《冶金传递过程原理》求取 ⇩

一、传递过程原理的研究对象1

二、“三传”间的类似性1

三、本课程在冶金专业教学中的作用1

目 录1

四、关于因次与单位3

单位换算习题6

§1—1流体的分散性与连续介质模型9

一、流体的分散性9

二、连续介质模型9

第一章流体基本性质与静压平衡方程9

第一篇 流体力学基础与动量传递9

§1—2流体的压缩性与不可压缩模型10

一、流体的密度、重度与比容10

二、液体的压缩性与热胀性11

三、气体的压缩性与热胀性11

四、流体的不可压缩模型12

§1—3流体的粘性与理想流体模型12

一、牛顿内摩擦定律12

二、流体的粘度13

三、理想流体模型15

§1—4牛顿流体与非牛顿流体15

一、静压的物理概念16

§1—5流体的静压16

二、绝对压力、相对压力（表压）与真空度17

三、压力的量度与单位18

§1—6流体静压平衡方程19

一、流体平衡微分方程19

二、重力场中的流体平衡方程20

§1—7气体的位压头与静压头22

一、位压头22

二、静压头23

第一章思考题与习题25

一、流量与流速28

§2—1流体流动基本概念28

第二章流体流动基本方程28

二、稳定流动和不稳定流动29

三、管流与射流29

§2—2流动型态29

一、层流与紊流29

二、雷诺准数的物理意义30

三、紊流的脉动性与时均化31

§2—3边界层概念31

一、平板上流动边界层31

二、圆管内流动边界层33

一、层流时圆管中的流速分布34

§2—4圆管内流动的速度分布34

二、紊流时圆管内的流速分布36

§2—5流动质量平衡——连续性方程38

一、连续性微分方程38

二、管流（一维流动）连续性方程39

§2—6理想流体动量传递方程——欧拉流动微分方程40

§2—7粘性流体流动动量传递方程——奈维一斯托克斯方程42

§2—8流体机械能平衡方程——伯努利方程47

一、理想流体微小流束的伯努利方程47

二、管流的伯努利方程48

三、动能修正系数50

四、实际流体的伯努利方程51

五、在大气中的气流能量平衡方程51

§2—9流体流动的总能量平衡52

§2—10能量方程应用举例54

一、孔口流出问题54

二、流量测量57

三、流体输送的压力与功率59

§2—11稳定流的动量平衡——动量方程61

第二章思考题与习题65

§3—1概述70

§3—2层流时圆管中沿程阻力及达西公式70

第三章流动阻力与管路计算70

§3—3紊流时圆管中的沿程阻力73

§3—4非圆形管中的沿程阻力78

§3—5管道流的局部阻力80

一、局部阻力的形成及一般计算公式80

二、局部阻力系数81

三、局部阻力之间的相互干扰84

§3—6稳定流动管路计算举例85

一、简单管路85

二、并联管路90

第三章思考题与习题94

§4—1压力波、音速与流体的可压缩性97

第四章压缩性气体流动97

§4—2压缩性气流的能量方程98

§4—3压缩性气体流动的连续性方程100

§4—4压缩性气流中各参数的变化规律102

一、滞止参数102

二、临界参数105

§4—5压缩性气体经管嘴与拉伐尔喷管的流动105

一、压缩性气体经管嘴或孔口流出105

二、拉伐尔喷管107

§4—6压缩性气体等温流动110

一、基本公式110

二、压降公式111

三、流量公式112

第四章思考题与习题113

第五章气体喷射流114

§5—1等温自由射流的特性114

一、卷吸（引射）效应114

二、动量守恒115

三、几何特征115

四、横截面速度分布116

五、射流中心速度116

六、断面流量117

二、射流中心温差与浓差120

一、横截面温差与浓差120

§5—2射流中的热量与质量传递——温差与浓差射流120

三、截面平均温差121

四、射流弯曲122

§5—3两射流间的相互作用123

一、相交射流123

二、平行射流与同心射流124

§5—4射流与平壁相遇124

一、靠近平面的平射射流124

二、冲向平壁的射流125

第五章思考题与习题126

一、单个颗粒大小的表示法127

§6—2颗粒体的几何特征127

第六章流一固两相流127

§6—1概述127

二、粒度分布与平均粒径128

三、颗粒形状系数130

四、颗粒填充层（散料层）的空隙率131

§6—3滤过流131

一、固定床的堆积密度与真密度131

二、固定床的有效重量131

三、滤过流压降132

四、滤过流沿横截面的分布135

一、流态化过程概述136

§6—4流化床136

二、临界流化速度138

三、带出速度140

