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主要符号表1

绪言12

第一章 动量、热量与质量传递导论16

第一节 动量、热量与质量传递的类似性16

1-1 现象定律16

1-2 动量通量、热量通量和质量通量的普遍表达式18

1-3 涡流传递的类似性20

1-4 普兰德数、施密特数和刘易斯数21

第二节 圆管中的稳态层流22

1-5 圆管中稳态层流时的速度分布22

1-6 主体流速23

2-1 简单几何体的质量衡算26

第二章 总质量、总能量和总动量衡算26

第一节 总质量衡算26

2-2 通用的总质量衡算方程33

第二节 总能量衡算36

2-3 通用的总能量衡算方程37

2-4 流体流动系统的总能量衡算38

2-5 机械能衡算43

第三节 总动量衡算45

2-6 通用的总动量衡算方程45

2-7 总动量衡算的应用47

绪言、第一、第二章主要参考文献51

3-1 连续性方程的推导52

第一节 连续性方程52

第三章 粘性流体流动的微分方程52

3-2 对连续性方程的分析和简化54

3-3 柱坐标系和球坐标系中的连续性方程57

第二节 运动方程59

3-4 用应力表示的运动方程59

3-5 应力与形变速率之间的关系63

3-6 粘性流体的运动微分方程(奈维-斯托克斯方程)70

3-7 柱坐标系和球坐标系中粘性流体的奈维-斯托克斯方程71

3-8 用动力压力表示的奈维-斯托克斯方程74

第一节 平壁间的稳态层流77

4-1 平壁间的稳态层流77

第四章 运动方程的应用77

第二节 圆管内与套管环隙中的稳态层流80

4-2 圆管内的稳态平行层流80

4-3 套管环隙中的稳态层流84

第三节 爬流(蠕动流)87

4-4 斯托克斯阻力定律87

第四节 流线与流函数90

4-5 流线与流线方程90

4-6 流函数92

第五节 势流96

4-7 理想流体96

4-8 势流97

第一节 边界层概念103

第五章 边界层理论基础103

5-1 边界层的形成104

5-2 边界层厚度的定义105

第二节 曳力系数105

5-3 曳力系数与范宁摩擦因数105

第三节 边界层方程107

5-4 普兰德边界层方程的推导107

第四节 边界层积分动量方程110

5-5 边界层积分动量方程的推导110

5-6 流体沿平板壁面流动时层流边界层的计算114

5-7 管道进口段的流体流动118

5-8 边界层分离与形体曳力119

第五节 边界层分离119

第六章 湍流122

第一节 湍流的特点、起因及表征122

6-1 湍流的特点122

6-2 湍流的起因123

6-3 时均量与脉动量124

6-4 湍动强度与湍动标度126

第二节 湍动时的流体运动方程(雷诺方程)与雷诺应力129

6-5 雷诺方程与雷诺应力129

第三节 湍流的半经验理论(普兰德动量传递理论)133

6-6 普兰德动量传递理论133

第四节 光滑管中的湍流136

6-7 普兰德混合长与通用速度分布方程137

6-8 速度分布与流动阻力141

第五节 粗糙管中的湍流145

6-9 粗糙管与相对砂糙度145

6-10 速度分布与流动阻力147

第六节 液体沿平板壁面流动时湍流边界层的计算148

6-11 湍流边界层的计算148

第七节 湍流边界层中层流内层的计算152

6-12 流体由平板壁面上流过时层流内层的计算152

6-13 流体在圆管中流过时层流内层的计算153

第三章 、第四章、第五章、第六章主要参考文献155

7-1 热传导156

第一节 热量传递方式156

第七章 热量传递概论与能量方程156

7-2 对流传热157

7-3 辐射传热157

7-4 同时进行导热、对流传热及辐射传热的热过程158

第二节 能量方程160

7-5 能量方程的推导160

7-6 能量方程的特定形式163

7-7 柱坐标系和球坐标系的能量方程165

第八章 热传导167

第一节 稳态热传导167

8-1 无内热源的一维稳态导热问题的分析解167

8-2 有内热源的一维稳态导热170

8-3 扩展表面的导热172

8-4 二维稳态导热的数值解176

第二节 忽略内热阻的不稳态热传导180

8-5 集总热容法180

第三节 一维不稳态导热的分析解183

