《材料工程基礎》是高等學校材料科學與工程一級學科專業課程體系中一門重要的學科基礎課程�！恫牧瞎こ袒A》是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材，是為了適應高等學校材料科學與工程類學科發展的需要和創新型工程人才的培養而編寫的材料科學與工程類專業的本科教材。
《材料工程基礎》內容整合了材料工程領域中的共性基礎理論——動量、能量和質量傳遞的基本規律，以及上述理論典型運用的單元過程——物料的干燥和燃料的燃燒�！恫牧瞎こ袒A》既注重邏輯思維的嚴密性，又強調理論知識與工程實踐的有機結合，并試圖將材料工程領域的最新科技成果充實到教材內容之中。
《材料工程基礎》可作為高等學校材料科學與工程類專業本科生教學的教材，以及研究生的教學參考書。也可供在材料類工業領域中從事科研、設計、生產的工程技術人員閱讀參考。
“材料工程基礎，，是高等學校材料科學與工程一級學科專業課程體系中一門重要的學科基礎課程�！恫牧瞎こ袒A》是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材，是為了適應高等學校材料科學與工程類學科發展的需要和創新型工程人才的培養而編寫的材料科學與工程類專業的本科教材。
本書內容整合了材料工程領域中的共性基礎理論——動量、能量和質量傳遞的基本規律，以及上述理論典型運用的單元過程——物料的干燥和燃料的燃燒。本書既注重邏輯思維的嚴密性，又強調理論知識與工程實踐的有機結合，并試圖將材料工程領域的最新科技成果充實到教材內容之中。
本書可作為高等學校材料科學與工程類專業本科生教學的教材，以及研究生的教學參考書。也可供在材料類工業領域中從事科研、設計、生產的工程技術人員閱讀參考。
本書由西安建筑科技大學徐德龍教授、武漢理工大學謝峻林教授擔任主編，由南京工業大學胡道和教授、西安建筑科技大學曾漢侯教授負責審訂。西安建筑科技大學徐德龍教授擬訂了本教材的編寫大綱和編寫方案，并撰寫了緒論部分；西安建筑科技大學李輝副教授編寫了第l章“流體力學基礎”第1～3節、第1章思考題和習題，西安建筑科技大學肖國先教授編寫了第1章“流體力學基礎”第4～9節；西安建筑科技大學陳延信講師編寫了第2章“兩相流運動現象”；武漢理工大學姚三九教授和鹽城工學院陳景華副教授編寫了第3章“能量傳遞基礎”；南京工業大學周勇敏教授編寫了第4章“質量傳遞基礎”；武漢理工大學文進副教授編寫了第5章“物料干燥”；武漢理工大學謝峻林教授編寫了第6章“燃燒及其燃燒”。本書由曾漢侯教授、徐德龍教授、謝峻林教授負責統稿。
徐德龍，男，1952年8月出生，博士，中國工程院院士，現任西安建筑科技大學校長、教授、博士生導師、粉體工程研究所所長，兼任中國硅酸鹽學會副理事長、中國顆粒學會副理事長、中國，臺金建設協會副理事長、教育部生態水泥工程中心主任、國家保密技術專家組專家、美國化學工程師學會A級會員。
長期從事硅酸鹽工程及相關學科的基礎理論與工程技術研究、推廣和教學工作，在水泥懸浮預熱預分解技術、粉體材料與工程、工業固體廢棄物資源化技術等方面取得了多項重大成果，先后榮獲國家科技進步二等獎1項，國家發明四等獎1項，國家科技成果推廣獎1項，省（部）級科技進步和成果一等獎10項、二等獎3項，并先后榮獲“全國先進工作者”、“全國優秀留學回國人員”、“國家有突出貢獻的中青年專家”等榮譽稱號。
謝峻林，女，1965年生，博士，現任武漢理工大學教授、博士生導師、教務處副處長，“材料工程基礎”、“無機非金屬材料實驗”國家級精品課程負責人，湖北省教學名師，享受國務院政府特殊津貼專家，兼任教育部高等學校材料科學與工程專業教學指導委員會無機非金屬材料分委員會秘書長、湖北省工程熱物理學會理事、湖北省高等學校女高級知識分子科技創新研究會常務理事，湖北省跨世紀學術骨干。
主持參加國家自然科學基金、中國博士后基金、國家“863”計劃、“十一五”國家科技支撐計劃、教育部世行貸款教改項目等國家級科研、教學研究項目10余項，出版電子教材1部，承擔“普通高等教育十一五國家級規劃教材”2本，發表論文近80篇。獲國家教學成果二等獎1項，湖北省教學成果一等獎3項，�。ú浚┘壙萍歼M步獎2項。