四、流化床的压降与膨胀比145

五、气—固流化床内气体与颗粒运动模型146

§6—5悬浮流（载流输送）148

一、悬浮流动特性148

二、悬浮流的安全流速150

三、悬浮流动的压降152

四、速度比155

第六章思考题与习题158

§7—1概述160

§7—2离心式泵与风机160

一、工作原理160

第七章流体输送设备160

二、离心式泵与风机的主要性能参数161

三、特性曲线162

四、管路特性与工况点163

五、泵与风机的工况调节164

六、离心式泵及风机的并联与串联165

七、选用原则166

八、离心式泵的汽蚀现象与安装高度168

一、烟囱的作用170

§7—3烟囱170

二、工作原理171

三、烟囱尺寸计算173

§7—4喷射器176

一、工作原理176

二、喷射基本方程177

三、带扩张增压管的喷射器178

四、喷射器效率与应用179

第七章思考题与习题180

§8—2温度场与热态185

§8—1基本传热方式185

第八章传热概论185

第二篇传热原理185

§8—3传热速率、传热系数与热阻186

第九章稳定态导热188

§9—1导热的基本定律188

§9—2导热系数及不同物质的导热机理188

一、气体导热189

二、液体导热190

三、金属导热190

四、非金属固体及多孔材料的导热191

一、单层平壁导热192

§9—3平壁导热192

二、多层平壁导热194

三、中间温度195

§9—4圆筒壁导热197

一、单层圆筒壁导热197

二、多层圆筒壁导热198

§9—5接触热阻199

§9—6固体导热微分方程201

一、付立叶导热微分方程201

二、定解条件202

一、有限差分法的基本原理203

§9—7二维导热问题的数值解法（有限差分法）203

二、稳定态二维导热的差分方程——结点方程205

三、结点方程组的求解207

第九章思考题与习题211

第十章对流给热214

§10—1对流给热概述214

一、给热机理与温度边界层214

二、牛顿公式与对流给热系数215

三、边界层对流给热微分方程215

§10一2边界层积分方程组的建立和求解216

一、边界层动量积分方程216

四、对流给热的求解方法216

二、边界层热量积分方程219

三、平板上层流边界层积分方程组的解220

§10—3动量传递与热量传递的类似——类似律解法226

一、紊流剪应力226

二、紊流热量传递227

三、雷诺类似公式228

四、雷诺类似律的应用229

五、雷诺类似律公式的修正231

§10—4相似理论指导下的实验求解法233

一、现象相似与相似准数233

二、相似准数的导出与热相似准数233

三、准数方程236

四、准数方程的应用238

五、简化公式239

§10—5强制对流给热的实验公式239

一、管内紊流下强制对流给热239

二、管内层流下强制对流给热244

三、管内过渡流给热245

四、流体横向绕流圆管的给热245

五、流体绕流管束时的给热246

§10—6自然对流给热249

二、膜状令凝给热系数252

一、冷凝过程给热的特点252

§10—7冷凝与沸腾过程给热252

三、影响冷凝给热的一些实际因素256

四、沸腾给热过程的特点256

五、沸腾给热系数257

第十章思考题与习题258

第十一章辐射传热260

§11—1热辐射的基本概念260

§11—2黑体、白体和透热体261

§11—3黑体辐射的基本定律262

一、普朗克定律262

一、灰体的辐射能力263

二、斯蒂芬一波尔兹曼定律263

§11—4灰体及实际物体的辐射与吸收263

二、吸收率与辐射率的关系——克希荷夫定律264

三、实际物体的辐射能力267

四、黑度及其影响因素268

三、角度系数273

§11—6两表面构成封闭体系时的辐射换热275

一、两相距很近的平行平面276

二、两个任意表面组成封闭体系277

二、余弦定律279

一、距离平方定律279

§11—5辐射能在空间的分布279

三、两表面之间有隔热屏时的辐射换热279

§11—7辐射传热与电量传递的类似——电类似解法281

§11—8气体的辐射与吸收285

一、气体辐射与吸收的特点285

二、气体的吸收率286

三、气体吸收率与黑度的关系287

§11—9气体及火焰的黑度287

一、气体的黑度287

§11—10气体与围壁间的辐射换热292

第十一章思考题与习题294

第十二章 稳定态综合传热296

§12—1气体与表面间的换热296

§12—2火焰炉内的综合传热297

一、火焰对炉料的辐射传热量298

