传递过程原理

第一章 传递现象 1
第一节 分子动量传递 1
一、牛顿黏性定律和分子动量传递 1
二、气体的黏度 3
三、液体的黏度 5
第二节 分子热量传递 5
一、傅里叶定律和分子热量传递 5
二、气体的热导率 7
三、液体的热导率 8
四、固体的热导率 10
第三节 分子质量传递 10
一、费克定律和分子质量传递 10
二、气体的扩散系数 11
三、液体的扩散系数 13
第四节 对流传递 15
一、对流动量通量 15
二、对流热量通量 15
三、对流质量通量 16
习题 16

第二章 宏观体积衡算 18
第一节 系统与控制体 18
一、基本概念 18
二、雷诺传递方程 19
第二节 总质量衡算 21
一、总质量衡算方程 21
二、总质量衡算方程应用 22
第三节 总动量衡算 24
一、总动量衡算方程 24
二、总动量衡算方程应用 25
第四节 总能量衡算 27
一、总能量衡算方程 27
二、总能量衡算方程应用 29
第五节 总机械能衡算 32
一、总机械能衡算方程 32
二、总机械能衡算方程应用 34
习题 36

第三章 薄层体积衡算 41
第一节 薄层体积的动量衡算 41
一、大平板上液膜流动的速度分布 41
二、大平板突然启动时平板间流体的速度分布 43
三、圆管内轴向定常态层流流动的速度分布 47
第二节 薄层体积的能量衡算 48
一、固体平壁内一维定常态热传导 48
二、大平板两侧突然升温时固体内一维非定常态热传导 49
三、半无限大固体内一维非定常态热传导 52
四、矩形翅片的定常态热传导 54
五、圆筒壁面的定常态热传导 57
六、具有内热源圆棒的定常态热传导 59
七、球体非定常态热传导 60
第三节 多组分流体薄层体积的质量衡算 65
一、速度和通量 65
二、等摩尔组分反方向定常态扩散时的传质 67
三、一组分通过另一个停滞组分的定常态扩散传质 70
四、组分A通过停滞组分B的拟定常态扩散时的传质 74
五、伴有一级均相化学反应定常态扩散时的传质 75
六、伴有化学反应的催化剂微孔道内定常态扩散时的传质 77
七、强制对流下半无限大空间定常态扩散时的传质 79
习题 81

第四章 微观体积衡算 87
第一节 微观体积的纯组分流体质量衡算 87
第二节 微观体积的动量衡算 88
一、应力表示的运动方程 88
二、应力与形变速率的关系 91
三、纳维-斯托克斯方程 91
第三节 运动方程的应用 92
一、大平板突然启动时平板间流体的速度分布 92
二、同心套管内轴向定常态层流时的速度分布 93
三、同心套管环隙内周向定常态层流时的速度分布 94
四、由运动方程出发推导通用机械能衡算方程 98
五、流体在直管内流动时的摩擦阻力损失计算通用公式 101
六、流体在几种管内做层流流动时的摩擦阻力损失计算 102
第四节 微观体积的能量衡算 106
一、通用能量微分方程式 106
二、固体内的热传导微分方程 109
三、液体内的热传导微分方程 109
四、气体内的热传导微分方程 109
第五节 能量微分方程的应用 110
一、固体平壁内一维定常态热传导 110
二、半无限大固体内一维非定常态热传导 111
三、具有内热源变热导率的圆柱体内一维定常态热传导 113
四、具有黏性摩擦内生热源的一维定常态层流流动时的热传导 114
五、圆管内流体一维定常态层流流动时的热传导 121
六、矩形平板内二维定常态热传导 124
第六节 微观体积的多组分流体质量衡算 128
一、以质量为基准的传质微分方程 128
二、以物质的量为基准的传质微分方程 129
三、二元体系的传质微分方程 129
第七节 传质微分方程的应用 130
一、半无限大空间的非定常态扩散传质 130
二、伴有快速反应的一维非定常态扩散传质 133
*三、圆柱体中的非定常态扩散传质 134
四、圆管内定常态层流传质 137
习题 138

第五章 层流流动下的传递过程 144
第一节 几种特殊的流体流动 145
一、爬流 145
二、势流 151
三、平面流与流函数 155
第二节 边界层内的传递现象 158
一、边界层理论 159
二、速度边界层方程 162
三、温度边界层方程 169
四、浓度边界层方程 178
第三节 边界层积分方程 183
一、速度边界层动量积分方程 183
二、温度边界层能量积分方程 188
三、浓度边界层质量积分方程 192
习题 196

第六章 湍流流动下的传递过程 199
第一节 湍流流动的基本方程 199
一、湍流的描述 199
二、湍流流动下的传递基本方程 202
第二节 普朗特混合长理论及其应用 206
一、普朗特混合长理论 206
二、平板壁面上定常态湍流流动 207
三、管内定常态湍流流动 209
第三节 平板壁面湍流边界层传递的近似解 217
一、平板壁面湍流边界层流动的近似解 217
二、平板壁面湍流边界层传热的近似解 220
三、平板壁面湍流边界层传质的近似解 222
习题 225

第七章 对流传递过程的工程解决方法 228
第一节 量纲分析法 228
一、圆管内湍流流动的摩擦阻力损失量纲分析 228
二、圆管内湍流流动的对流传热系数量纲分析 230
三、湍流流动的对流传质系数量纲分析 234
第二节 三传相似律 234
一、雷诺相似律 235
二、普朗特-泰勒相似律 239
三、冯·卡门相似律 241
四、契尔顿-柯尔本相似律 243
第三节 传质模型 250
一、双膜模型 250
二、溶质渗透模型 251
三、表面更新模型 252
习题 254

附录 256
附录A 坐标系、矢量公式和传递微分方程 256
A.1 柱坐标系和球坐标系示意图 256
A.2 矢量运算 256
A.3 不可压缩流体的牛顿黏性定律 257
A.4 傅里叶热传导定律 257
A.5 费克二元扩散（第一）定律 258
A.6 连续性方程 258
A.7 以τ表示的运动方程 258
A.8 μ和?为常数的牛顿流体的运动方程 259
A.9 cp、k和?为常数的无内热源的能量方程 260
A.10 以jA给出的物种A的连续性方程 261
A.11 以aA给出的?、DAB为常数的物种A的连续性方程 261
附录B 传递性质推算用表 262
B.1 Lennard-Jones(6-12)势能参数和临界性质 262
B.2 碰撞积分 264
附录C 误差函数表 265
附录D 物性常数 266
D.1 空气的重要物性 266
D.2 水的重要物性 267
D.3 常压下气体中的扩散系数实验值 268
D.4 在25℃水中无限稀释溶质的扩散系数 269

习题答案 270

主要符号说明 275

参考文献 277