傳遞過程原理與應用(一流學科建設研究生教材)

作者：編者:曾作祥//孫莉|責編:徐雅妮
出版社：化學工業
ISBN：9787122460646

出版日期：2025/05/01
裝幀：平裝
頁數：341

人民幣：RMB 69 元售價：元

內容大鋼

    傳遞過程是探討動量、熱量及質量傳遞機理和規律的一門科學。動量、熱量及質量傳遞在自然界、工程領域及日常生活中普遍存在，在化工、能源、材料、環境等領域中發揮著極其重要的作用。
    《傳遞過程原理與應用》從傳遞過程的機理著手，闡明動量、熱量及質量傳遞過程的基本物理現象、數學模型及處理問題的基本方法。基於守恆原理，分析體系中微元動量、熱量及質量變化。通過實際案例分析，展示這些原理在解決具體問題時的應用過程，從而使讀者能更深刻地理解傳遞過程、更靈活地應用傳遞知識。
    《傳遞過程原理與應用》既有自然科學的理論性，又具備工程科學的實踐性，是理論基礎與工程應用之間的橋樑和紐帶。
    本書是編者在多年講授近代傳遞過程原理課程的基礎上編寫而成的，主要作為工科專業特別是化學工程與技術專業的研究生教材，也可供相關工程領域的科研人員參考。

作者介紹

編者:曾作祥//孫莉|責編:徐雅妮

主要符號表
基礎篇
  第1章  傳遞概論及其基本定律
    1.1  傳遞原理概論
      1.1.1  基礎篇概述
      1.1.2  動量傳遞篇概述
      1.1.3  熱量傳遞篇概述
      1.1.4  質量傳遞篇概述
    1.2  傳遞原理在國家重大工程中的應用
      1.2.1  動量傳遞與綠水青山之生態文明——都江堰水利工程
      1.2.2  熱量傳遞與清潔能源之綠色低碳——原子能核電工程
      1.2.3  「兩彈一星」工程中的傳遞原理
    1.3  傳遞機理與現象定律
      1.3.1  分子傳遞
      1.3.2  牛頓黏性定律
      1.3.3  傅里葉定律
      1.3.4  菲克定律
      1.3.5  分子傳遞的類似性——現象定律
    1.4  三大守恆定律與總衡算
      1.4.1  控制體和控制面
      1.4.2  總質量衡算
      1.4.3  總能量衡算
      1.4.4  總動量衡算
    1.5  微分衡算與連續性方程
      1.5.1  微分衡算方程
      1.5.2  直角坐標系中連續性方程的推導
      1.5.3  隨體導數的物理意義
      1.5.4  連續性方程的分析
      1.5.5  歐拉法和拉格朗日法
      1.5.6  連續性方程的化簡
      1.5.7  柱坐標系和球坐標系中的連續性方程
    1.6  量綱分析法
    思考題
    習題
動量傳遞篇
  第2章  運動方程與層流動量傳遞
    2.1  運動方程——動量傳遞微分方程
      2.1.1  體積力
      2.1.2  表面力
      2.1.3  以應力表示的運動方程
      2.1.4  納維-斯托克斯方程——N-S方程
    2.2  簡單流場內的層流
      2.2.1  平行平板間的穩態層流
      2.2.2  圓管內的穩態層流
      2.2.3  套管環隙間的軸向流動
    2.3  旋轉層流流動
    2.4  振蕩流動——非穩態流動
    2.5  流線和流函數
      2.5.1  流線及其特性
      2.5.2  流線方程

