《传递过程与单元操作 上》求取 ⇩

第一篇　流体动力过程3

1　流体流动3

1.1　概述3

1.1.1　连续介质的假定3

1.1.2　作用在流体上的力5

1.1.3　流体的密度5

1.1.4　静止流体上的压力6

1.2　流体静力学7

1.2.1　流体静力学微分方程7

1.2.2　重力场下的流体静力学方程8

1.2.3　流体静力学方程在压力和压力差测量上的应用9

1.3　流体的粘性11

1.3.1　牛顿粘性定律11

1.3.2　气体的粘度13

1.3.3　液体的粘度14

1.3.4　流体的流动形态和雷诺数15

1.4 流体动力学的宏观衡算方法17

1.4.1 研究流体运动的拉格朗日（Lagrange）方法和欧拉（Euler）方法17

1.4.2　物理量的时间导数17

1.4.3　控制体和控制面18

1.4.4　系统和环境18

1.4.5　广延量和强度量18

1.4.6 流体系统的研究方法和控制体研究方法间的关系19

1.4.7　流体的连续性方程21

1.4.8　流体流动的宏观能量衡算24

1.4.9　流体流动的机械能衡算方程28

1.5　流体在圆管内流动时的摩擦阻力29

1.5.1　量纲分析方法30

1.5.2　流体在管内流动时的摩擦系数31

1.5.3　流体在非圆形直管内流动时的摩擦阻力33

1.5.4　局部阻力和局部阻力系数34

1.6　管路计算38

1.6.1　液体输送管路38

1.6.2　可压缩流体在等径管内的流动40

1.7　流体流动的宏观动量衡算50

1.7.1　动量衡算的控制体法51

1.8　流体动力学的薄层流体平衡方法55

1.8.1 薄层流体上的动量衡算和流道上的边界条件55

1.8.2　平板上的降膜流动56

1.8.3　圆管内的流体层流58

1.8.4　流体层流流经圆管时的摩擦阻力60

1.8.5　环隙内的流体层流60

1.9　流体动力学的微分衡算62

1.9.1　连续性方程的微分形式63

1.9.2　理想流体的欧拉运动方程64

1.9.3　作用于流体上的表面力66

1.9.4　作用于流体上的力平衡方程67

1.9.5　运动流体的速度分解和变形率69

1.9.6　牛顿流体的本构方程72

1.9.7　奈维-斯托克斯方程73

1.10　奈维-斯托克斯方程的应用示例74

1.10.1　平板上的稳定层流降膜流动74

1.10.2　圆管内的液体层流运动75

1.10.3　环隙内液体的周向运动76

1.11　不可压缩流体的平面运动78

1.11.1　流函数78

1.11.2　用涡量和流函数表示的运动方程79

1.11.3　流体非常缓慢地流经球体的运动79

1.12　不可压缩流体的层流边界层81

1.12.1 平板上不可压缩流体作稳定层流时的边界层分析82

1.12.2　边界层的动量积分方程86

1.12.3　边界层的分离88

1.13　流体的湍流运动简介90

1.13.1 湍流脉动和时均概念90

1.13.2　湍流附加应力91

1.13.3　湍流运动的基本方程91

1.13.4　普兰特混合长度假说93

1.13.5　普兰特速度分布定律94

1.13.6　圆管内的湍流96

1.13.7　光滑平板上的湍流边界层100

1.14　流体流量的测量102

1.14.1 测速管102

1.14.2　孔板流量计103

1.14.3　文丘利流量计105

1.14.4　转子流量计106

习题107

主要符号说明117

主要参考读物118

2　流体输送机械119

2.1　液体输送机械119

2.1.1　离心泵119

2.1.2　其它类型化工用泵142

2.2　气体压送机械148

2.2.1 通风机148

2.2.2　鼓风机153

2.2.3　压缩机154

2.2.4　真空泵158

习题162

主要符号说明164

主要参考读物165

3　流体通过颗粒层的流动166

3.1　颗粒床层的特性166

3.1.1　颗粒的特性166

3.1.2　颗粒群的当量直径168

3.1.3　颗粒床层特性169

3.2　流体通过固定床层的压降170

3.2.1　流体在固定床层中的流动特性170

3.2.2　流体流经颗粒床层的压力降170

3.3　过滤173

3.3.1　过滤操作的基本原理173

3.3.2　过滤设备174

3.3.3　过滤基本方程180

3.3.4　恒压过滤方程183

3.3.6　过滤常数的测定184

3.3.5　恒速过滤方程184

3.3.7　滤饼的洗涤速率与洗涤时间187

3.3.8　过滤机的生产能力188

习题192

主要符号说明193

主要参考读物194

4　颗粒与流体间的相对运动195

4.1　曳力和曳力系数195

4.2　沉降197

4.2.1　重力沉降197

4.2.2　离心沉降202

4.3　固体流态化技术210

4.3.1　固体流态化的基本概念210

4.3.2　流化床的压降211

4.3.3　流化床的返混、沟流和节涌现象212

4.3.4　流化床的操作范围214

