍流運動的簡化模型115

346湍流的統計特性119

35繞流，外部流動129

351繞平板流動，湍流邊界層129

352圓柱繞流，渦旋誘發振動134

353流體阻力的理論與實踐136

36管流，內部流動142

361圓管層流流動142

362圓管湍流運動148

363非直管、非圓管中的流動，二次流現象153

37射流與尾流159

371自由射流160

372複雜射流166

373射流的工程套用167

374尾流168

38多孔介質中的流動169

381多孔介質結構169

382實際速度與平均速度(表觀速度)169

383Darcy定律170

39湍流參數測量173

391熱絲(熱膜)流速儀173

392雷射都卜勒流速儀175

393管流實驗結果176

310湍流擬序結構177

3101湍流邊界層結構178

3102自由剪下流180

3103研究湍流擬序結構的意義與套用180

本章主要符號181

習題182

參考文獻186

第4章兩（多）相流動188

41氣泡與液滴的形成188

411孔口氣泡的生成188

412連續氣體射流192

413液體射流的不穩定性：分裂與霧化195

42單一液滴/氣泡運動，氣泡動力學197

421液滴/氣泡運動概述197

422低雷諾數下球形液滴的運動201

423液體中的氣泡運動206

43多顆粒流動213

431顆粒在流體中的運動214

432密集鼓泡215

433液滴，氣泡的分裂與合併217

44液膜流動221

441液膜流動特性221

442液膜層流運動223

443物體從液體中抽出時表面上的滯留膜226

444波動層流薄膜運動230

445液膜湍流運動231

本章主要符號234

習題235

參考文獻236

第5章非牛頓流體的流變性與流動237

51聚合液體的特異流動行為237

511剪下稀化238

512爬桿238

513擠出脹大239

514攪拌槽中的反向次流240

515滑移現象240

516添加劑減阻，湯姆斯（Toms）效應240

52非牛頓流體的本構方程與物質函式241

521假塑性流體的剪下黏度242

522黏塑性流體的剪下黏度245

523觸變性245

53假塑性流體流動247

54黏塑性流體流動250

55聚合液體的拉伸流動與拉伸黏度253

551拉伸流動253

552拉伸黏度253

56黏彈性流體的流變特性與流動254

561法向應力差255

562黏彈性流體的動態特性，複數黏度256

563描述彈性行為的無量綱數群258

564馬克斯威爾方程——線性黏彈性的模型258

57流變測量259

571毛細流變儀259

572旋轉流變儀261

本章主要符號263

習題263

參考文獻264

第6章計算流體力學266

61流體力學主要方程與模型267

611不可壓NavierStokes方程267

612渦流函式方程268

613湍流模型268

62數值計算方法272

621微分方程的離散及求解272

622有限差分法273

623有限元法274

624有限體積法276

63流場數值計算的套用實例279

631圓柱繞流279

632非牛頓流體管流281

633伴有化學反應的邊界層流284

634鼓泡塔中氣液兩相流的數值計算288

本章主要符號291

習題292

參考文獻292下篇流體力學套用

第7章流體流動與傳熱、傳質293

71能量方程293

711能量方程294

712黏性流體中的能量耗散295

713湍流能量方程296

72擴散方程297

721層流擴散方程298

722湍流擴散方程298

73管內傳熱299

731管內層流傳熱300

732管內湍流傳熱302

74人工粗糙管內的流動與傳熱306

741人工粗糙管中的湍流運動307

742人工粗糙管中的湍流傳熱與溫度分布310

75伴有傳熱、傳質時的繞流，傳熱、傳質邊界層312

751傳質邊界層312

752傳熱邊界層317

753圓柱繞流流型與傳熱速率321

本章主要符號321

參考文獻322

第8章流動、混合與化學反應323

81流動、混合與混合機理323

811層流中的分子擴散324

812湍流擴散325

813剪下分散326

814混合效果評價328

82化學反應與混合330

821特徵時間與混合效應判別331

822混合對化學反應的影響332

823微觀混合模型334

824撞擊射流與快速混合技術335

83湍流與微觀混合，反應沉澱336

831沉澱過程中不同尺度的混合337

832混合/沉澱模型337

833沉澱過程的CFD338

84聚合與混合（一），湍流與液液分散，懸浮聚合338

841湍流場中的液滴分散339

842液滴合併340

843液滴大小分布與液液非均相聚合反應器放大341

85聚合與混合（二），高黏液膜流動與混合，熔融縮聚342

851圓盤反應器中的液體運動342

852旋轉圓盤反應器中的質量傳遞345

本章主要符號346

參考文獻346

第9章生物反應器流體動力學348

91培養液/發酵液流變性348

911發酵液的流變性348

912植物細胞培養液的流變性348

913黃原膠的流變性349

92葉輪流體動力學（一）單相流體350

921總體流動特性350

922流型352

923速度分布357

924剪下速率357

925湍流特徵359

93葉輪流動動力學（二）氣液兩相361

931氣/液兩相流型361

932氣泡大小分布364

933氣含率分布367

94剪下環境與生物反應367

941剪下環境與菌體形態和代謝367

942氣泡細胞相互作用368

本章主要符號372

參考文獻373

第10章聚合物加工中的流動與傳遞374

101螺槽與口模中的流動374

1011螺槽中的運動375

1012口模中的熔體流動377

102熔體充模流動379

1021矩形模腔中的流動379

1022徑向流充模380

1023充模過程中的噴泉流382

103壓延輥隙間的熔體流動383

1031輥隙間流型383

1032壓延等溫流動384

本章主要符號386