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第1章 传递过程导论 1

基本概念 1

1.1 物相性质 1

1.1.1 物相性质含义 1

1.1.2 连续介质 2

1.1.3 传递量 2

1.2 传递方式 3

1.2.1 扩散传递 3

1.2.2 对流传递 4

1.2.3 辐射传递 4

数学基础 5

1.3 张量语言 5

1.3.1 数量和矢量 5

1.3.2 二阶张量 7

1.3.3 积分变换定理 9

1.4 曲线坐标 10

1.4.1 坐标特点和元素转换 10

1.4.2 算子转换——正交曲线坐标系 11

分析方法 12

1.5 流体运动的描述 12

1.5.1 空间描述法 12

1.5.2 物质描述法 13

1.5.3 两种方法之间的关系 14

1.5.4 物质导数 15

1.6 流场分析 16

1.6.1 邻点速差 16

1.6.2 旋度 19

1.7 衡算方法 20

1.7.1 两种衡算法 21

1.7.2 传递定理 21

习题 23

参考文献 23

第2章 传递量衡算、扩散传递本构方程、传递方程组 24

物量衡算 24

2.1 有关概念 24

2.1.1 浓度、组元速度和通量 24

2.1.2 溶液速度和通量 25

2.2 溶液中的扩散和化学变化 27

2.2.1 组元扩散通量本构方程 27

2.2.2 浓度扩散、M-S方程、拟二元扩散系数 29

2.2.3 化学反应 31

2.3 物量衡算方程 32

2.3.1 组元质量衡算和质量基准 32

2.3.2 溶液（全组元）质量衡算 33

2.3.3 摩尔衡算和摩尔基准 35

动量衡算 35

2.4 有关概念 35

2.4.1 外力类型和应力状态 36

2.4.2 应力性质 37

2.5 动量扩散本构方程 39

2.5.1 Newton型流体 39

2.5.2 非Newton型流体 40

2.6 动量衡算及有关方程 42

2.6.1 动量衡算方程 42

2.6.2 动量矩衡算方程 44

2.6.3 动能变化方程——机械能衡算方程 45

能量衡算和熵衡算 48

2.7 能量衡算 48

2.7.1 以比能量表示的衡算方程 48

2.7.2 以温度表示的衡算方程 50

2.8 熵衡算 53

2.8.1 熵衡算方程 53

2.8.2 熵产生率密度 54

传递方程组的定解 56

2.9 定解说明 56

2.9.1 定解前提 57

2.9.2 近壁工况和传递系数 58

2.10 其他形式和解法概述 61

2.10.1 正交曲线坐标系的运用和传递方程组汇总 61

2.10.2 无量纲式和传递过程中的特征数汇总 66

2.10.3 解法概述 68

习题 69

参考文献 70

第3章 传递方程组的典型解和分析解法 71

扩散传递 71

3.1 基本解法 72

3.1.1 扩散传递方程和定解条件的整形 72

3.1.2 组合变量法，广平壁单向暂态扩散（B.C.Ⅰ） 74

3.1.3 拉氏变换法，广平壁单向暂态扩散（B.C.Ⅲ） 76

3.1.4 分离变量法，广平壁双向暂态扩散（B.C.Ⅲ,B.C.Ⅰ） 77

3.2 化工要例 81

3.2.1 球体 81

3.2.2 正六面体 83

3.2.3 圆柱段 85

理想流体运动 88

3.3 理想流体运动的解法和实例 89

3.3.1 位函数法和流函数法 89

3.3.2 Bernoulli方程 92

3.3.3 复位势法 93

3.3.4 叠加位势法 95

层流传递 99

3.4 层流传递简化情况 99

3.4.1 沿斜壁稳态层流 99

3.4.2 沿圆管稳态层流 103

3.4.3 绕球稳态爬流 107

3.5 层流边界层传递 111

3.5.1 边界层模型 112

3.5.2 层流边界层方程组 113

3.5.3 边界层传递中的相似性和相似转换 115

3.5.4 沿楔层流边界层传递解 117

3.5.5 边界层积分方程组 122

3.5.6 边界层分离 126

湍流传递 127

3.6 湍流传递基础 127

3.6.1 流型转变 128

3.6.2 湍流特征 129

3.6.3 时均方程组 132

3.7 沿壁湍流 135