4.3.5　流化床的膨胀高度与分离高度216

4.4　气力输送217

4.4.1　气力输送装置218

4.4.2　稀相气力输送中气流速度的选定219

习题220

主要符号说明222

主要参考读物222

第二篇　热量传递过程225

5　热量传递过程225

5.1　概述225

5.2　热传导的基本概念227

5.2.2　导热系数228

5.2.1　傅里叶定律228

5.2.3　热传导的微分方程230

5.2.4　边界条件232

5.3　一维稳态导热233

5.3.1　平壁上的一维稳态导热233

5.3.2　圆柱上的一维径向导热239

5.3.3　球壁上的一维径向导热245

5.3.4　接触热阻245

5.3.5　带有肋片的换热面上的传热246

5.4　非稳态导热252

5.4.1 物体内部热阻可以略去的不稳态传热252

5.4.2　半无限厚平壁的非稳态导热253

5.4.3　平板两侧流体作对流时的非稳态导热256

5.4.4　无限长圆柱和球体的一维非稳态导热260

5.4.5　二维及三维非稳态导热问题的求解263

5.5.1　一维稳态导热的差分方法267

5.5　导热问题中的有限差分方法267

5.5.2　二维稳态导热的差分方法271

5.5.3　非稳态导热的差分方法273

5.6　换热器的传热速率方程276

5.6.1　传热速率方程277

5.6.2　平均传热温度差279

5.6.3　多程换热器和错流式换热器的平均传热温度差的校正282

5.6.4　换热器计算的传热单元数法284

5.7　对流传热的基本概念289

5.7.1　热边界层概念289

5.7.2　对流传热系数290

5.7.3　能量衡算微分方程291

5.7.4　湍流传热概念295

5.8.1 相似常数和相似准数296

5.7.5　对流传热的分类296

5.8 相似方法297

5.8.2　流体动力相似和传热相似298

5.9　管内强制对流传热301

5.9.1　管内强制层流传热301

5.9.2　管内强制湍流传热307

5.10　动量传递和热量传递之间的类比309

5.10.1　雷诺类比309

5.10.2　柯尔本类比310

5.10.3　普兰特类比310

5.10.4　冯·卡门类比311

5.11　流体沿外壁作强制对流时的传热313

5.11.1　平板上的强制层流热边界层313

5.11.2　平板上的强制湍流传热317

5.11.3　流体横向绕流单圆柱的传热318

5.11.5　流体横向流经管簇的传热319

5.11.4　流体绕流圆球的传热319

5.11.6　流体在列管式换热器管间流动时的传热322

5.12　自然对流传热323

5.12.1 竖直平板上自然对流传热的微分方程及其典型解324

5.12.2 自然对流传热的各种关联式328

5.13　冷凝传热334

5.13.1　竖直平板上的层流膜状冷凝335

5.13.2　竖直平板上的湍流膜状冷凝336

5.13.3　水平圆管外壁的膜状冷凝337

5.13.4　水平圆管内的膜状冷凝337

5.14 沸腾传热339

5.14.1　大空间饱和液体的沸腾传热340

5.14.2　大空间核状沸腾传热关联341

5.14.3　大空间膜状沸腾传热关联343

5.14.4　管内强制对流沸腾传热344

5.15　辐射传热345

5.15.1 黑体辐射强度和黑体辐射能力346

5.15.2　物体表面的辐射性质348

5.15.3　太阳辐射349

5.15.4　角系数350

5.15.5　灰体间的辐射传热352

5.15.6　辐射热屏357

5.15.7 由三个面所组成的闭合空间的辐射359

5.15.8　气体辐射360

5.15.9　暴露在大气中设备热损失的估计366

5.16　换热器367

5.16.1　管壳式换热器367

5.16.2　蛇管式换热器377

5.16.4　用空气为冷却剂的换热器378

5.16.3　套管式换热器378

5.16.5　板式换热器379

5.16.6　螺旋板换热器380

5.16.7　板翅式换热器382

5.16.8　热管383

习题384

主要符号说明391

主要参考读物393

6　蒸发394

6.1　概述394

6.2　单效蒸发器的计算395

6.2.1　物料衡算395

6.2.2　热量衡算396

6.2.3　单效蒸发器传热面积的计算396

6.3　溶液的焓—浓图和杜林规则397

6.4　蒸发器中的传热温度差损失399

6.5　多效蒸发399

6.5.1　多效蒸发的流程400

6.5.2　蒸发器的生产能力和生产强度401

6.5.3　多效蒸发的计算402

6.6　蒸发器热能利用的其它方案406

6.6.1　额外蒸汽的抽出406

6.6.2　热泵蒸发流程406

6.7　蒸发设备407

6.7.1　循环型蒸发器408

6.7.2　单程型蒸发器409

6.7.3　用于蒸发器的除沫器和冷凝器410

习题412

主要符号说明413

主要参考读物414