冶金传输现象的基本原理与方法PDF电子书下载

1 传输现象的基本定律和微分方程 1

1.1 传输现象基本定律 1

1.1.1 牛顿粘性定律 1

1.1.2 傅里叶导热定律 3

1.1.3 菲克扩散定律 5

1.2 连续性方程 7

1.3 动量方程（纳维－斯托克斯方程） 9

1.3.1 应力形式的N-S方程 9

1.3.2 流体质点加速度 11

1.3.3 广义牛顿粘性定律 12

1.3.4 速度形式的N-S方程 12

1.4 能量方程（傅里叶－克希荷夫导热微分方程） 13

1.5 传质方程 16

2 无粘流动（动量传输之一） 19

2.1 流体微团运动的几何分析 19

2.1.1 线变形速率 20

2.1.2 角变形速率 21

2.1.3 旋转角速度 22

2.2 速度势与流函数、不可压平面势流的速度场 23

2.2.1 无旋流动的势函数 24

2.2.2 不可压平面流动的流函数 25

2.2.3 基元流动的势函数与流函数 27

2.3 静止流场（流体静力学） 33

2.3.1 静止流场的基本方程 34

2.3.2 有势质量力 35

2.3.3 正压流体及其压力函数 36

2.3.4 静止流场的基本特征 37

2.4 理想流体的运动方程及其积分 39

2.4.1 理想流体的运动方程 39

2.4.2 无旋流动的拉格朗日积分 39

2.4.3 沿流线的柏努利积分 40

3.1 平板间稳定态层流的精确解 42

3 粘性流动（动量传输之二） 42

3.2 圆球低雷诺数绕流的近似解 45

3.3 紊流流动的基本方程及混合长度模型 49

3.3.1 不可压粘性流体紊流的基本方程 50

3.3.2 普朗特混合长度理论 54

3.3.3 光滑平壁或圆管内紊流的速度分布 56

3.4 紊流模式理论基础 58

3.4.1 雷诺应力输运方程 58

3.4.2 紊流脉动动能方程 60

3.4.3 紊流K-8模型 62

3.5 边界层基本微分方程及布莱修斯精确解 64

3.5.1 边界层基本微分方程（普朗特方程） 65

3.5.2 平板层流边界层的布莱修斯精确解 67

3.6 边界层动量积分方程及近似解 71

3.6.1 卡门边界层动量积分方程 71

3.6.2 平板层流边界层的近似解 74

4.1.1 导热微分方程 77

4 传导传热（能量传输之一） 77

4.1 导热微分方程及分析解法简述 77

4.1.2 单值条件及定解条件 79

4.1.3 解的准数方程形式 81

4.2 一维稳定态导热的解析解 83

4.2.1 平壁导热 84

4.2.2 圆筒壁导热 88

4.3 二维稳定态导热的解析解 90

4.3.1 二维稳定态导热微分方程的精确解——分离变量法 90

4.3.2 二维稳定态导热微分方程的近似解——积分方程法 93

4.4 不稳定态导热的解析解 94

4.4.1 薄材的加热或冷却问题的集总参数法 95

4.4.2 半无限厚物体的加热或冷却问题的变量置换法及拉氏变换法 97

4.4.3 有限厚物体的加热或冷却问题的分离变量法 104

4.4.4 多维不稳定态导热问题的乘积解法 115

4.5 有相变或化学反应时的导热问题 121

5 对流给热（能量传输之二） 126

5.1 对流给热微分方程的精确解 127

5.1.1 强制对流给热——平板层流传热边界层的波尔豪森解 127

5.1.2 自然对流给热——竖壁层流传热边界层的奥斯特瑞奇解 132

5.1.3 有相变的对流给热——竖板膜状凝结的努塞尔解 136

5.2 对流给热积分方程的近似解 139

5.2.1 边界层能量积分方程 140

5.2.2 平板层流传热边界层的近似解 141

5.3.1 雷诺类似律与柯尔本类似律 144

5.3 动量传输和热量传输的类似律 144

5.3.2 普朗特类似律与卡门类似律 146

5.4 相似原理及对流给热的准数方程式 149

5.4.1 相似现象的基本原理简介 150

5.4.2 流动相似准数 155

5.4.3 热相似准数 158

5.4.4 对流给热的准数方程式 160

6 传导传质（质量传输之一） 163

6.1.1 等分子对向扩散 164

6.1 浓度（分压）梯度为驱动力的稳定态扩散 164

6.1.2 通过惰性介质的单向扩散 166

6.1.3 非等分子对向扩散 168

6.2 化学位梯度为驱动力的扩散 171

6.3 固相中的非稳态扩散 174

6.3.1 半无限厚物体内的非稳态扩散 174

6.3.2 有限厚及多维物体内的非稳态扩散 175

6.3.3 扩散系数随浓度而变的非稳态扩散 177

6.4 伴随相变或化学反应的扩散 180

6.4.1 发生相变的扩散过程 180

6.4.2 发生化学反应的扩散过程 183

7 对流传质（质量传输之二） 187

7.1 对流传质的边界层理论 188

7.1.1 平板层流传质边界层微分方程的精确解 188

7.1.2 平板层流传质边界层积分方程的近似解 193

7.2.1 传质相似准数 195

7.2 对流传质的准数方程式 195

7.2.2 对流传质的准数方程式 197

7.3 动量、热量和质量传输类似律 199

7.3.1 动量传输和质量传输的类似律 199

7.4.4 表面更新理论 200

7.3.2 热量传输和质量传输的类似律 203

7.4 传质系数模型 204

7.4.1 薄膜理论 204

7.4.2 双膜理论 205

7.4.3 渗透理论 208

附录1 场论的基本运算 212

A.1.1 方向导数与梯度 212

A.1.2 通量与散度 214

A.1.3 环量与旋度 215

A.1.4 矢量微分复合运算 217

A.2.1 柱坐标系中的基本方程 219

附录2 正交曲线坐标系中的基本方程 219

A.2.2 球坐标系中的基本方程 220

附录3 复变函数在势流理论中的应用 223

A.3.1 复势与复速度 223

A.3.2 简单的复势 224

A.3.3 利用共形映照求复势 228

附录4 一维非稳态导热的基本精确解 231

A.4.2 表面传热速率为常数时物体内的温度分布 232

A.4.1 表面温度为常数时物体内的温度分布 232

A.4.3 周围介质温度为常数时物体内的温度分布 233

附录5 导热及扩散计算用特殊函数、特征方程、积分变换表 235

A.5.1 高斯误差函数表 235

A.5.2 贝塞尔函数表 237

A.5.3 特征方程的根 238

A.5.4 积分变换表 243

人名汉译表 247

参考文献 249