      2.5.3  流管
      2.5.4  流函數
    2.6  勢流
      2.6.1  勢流與歐拉方程
      2.6.2  勢流的速度分佈和壓力分佈-伯努利方程
    2.7  爬流
      2.7.1  爬流運動微分方程
      2.7.2  繞球層流運動與斯托克斯分析解
      2.7.3  斯托克斯阻力定律
      2.7.4  斯托克斯阻力定律的應用
      2.7.5  奧森流
    2.8  邊界層理論基礎
      2.8.1  邊界層的形成
      2.8.2  邊界層分離
    2.9  邊界層運動微分方程
      2.9.1  邊界層運動微分方程的推導
      2.9.2  邊界層運動微分方程的精確解——布拉修斯相似原理
      2.9.3  位移厚度與動量厚度
      2.9.4  圓管進口段的流動
    2.10  邊界層積分動量方程
      2.10.1  邊界層積分動量方程的推導
      2.10.2  層流邊界層的近似計算
    2.11  案例分析——圓管入口段層流速度分佈的理論預測及實驗驗證
      2.11.1  管內近似N-S方程解析解
      2.11.2  精確N-S方程數值解
      2.11.3  雷諾數對圓管入口段速度分佈的影響
    思考題
    習題
  第3章  湍流動量傳遞
    3.1  湍流的特徵
      3.1.1  湍流的主要特徵
      3.1.2  時均值與脈動值
      3.1.3  湍動強度
      3.1.4  湍流的起源
    3.2  湍流基本方程——雷諾方程
      3.2.1  雷諾轉換與雷諾方程
      3.2.2  動量傳遞與湍流附加應力
    3.3  普朗特動量傳遞理論
      3.3.1  渦流黏度
      3.3.2  普朗特混合長
    3.4  光滑管中的湍流
      3.4.1  層流內層的速度分佈
      3.4.2  湍流主體的速度分佈
      3.4.3  過渡層的速度分佈
      3.4.4  速度衰減定律
      3.4.5  流動阻力與摩擦因數
      3.4.6  范寧摩擦因數的經驗關聯式
    3.5  粗糙管中的流動
      3.5.1  粗糙度與范寧摩擦因數
      3.5.2  速度分佈方程與流動阻力

    3.6  平板壁面的湍流邊界層
      3.6.1  邊界層速度分佈方程
      3.6.2  邊界層厚度
      3.6.3  流動阻力
    3.7  自由湍流
      3.7.1  自由射流的發展
      3.7.2  卷吸機理
      3.7.3  自由射流特性參數的估計
      3.7.4  自由射流的實驗觀測
    3.8  案例分析——表面活性劑對湍流邊界層速度分佈的影響及其減阻功能
      3.8.1  表面活性劑的減阻機理
      3.8.2  表面活性劑對湍流速度分佈的影響
    思考題
    習題
熱量傳遞篇
  第4章  能量方程與導熱
    4.1  傳熱方式與傳熱機理
      4.1.1  分子傳遞與熱傳導
      4.1.2  渦流傳遞與對流傳熱
      4.1.3  輻射傳熱
    4.2  能量方程——傳熱微分方程
      4.2.1  直角坐標系中能量方程的推導
      4.2.2  不可壓縮流體的能量方程
      4.2.3  固體的導熱
      4.2.4  柱坐標系和球坐標系中的能量方程
      4.2.5  邊界條件
    4.3  穩態導熱
      4.3.1  無內熱源的一維穩態導熱
      4.3.2  有內熱源的一維穩態導熱
      4.3.3  二維穩態導熱
    4.4  非穩態導熱
      4.4.1  半無限固體的非穩態導熱
      4.4.2  平板兩端面溫度恆定的非穩態導熱
      4.4.3  具有兩個對流傳熱邊界的大平板非穩態導熱
      4.4.4  一維非穩態導熱的簡易圖演算法
    4.5  二維穩態導熱的數值解
    4.6  案例分析——紅外測溫技術在非穩態導熱研究中的應用
      4.6.1  無限長圓柱體在恆溫介質中的非穩態導熱模型
      4.6.2  非穩態導熱的可視化溫度分佈及其影響因素
    思考題
    習題
  第5章  對流傳熱
    5.1  對流傳熱概論
      5.1.1  對流傳熱基本概念
      5.1.2  對流傳熱係數——傳熱膜係數
    5.2  平壁層流邊界層能量方程精確解
    5.3  平壁層流傳熱的近似解
    5.4  圓管層流傳熱
      5.4.1  管壁熱通量恆定的傳熱
      5.4.2  管壁溫度恆定的傳熱