0 緒論
0.1 材料工程學的由來
0.2 材料工程基礎
0.3 關于材料工程基礎的教學
1 流體力學基礎
1.1 流體力學概述
1.1.1 流體的概念
1.1.2 流體力學的研究內容
1.1.3 流體力學研究的意義
1.1.4 流體力學的研究方法
1.1.5 單位與量綱
1.2 流體的性質
1.2.1 流體的基本物理性質
1.2.2 流體的連續性——連續介質模型
1.2.3 流體的可壓縮性與熱膨脹性
1.2.4 流體的傳遞性質
1.2.5 流體的狀態參數與狀態方程
1.2.6 作用在流體上的力
1.3 流體運動的微分方程
1.3.1 質量守恒定律——連續性方程
1.3.2 動量定理——運動方程(納維一斯托克斯方程)
1.3.3 能量守恒定律——能量方程
1.3.4 定解條件
1.3.5 相似理論和量綱分析
1.3.6 三種傳遞過程的類比分析
1.4 流體靜力學
1.4.1 重力場中靜止流體中的壓強分布
1.4.2 非慣性系中均質流體的相對平衡
1.5 理想流體流動
1.5.1 歐拉方程
1.5.2 流體的旋度
1.5.3 流函數
1.5.4 不可壓縮理想流體圓柱繞流
1.6 不可壓縮粘性流體的流動
1.6.1 層流與湍流
1.6.2 邊界層理論簡介
1.6.3 不可壓縮粘性流體的層流運動
1.6.4 湍流運動的雷諾方程組
1.6.5 混合長理論
1.6.6 光滑管中的湍流流動
1.6.7 粗糙管中的湍流流動
1.7 流體流動的伯努利方程式
1.7.1 流體沿流線流動的伯努利方程式
1.7.2 流體沿管道流動的伯努利方程式
1.7.3 流體流動的阻力
1.7.4 伯努利方程式的應用
1.8 氣體動力學基礎
1.8.1 可壓縮氣流的一些基本概念
1.8.2 理想氣體一元恒定流動的基本方程
1.8.3 氣體在管道中的運動
1.9 離心式風機
1.9.1 離心式風機的基本結構和工作原理
1.9.2 離心式風機的性能參數與性能曲線
1.9.3 離心式風機性能參數的換算
1.9.4 離心式風機的工作點及流量調節
1.9.5 離心式風機的并聯和串聯操作
1.9.6 離心式風機的選擇
思考題
習題
2 兩相運動現象
2.1 緒論
2.2 兩相與多相流的專用術語和基本特性參數
2.3 粒子一流體的相互作用
2.3.1 單粒子在流體中的受力分析
2.3.2 單粒子的運動方程
2.3.3 粒子云與流體的相互作用
2.4 連續相方程
2.4.1 流場的統計平均方法
2.4.2 邊界粒子的影響
2.4.3 準一維兩相流的守恒方程
2.5 流體一固體兩相流的數值模擬
2.5.1 不可壓縮流體流動過程數值求解的困難及解決的辦法
2.5.2 原始變量法求解管道內準一維流動問題舉例
2.5.3 湍流流動數值模擬的主要方法
2.5.4 數值模擬的基本程序
思考題
3 傳熱學基礎
3.1 概述
3.1.1 傳熱及其應用
3.1.2 熱量傳遞的基本方式與熱流速率方程
3.1.3 傳熱熱阻
3.2 傳導傳熱
3.2.1 導熱的基本概念
3.2.2 導熱微分方程與定解條件
3.2.3 穩定態導熱的分析與計算
3.2.4 非穩定態導熱
3.3 對流換熱
3.3.1 對流換熱概述
3.3.2 對流換熱過程的數學描述
3.3.3 強制流動時的對流換熱
3.3.4 自然對流時的對流換熱
3.3.5 流體有相變時的對流換熱
3.4 輻射換熱
3.4.1 熱輻射的基本概念
3.4.2 黑體輻射定律
3.4.3 實際物體和灰體的輻射
3.4.4 角系數
3.4.5 兩個灰體之間的輻射換熱
3.4.6 多個灰體表面組成封閉系統時的輻射傳熱
3.4.7 輻射換熱的強化與削弱
3.4.8 氣體輻射
3.5 傳熱過程與換熱器
3.5.1 傳熱過程與復合傳熱
3.5.2 換熱器
思考題
習題
4 質量傳遞基礎
4.1 傳質基本概念
4.1.1 濃度
4.1.2 分數表示法
4.1.3 速度
4.2 分子擴散傳質
4.2.1 斐克(Fick)定律
4.2.2 分子擴散系數
4.2.3 流體中的分子擴散