3.7.1 沿壁湍流核心区模型 136

3.7.2 沿管湍流速度分布及阻力系数 137

3.7.3 沿平板湍流阻力系数和三传湍流类比 141

3.8 非沿壁湍流 145

3.8.1 自由流动提要 145

3.8.2 圆形淹没射流 148

3.8.3 Taylor涡流扩散（弥散） 150

习题 151

参考文献 152

第4章 传递方程组的数值解法 154

有限差分法 154

4.1 域内节点方程组 154

4.1.1 导数转换 154

4.1.2 热传导方程的转换 156

4.1.3 传递方程组的转换 158

4.2 边界节点方程组 159

4.2.1 简单边界 160

4.2.2 复杂边界 161

4.3 解例 164

4.3.1 暂态导热 164

4.3.2 稳态层流 165

有限单元法 167

4.4 权余法 167

4.5 有限单元求值法 169

4.5.1 有限单元概要 169

4.5.2 插值函数与近似函数 169

4.6 节点方程组的建立和求解 171

4.6.1 节点方程组的建立 171

4.6.2 方程系数和常数的求法 172

4.7 有限体积法 174

习题 175

参考文献 176

第5章 相际传递 177

相界面及其传递工况 177

5.1 相界面 177

5.1.1 界面张力 178

5.1.2 Laplace公式和Kelvin公式 179

5.1.3 毛细现象 180

5.1.4 阻挡效应和Marangoni效应 183

5.1.5 宏观产生的界面对流运动 184

5.2 界面传递工况 185

5.2.1 双相物系的传递定理、相变通量 185

5.2.2 双相物系的传递量衡算和相界面两侧传递通量关系 187

5.2.3 界面边界条件 189

界旁传递模型及实例 192

5.3 界旁传递模型 192

5.3.1 膜模型 193

5.3.2 渗入模型 195

5.3.3 界面更新模型 198

5.3.4 传递模型中的三传类比和小结 199

5.4 界旁传递要例 204

5.4.1 沿壁下降液膜 205

5.4.2 气泡和液滴的运动 208

5.4.3 分散接触中的传质 210

相际传递通量 213

5.5 二元传质通量 214

习题 215

参考文献 216

第6章 热质及化学变化传递 217

热质传递过程 217

6.1 多元扩散本构方程及其矩阵形式补充 217

6.1.1 普化Maxwell-Stefan方程 217

6.1.2 普化Fick定律 219

6.2 相际热质传递中多元工况补充 220

6.2.1 界面两侧强度量关系，相平衡比值矩阵和斜率矩阵 220

6.2.2 界面两侧通量关系，补定条件和补定矩阵 221

6.3 多元溶液的界旁扩散通量 223

6.3.1 界旁多元扩散膜模型 223

6.3.2 单相膜模型解求（J）和（N） 226

6.4 相际多元溶液传质通量 229

6.4.1 总传质系数 229

6.4.2 相界面组成 230

6.5 调湿过程 230

6.5.1 调湿工况 230

6.5.2 调湿分析 231

6.6 蒸馏过程 232

6.6.1 界面局部工况分析 232

6.6.2 非平衡级分析 235

6.6.3 传质系数的估计 237

化学变化传递过程 238

6.7 化学变化传递的分析基础 238

6.7.1 化学变化及传递回顾 238

6.7.2 相际化学变化传质特征 240

6.8 液相不可逆1级化学变化传质 242

6.8.1 不可逆1级化学变化传质模型分析 242

6.8.2 不可逆1级化学变化传质结果讨论 245

6.9 液相不可逆二元化学变化传递 246

6.9.1 相内不可逆2级飞速化学变化传质 246

6.9.2 相内不可逆2级一般化学变化传质 248

6.9.3 相内不可逆（m—n）级化学变化传质 251

6.10 液相其他化学变化传质 252

6.10.1 相内可逆化学变化传质概述 252

6.10.2 相内可逆瞬时化学变化传质 254

6.10.3 相内串并联化学变化传质 255

6.11 相际化学变化传质和传质性能测算 257

6.11.1 相际化学变化传质通量和界面溶质浓度 257

6.11.2 化学法测算 258

习题 260

参考文献 262