《工程流体流动与热交换》

第一篇 流体与混合物的流动2

第一章 流动物流的基本方程2

Ⅰ 总能量衡算2

Ⅱ 机械能衡算3

Ⅲ 泵送能量与泵送功率5

例题1．1 流体静力学与压力计7

例题1．2 意大利方式计算金丝雀的数目8

习题 能量衡算10

第二章 牛顿型不可压缩流体在管中的流动15

例题2．1 无人照管时番茄的生长26

例题2．2 水坝溢流管28

习题 管内不可压缩流体的流动30

第三章 气体的可压缩流动40

Ⅰ 管中有摩擦的绝热流动41

Ⅱ 管中有摩擦的等温流动44

Ⅲ 管中流动的计算用方程46

Ⅳ 通过锐孔或喷嘴的流动47

Ⅴ 从贮槽引出的导管49

例题3．1 向合成氨装置输送氮气53

例题3．2 临界锐孔流量计的设计54

例题3．3 应用设计图表计算气体流量55

习题 气体流动57

第四章 分子流动66

Ⅰ 流率、流导率与泵送速率的方程67

Ⅱ 管道系统的计算方法75

Ⅲ 真空系统的抽空77

Ⅳ 较完善的真空系统79

Ⅴ 注释80

例题4．1 高真空管中的流动81

例题4．2 稳态真空系统的情况82

例题4．3 其它真空系统的情况84

例题4．4 抽空一个有泄漏的真空系统86

习题 真空流动87

第五章 非牛顿型流体91

Ⅰ 流体的分类91

Ⅱ 剪应力与粘度93

Ⅲ 管内流动96

Ⅳ 流体流动特性的确定101

Ⅴ 非牛顿型流体的讨论105

例题5．1 宾汉塑性流体由槽中流出108

例题5．2 利用管线输送煤110

习题 非牛顿型流体112

第六章 通过填充床的流体流动121

Ⅰ 填充床的特性121

Ⅱ 填充床的摩擦损失125

Ⅲ 填充床的机械能衡算128

例题6．1 实验室的填充床实验131

习题 填充床133

Ⅰ 流化状态138

第七章 流化床中的流动138

Ⅱ 摩擦损失与将固体粒子床层流化所需的泵送功率140

Ⅲ 最小流化速度umf141

例题7．1 城市垃圾流化焚烧炉的操作功率143

习题 流化床145

第八章 固体粒子在流体中的沉降151

Ⅰ 球形粒子151

Ⅱ 任意形状的固体粒子152

例题8．1 由于合众国的火山事故，对其提出控告155

习题 沉降物体157

Ⅰ 导热162

第二篇 热交换162

第九章 传热的三种机理：导热、对流与辐射162

Ⅱ 对流传热166

Ⅲ 辐射传热178

第十章 热阻的组合193

习题 组合热阻200

第十一章 固体物的非稳态加热与冷却203

Ⅰ 热阻全部集中于表面时的物体冷却205

Ⅱ 表面热阻可以忽略时，物体的冷却206

Ⅲ 表面热阻与内部热阻均重要时物体的冷却209

Ⅳ 表面热阻可以忽略的半无限固体的冷却218

Ⅴ 有表面热阻的半无限固体的冷却222

Ⅵ 尺寸为L的物体短时间冷却时的热损失223

Ⅶ 有限大物体，诸如立方体、短圆柱体、正六面体等的冷却223

Ⅷ 辐射效应的干涉224

Ⅸ 毕渥数和傅立叶数应用的说明224

例题11．1 检验在分析流化床热交换器中的关键性假设225

例题11．2 油炸鱼条229

习题 固体物非稳态加热与冷却232

Ⅱ 直接接触非蓄热式热交换器235

第十二章 热交换器导论235

Ⅰ 热回收器：间壁非蓄热式热交换器235

Ⅲ 蓄热器：直接接触蓄热式热交换器238

Ⅳ 使用来回运动的中介物流的热交换器238

Ⅴ 注释241

第十三章 热量回收器：间壁非蓄热式热交换器242

Ⅰ 逆流与并流活塞式流动243

Ⅱ 壳管式热交换器248

Ⅲ 错流紧凑热交换器257

Ⅳ 冷指式即插管式热交换器258

Ⅴ L(混合流动)/G(活塞流动)的热交换器267

Ⅵ L(混合流动)/G(混合流动)的热交换器268

Ⅶ 加热批量流体269

Ⅷ L(分批均匀混合)/G(混合流动)的热交换器270

Ⅸ L(分批均匀混合)/G(等温混合流动——冷凝或沸腾)的热交换器271

Ⅹ L(分批均匀混合)/G(活塞流流动)的热交换器273

Ⅺ L(分批均匀混合)/有恒温G的外部热交换器274

Ⅻ L(分批均匀混合)/外部壳管式热交换器275

? 最终评述276

例题13．1 热回收器的出口温度279

例题13．2 加热批量液体280

习题 热回收器设计282

第十四章 气-固直接接触的非蓄热式热交换器291

Ⅰ 流化床热交换器切步291

Ⅱ G(混合流动)/S(混合流动)，即单级流化床热交换器294

Ⅲ 逆流多级流化床热交换器295

Ⅳ 错流多级流化床热交换器296

Ⅴ 逆流活塞流热交换器297

Ⅵ 气体与固体的错流流动300

Ⅶ 注释302

例题14．1 逆流多级流化床热交换器303

例题14．2 错流多级流化床热交换器304

习题 气-固直接接触非蓄热式热交换器306

第十五章 蓄热器：使用批量固体的直接接触蓄热式热交换器310

Ⅰ 填充床蓄热器初步311

Ⅱ 填充床蓄热器——平坦前缘模型315

Ⅲ 填充床蓄热器——分散模型317

Ⅳ 流化床蓄热器328

例题15．1 压纸器的大事故332

习题 蓄热器336

习题16．1与16．2 高温反应的骤冷340

第十六章 习题集萃340

习题16．3 太阳能热水器341

习题16．4 含尘气体的干式除尘器342

习题16．5 给城市供热的地热水342

习题16．6 被堵塞的分布板343

习题16．7与16．8 用过的油页岩的冷却343

习题16．9 太阳能电池用硅345

习题16．10 从油页岩中提取油345

习题16．11 从地热盐水中取热347

习题16．13 热水加热器348

习题16．12 人体的冷冻348

习题16．14 固-固逆流热交换器349

习题16．15 利用气体加热固体350

习题]6．16 生产高纯硅351

习题16．17、16．18与16．19 使用第三固体的固-固热交换352

习题16．20、16．21与16．22 液-固间的间接热交换353

习题16．23 设计常压流化床燃烧器354

C 体积356

B 长度356

附录 因次、单位、换算、物理数据及其它有用的资料356

A SI词冠356

D 质量357

E 牛顿定律357

F 力357

G 压力357

H 功、热与能358

I 功率358

J 分子量358

L 密度359

K 理想气体定律359

M 粘度360

N 运动粘度362

O 导热系数363

P 比热363

Q 热扩散系数(导温系数)364

R 热辐射特性364

S 对流传热系数(传热膜系数)365

T 无因次数群365

U 若干物质的物理性质表367