4.2.4 固體中的分子擴散
4.2.5 非穩態擴散
4.3 對流傳質
4.3.1 濃度邊界層與對流傳質系數
4.3.2 對流傳質準數方程
4.4 傳質與化學反應
4.4.1 非均勻化學反應與擴散傳質
4.4.2 均勻化學反應與擴散傳質
4.4.3 球形顆粒的縮核反應與傳質
思考題
習題
5 物料干燥
5.1 概述
5.1.1 固體物料的去濕方法
5.1.2 物料的干燥方法
5.2 干燥靜力學
5.2.1 濕空氣的性質
5.2.2 濕空氣狀態的變化過程
5.2.3 水分在氣一固兩相間的平衡
5.3 干燥速率和干燥過程
5.3.1 恒定干燥條件下的干燥速率
5.3.2 影響干燥速率的因素
5.3.3 間歇干燥過程的干燥時間計算
5.3.4 連續干燥過程
5.4 干燥技術
5.4.1 對流干燥
5.4.2 傳導干燥
5.4.3 輻射干燥
5.4.4 場干燥技術
思考題
習題
6 燃料及其燃燒
6.1 燃料的種類及其組成
6.1.1 燃料的種類
6.1.2 固體燃料和燃料油的組成
6.1.3 氣體燃料
6.2 燃料的性質
6.2.1 燃料的發熱量
6.2.2 煤的特性
6.2.3 燃料油特性
6.2.4 氣體燃料特性
6.3 燃燒計算
6.3.1 燃料燃燒所需空氣量的計算
6.3.2 煙氣量及煙氣組成計算
6.3.3 生產中煙氣量、空氣量及過�？諝庀禂档挠嬎�
6.3.4 燃燒溫度計算
6.3.5 影響理論燃燒溫度的各因素
6.4 燃料的燃燒理論及過程
6.4.1 燃燒理論
6.4.2 不同燃料的燃燒過程
6.5 潔凈燃燒技術
6.5.1 燃燒污染與防治
6.5.2 材料生產中的燃燒新技術
思考題
習題
附錄A 場論初步
附錄B 某些常見流體的熱物理性質
附錄C 法向應力與應變率之間關系的推導
附錄D 常用物理量的量綱與單位(SI制)
附錄E 部分材料的密度、導熱系數、比熱容和蓄熱系數
附錄F 某些材料在法線方向上的黑度
附錄G 計算輻射系數和核算面積的公式和圖
附錄H 無限大平板的計算圖
附錄I CO2和水蒸氣輻射率的計算圖
參考文獻
0 緒論
0.3 關于材料工程基礎的教學
動量、能量和質量的傳輸現象是我們口常生活和工業生產中普遍存在的現象，可謂無處不在，無時不在。因而，我們要密切聯系實際地學習、認識和研究傳輸現象的主要特征和基本規律。教師在授課過程中要密切結合學生所熟悉的生活和生產的實際，深入淺出地進行講解。學生在自學或聽課中也要處處自覺地與現實實際相聯系，從而使認識得到升華，使理解更加透徹。
本課程的教學必須有相應的實驗室試驗和演示來配合完成。由于受篇幅的限制，具體實驗指導書不含在本教材之中。
為了鞏固和發展學生在基礎課學習中已掌握的數學、物鯉方面的知識，本教程比較充分地應用了數學和物理分析方法，故在教與學的過程中，要溫習已學過的知識，從而達到溫故而知新、循序漸進的目的。
嚴格意義上講，三大傳輸方程至今無法得到完全的解析解。所給出的某些解析解，都是針對一些具體情況簡化定解問題后的解析結果。學習這些求解過程，對提高我們分析問題和解決問題的能力無疑有很大的幫助。然而，隨著計算機的迅速發展，通過數字模擬計算的方法來求解三大傳輸方程，進而實現對過程或單元子系統的虛擬理論研究已成為現實，此任務將由后續的“計算機在材料科學與工程中的應用”課程來完成，本課程的學習只是奠定一個基礎。
在本課程的教學中尤其要高度重視學生觀察事物現象、分析現象本質及其各影響因素之間的相互關系，抓住主要矛盾并簡化定解問題，靈活運用解析解、數值分析法、相似法、類比法等分析和處理問題的思路和能力的培養。要強調一些具體結論的適用條件和范圍，絕不能將結論當作教條去灌輸和學習。否則，我們就無法培養出一代具有創新精神和實踐能力的可靠接班人和建設者，提高我國的自主創新能力和建設創新型國家的宏偉藍圖也將無法實現。
如緒論開頭所述，材料工程基礎是一個新的課程體系，其內容尚不夠完整，各部分的關系也欠和諧，完善該課程體系的任務還任重道遠。
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