冶金传递过程原理PDF电子书下载

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