本書是化工傳遞過程方面的基礎教材,內容上重視傳遞過程物理原理的解釋及化工過程量化方法的闡述。第1章旨在幫助讀者迅速理解課程的內容和意義;第11章總結了傳遞模型化方法并通過實例讓讀者領略其魅力;主體內容第2-10章依次介紹了動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞,每種傳遞過程均為3章篇幅并相互對應,其中,第2、5、8章分別介紹各種傳遞過程的機理和模型,第3、6、9章講解各種分子傳遞過程的求解分析,第4、7、10章則介紹對流傳遞現象的規律和量化方法。各章均附有例題、思考題和習題,并通過“學習提示”和“拓展文獻”,幫助讀者理解運用本書內容。
本書可作為高等理工院校化學工程與工藝專業的本科生教材,也可作為石油化工、冶金工程、輕化工程、高分子化工、生物工程、環境工程等有關專業的研究人員和高校教師的參考書。
本書是“21世紀高等院校教材”之一,全書共分11個章節,主要對傳遞過程物理原理的解釋及化工過程量化方法作了介紹,具體內容包括流體流動的機理與模型化、微分運動方程的若干解析、熱量傳遞及其微分方程、傳質邊界層及對流傳質理論等。該書可供各大專院校作為教材使用,也可供從事相關工作的人員作為參考用書使用。
前言
主要符號說明
第1章 緒論
1.1 化工科學的發展與傳遞學科的成長
1.2 化工過程的平衡與速率
1.3 傳遞過程速率的量化方法
拓展文獻
學習提示
思考題
習題
第2章 流體流動的機理與模型化
2.1 流體與流動的基本概念
2.1.1 流體的連續性
2.1.2 流速和流率
2.1.3 定態流動與非定態流動
第2章 流體流動的機理與模型化
如前所述,為揭示流體流動系統內部物理量的變化規律,解決諸如速度分布、壓強分布和流動阻力的計算問題,必須進行微分衡算。本章首先介紹流體與流動的一些重要概念和方法,之后通過對等溫流動系統進行微分質量衡算和微分動量衡算,建立動量傳遞的微分方程——連續性方程和運動方程,最后介紹一種半經驗性的模型化方法(量綱分析)。
本章學習中,要仔細理解連續性方程和運動方程的物理意義和來歷,同時要注意對于微分衡算方法及量綱分析的領會。
2.1 流體與流動的基本概念
2.1.1 流體的連續性
微觀上看,流體由大量分子組成,分子不斷地、無規則地運動著。分子之間具有空隙。例如,常壓下每立方毫米的空氣中有2.7×1015個氣體分子,空氣分子的平均自由程約為7×10-4mm。大多數工程實際情況下涉及的是流體的宏觀特征,若將平均自由程近似看作是分子之間的空隙,與流體流動中所涉及的設備或管道尺寸相比,則分子間的空隙可忽略,從而可假定流體是由流體微團構成的連續相,其中沒有空隙,也就是說,可把流體看成是連續的介質。這一概念只適用于宏觀情況,可以說流體作為連續介質處理的論述,只有在流體微團內所包含的分子數很大,具有平均統計意義時才是正確的。……