      5.4.3  圓管入口段傳熱
    5.5  自然對流傳熱
      5.5.1  傳熱特點及基本方程
      5.5.2  無界垂直平壁的自然對流傳熱
    5.6  湍流傳熱
      5.6.1  湍流能量方程
      5.6.2  渦流熱擴散係數與混合長
      5.6.3  雷諾類似律-單層模型
      5.6.4  普朗特類似律-雙層模型
      5.6.5  卡門類似律-三層模型
      5.6.6  Chilton-Colburn類似律
      5.6.7  湍流傳熱係數經驗關聯式
    5.7  冷凝與沸騰傳熱
      5.7.1  管內冷凝
      5.7.2  池內沸騰傳熱
      5.7.3  管內沸騰
    5.8  案例分析——基於人工神經網路技術的對流傳熱分析
      5.8.1  雷諾數對波紋通道對流傳熱係數的影響
      5.8.2  基於人工神經網路的傳熱數據分析和預測
    思考題
    習題
質量傳遞篇
  第6章  擴散方程與分子傳質
    6.1  傳質概論
      6.1.1  傳質機理與傳質方式
      6.1.2  傳質基本概念及其表徵
    6.2  擴散方程—傳質微分方程
      6.2.1  雙組分擴散方程的推導
      6.2.2  擴散方程的化簡
      6.2.3  擴散方程的初始條件和邊界條件
    6.3  穩態分子傳質
      6.3.1  氣體中的分子擴散
      6.3.2  多組分氣體混合物的擴散
      6.3.3  液體中的溶質擴散
      6.3.4  固體中的穩態擴散
    6.4  非穩態分子傳質
      6.4.1  半無限長區域內的非穩態分子擴散
      6.4.2  無限大平板中沿厚度方向進行的非穩態分子擴散
    6.5  伴有化學反應的分子傳質
      6.5.1  伴有零級化學反應的分子擴散
      6.5.2  伴有一級化學反應的分子擴散
    6.6  二維分子傳質
      6.6.1  具有分析解的二維穩態分子擴散
      6.6.2  二維穩態分子擴散的數值解
    6.7  案例分析——反應型聚氨酯（PUR）熱熔膠的濕固化機理及動力學
      6.7.1  PUR熱熔膠濕固化機理及動力學模型
      6.7.2  濕固化動力學模型的驗證
    思考題
    習題
  第7章  對流傳質

    7.1  對流傳質概論
      7.1.1  對流傳質基本概念
      7.1.2  對流傳質係數
    7.2  層流傳質
      7.2.1  平壁層流傳質係數精確解
      7.2.2  濃度邊界層的近似解
      7.2.3  圓管內的層流傳質
    7.3  湍流質量傳遞
      7.3.1  平壁湍流濃度邊界層近似解
      7.3.2  動量、熱量與質量傳遞類似性
    7.4  動量與質量同時進行的傳遞
      7.4.1  下降液膜中的氣體吸收
      7.4.2  下降液膜中的固體溶解
    7.5  動量、熱量與質量同時進行的傳遞
    7.6  案例分析——煙氣催化脫硝反應器中同時進行的動量、熱量和質量傳遞
      7.6.1  固定床反應器「三傳」模型構建
      7.6.2  催化劑結構對傳遞過程的影響
    思考題
    習題
  第8章  相間傳質
    8.1  相間傳質概論
      8.1.1  相間傳質基本概念
      8.1.2  相間傳質係數
    8.2  相間傳質理論
      8.2.1  雙膜理論
      8.2.2  溶質滲透理論
      8.2.3  表面更新理論
      8.2.4  傳質理論進展
      8.2.5  界面湍動與Marangoni效應
    8.3  固體顆粒的相間傳質
      8.3.1  球形顆粒與靜止流體間的傳質
      8.3.2  球形顆粒與層流流體間的傳質
      8.3.3  塔內球形顆粒與流體間的傳質
    8.4  平壁、滴泡和液膜與流體的相間傳質
      8.4.1  平壁/流體的相間傳質
      8.4.2  滴泡/流體的相間傳質
      8.4.3  液膜/氣體的相間傳質
    8.5  伴有化學反應的相間傳質
      8.5.1  化學反應對氣體吸收的影響
      8.5.2  伴有一級化學反應的相間傳質
      8.5.3  伴有雙分子反應的相間傳質
    8.6  案例分析——磷脂在肺泡單分子膜上的吸附機理及動力學
      8.6.1  磷脂在單分子膜上的吸附機理及動力學模型
      8.6.2  吸附動力學模型的驗證
    思考題
    習題
附錄
  附錄Ⅰ  常見氣體和液體的黏度、熱導率和恆壓比熱熔值（298K，1atm）
  附錄Ⅱ  Lennard-Jones（6-12）勢能參數和臨界性質
  附錄Ⅲ  碰撞積分與κT/ε的函數關係

  附錄Ⅳ  柱坐標系和球坐標系中連續性方程的推導
  附錄Ⅴ  函數f（η）及其導數值
  附錄Ⅵ  高斯誤差函數表
  附錄Ⅶ  無限大平板、無限長圓柱和球體非穩態傳熱與傳質算圖
  附錄Ⅷ  組分A在組分B中的擴散係數
參考文獻

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