8-6 初始条件与边界条件183

8-7 半无限固体的不稳态导热185

8-8 大平板的不稳态导热191

8-9 平板、圆柱体和球体中一维不稳态导热问题的简易图算法199

8-10 牛曼(Newman)法则204

第四节 多维不稳态导热204

第五节 不稳态导热的数值解208

8-11 平板一维不稳态导热208

第九章 对流传热212

第一节 对流传热的机理和膜系数212

9-1 对流传热的机理212

9-2 热边界层213

9-3 对流传热系数(膜系数)213

第二节 层流下的热量传递215

9-4 平板壁面层流传热的精确解215

9-5 平板层流传热的近似解229

9-6 管内层流传热236

9-7 湍流时的能量方程242

第三节 湍流下的热量传递242

9-8 涡流热扩散系数与混合长244

9-9 雷诺类似律和泰勒-普兰德的修正式246

9-10 卡门的传热理论252

9-11 柯尔本iH因数类似法257

9-12 平板湍流边界层的传热计算260

第四节 冷凝与沸腾传热265

9-13 蒸气冷凝传热265

9-14 液体沸腾传热271

第七章、第八章、第九章主要参考文献277

第一节 分子传质与对流传质278

10-1 分子传质278

第十章 质量传递概论与传质微分方程278

10-2 对流传质279

第二节 分子传质的速度与通量279

10-3 扩散速度与平均速度280

10-4 扩散通量与主体流动通量281

第三节 质量传递微分方程284

10-5 质量传递微分方程的推导284

10-6 质量传递微分方程的特定形式286

第十一章 分子传质(扩散)289

第一节 稳态分子扩散的通用速率方程289

11-1 停滞介质中稳态分子扩散速率的通用积分形式289

第二节 气体中的分子扩散290

11-2 组分A通过停滞组分B的稳态扩散290

11-3 组分A通过停滞组分B的拟稳态扩散293

11-4 等分子反方向稳态扩散295

11-5 多组分气体混合物的稳态扩散297

11-6 气体扩散系数301

第三节 液体中的分子扩散305

11-7 液体中的稳态分子扩散速率方程305

11-8 液体中的扩散系数307

第四节 固体中的扩散311

11-9 与固体结构无关的稳态扩散311

11-10 与固体结构无关的不稳态扩散313

11-11 多孔固体中的稳态扩散320

12-1 速度边界层对传质的影响328

第一节 对流传质系数328

第十二章 对流传质328

12-2 对流传质系数的定义329

12-3 浓度边界层333

第二节 层流下的质量传递334

12-4 平板壁面上层流传质的精确解334

12-5 平板壁面上层流传质的近似解341

12-6 管内层流传质344

第三节 湍流下的质量传递347

12-7 湍流时的对流扩散方程、涡流扩散系数与混合长348

12-8 质量、热量与动量传递之间的类似律350

12-9 平板壁面上湍流传质的近似解357

12-10 传质理论360

第四节 对流传质系数关联式365

12-11 流体流过平板、球、圆柱体和管内时的传质365

12-12 流体流过填充床时的传质369

12-13 液滴和气泡内的传质373

第十三章 同时进行动量、热量与质量传递的过程374

第一节 同时进行动量、热量与质量传递的过程374

13-1 平板层流边界层中动量、热量与质量传递过程同时进行时的精确解374

第二节 动量与质量同时传递的过程379

13-2 降落液膜中动量与质量同时传递的过程379

第三节 热量与质量同时传递的过程383

13-3 湍流下热量与质量同时传递的过程383

13-4 湿球温度理论388

13-5 增湿与水冷却391

第十章、第十一章、第十二章、第十三章主要参考文献397

附录398

附录A-1 以国际单位制(SI)表示的部分物理常数表398

附录A-2 国际单位制(SI)单位代号的词冠398

附录A-3 主要物理量的单位换算表398

附录B-1 柱坐标系中连续性方程的推导401

附录B-2 球坐标系中连续性方程的推导402

附录C 柱坐标系和球坐标系中能量方程的推导404

附录D 高斯误差函数表407

附录E 分子扩散的碰撞积分ΩD与kT/ε的关系表408

附录F 纯物质的б和ε/k值408