二、火焰黑度299

二、火焰平均温度与定向传热299

三、火焰炉炉壁在传热中的作用300

§12—3通过间壁的传热303

一、通过平壁的传热303

二、通过圆筒壁的传热304

三、圆筒壁传热中的临界直径306

§12—4换热器传热计算308

一、换热器内流体流动方案308

二、换热器平均温压309

三、传热系数313

四、流体终温及换热效率314

五、换热器壁温319

六、传热过程的强化320

*§12—5散料层内热交换322

一、料块内部热阻很小时的传热323

二、炉气与料块间的给热系数325

三、考虑料块内部热阻时的传热326

一、气体与颗粒表面间的传热328

*§12—6流化床内热交换328

二、流化床与周边表面间的传热329

三、流化床对浸没管的对流给热332

四、流化床对表面的辐射传热333

第十二章 思考题与习题333

*§12—7通过肋片传热335

*第十三章 不稳定态导热341

§13—1不稳定态导热过程及其求解方法341

§13—2分析解法及热相似准数341

§13—3表面温度恒定时半无限厚物体的加热343

§13—4周围介质温度恒定时的加热与冷却346

§13—5薄材在恒温介质中的加热与冷却350

一、关于薄材与厚材的概念350

二、薄材在恒温介质中对流加热或冷却351

三、薄材的辐射式加热与冷却353

§13—6不稳定态导热的数值解法355

一、不稳定态导热的差分方程355

二、差分方程的稳定性条件357

三、列一流边界条件下的表面结点方程359

第十三章 思考题与习题361

一、传质过程的特征365

§14—1传质的基本概念365

第三篇 传质原理365

第十四章 传质基本概念与传导传质365

二、昆合相中物质浓度的表示方式366

三、物质流流速与通量367

§14—2菲克第一定律与扩散系数368

一、菲克第一定律368

二、固体扩散系数369

四、气体扩散系数372

五、气体通过多孔介质的扩散373

§14—3稳定态扩散传质376

一、等分子逆向扩散376

二、通过静止介质层（或惰性介质）的扩散377

三、液体扩散系数379

三、气体通过固体层的扩散——气体渗透379

*四、气体在固体中的扩散——金属表面氧化380

§14—4不稳定态扩散383

一、菲克第二定律383

二、表面浓度恒定时半无限体中的扩散383

第十四章 思考题与习题385

第十五章 对流传质386

§15—1对流传质机理与传质系数387

一、紊流扩散概念387

二、界膜传质模型388

三、渗透理论与表面更新模型389

四、薄膜一渗透理论391

§15—2对流传质微分方程与传质相似准数392

一、组分守恒方程（传递方程）392

二、边界传质微分方程393

三、传质相似准数394

*§15—3气体与下降液膜的传质395

*§15—4流体与平板表面间的对流传质——积分方程法近似解398

§15—5若干对流传质的实验公式400

一、流体与单个球形颗粒之间的传质400

三、流化床内流体与颗粒表面间传质401

§15—6对流传质与对流传热的类似401

二、流体通过固定床401

第十五章 思考题与习题407

第十六章 综合传质问题408

§16—1相际平衡与平衡浓度408

§16—2双膜传质理论与贯通传质系数409

一、通过相界面传质的特点与双膜模型409

二、通过相界面的传质速率与贯通传质系数410

§16—3相界面有化学反应时的传质——炭粒燃烧过程412

一、反应一传质速率412

二、燃烧时间413

*§16—4多孔介质内部的扩散与化学反应416

一、界面附近的温度分布与热量平衡418

§16—5传热与传质同时发生的综合传递过程418

二、湿球温度与湿球系数419

三、干燥速率与干燥时间424

第十六章思考题与习题428

附 录431

1．基本常数与单位换算431

附表1—1 常用基本物理常数431

附表1—2 单位换算表431

Ⅱ．流体的物性参数433

附表2—1 干空气的物性参数433

附表2—2 几种气体的物性参数434

附表2—4 总压为1［巴］时含饱和水汽的空气的有关参数435

附表2—3 烟气物性参数435

附表2—5 水的物性参数436

附表2—6 饱和水蒸汽表437

3．局部阻力系数438

4．离心式泵和风机规格示例442

附表4—1 B型水泵性能442

附表4—2 中、低压4-72-11型离心通风机性能选例443

附表4—3 常用风机性能范围及用途444

附表4—4 常用泵性能范围与用途445

5．误差函数表446