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上篇 工程研究理论基础 1

1 动量传递 1

1.1 流体流动的基本概念 1

1.1.1 牛顿粘性定律 1

1.1.2 稳态流动与非稳态流动 4

1.1.3 流线、迹线和流率 5

1.1.4 流体的两种流动形态与雷诺数 7

1.1.5 系统和控制体 9

1.2.1 欧拉(Euler)方法和拉格朗日(Lagrange)方法 10

1.2 连续性方程式 10

1.2.2 物理量的时间导数 11

1.2.3 连续性方程式 12

1.3 微分动量衡算方程 17

1.3.1 作用在微元体上的诸力 17

1.3.2 剪切应力的关系表达式 20

1.3.3 法向应力的关系表达式 21

1.3.4 应力与应变速率之间的关系表达式 22

1.3.5 用应力表示的奈维-斯托克斯方程式(Navier-Stokes equation) 24

1.3.6 奈维-斯托克斯方程式 27

1.4.1 湍流流动的特点及表征方法 31

1.4 湍流流动 31

1.4.2 湍流强度 34

1.4.3 湍流流动的基本方程式 35

2 热量传递 40

2.1 热量传递的基本概念 40

2.1.1 热量传递的三种基本方式 40

2.1.2 温度场、等温线、等温面和温度梯度 41

2.2 傅立叶导热定律 43

2.3 导热微分方程式 44

2.4 对流换热 50

2.4.1 牛顿冷却定律 51

2.4.2 换热微分方程式 53

3 质量传递 54

3.1 质量传递的基本概念 54

3.1.1 混合物组成的表示方法 54

3.1.2 速度 56

3.1.3 通量 57

3.2 费克定律 58

3.3 对流传质 60

3.3.1 湍流扩散 60

3.3.2 对流传质 60

3.4 传质微分方程 61

3.5 三量传递类比 66

3.5.1 雷诺类比 69

3.5.2 普朗特-泰勒类比 71

3.6 边界层理论 74

3.6.1 边界层的概念 75

3.6.2 热边界层 77

3.6.3 浓度边界层 78

3.6.4 边界层分离现象 79

参考文献 82

中篇 工程研究方法 84

4 国际单位制和法定计量单位 84

4.1 单位制的发展及国际计量组织 86

4.2 国际单位制 90

4.2.1 国际单位制的基本单位 91

4.2.2 国际单位制的辅助单位 95

4.2.3 国际单位制的导出单位 96

4.3 SI 单位的十进倍数与十进分数单位 99

4.3.1 SI 词头的使用规则 100

4.4 国际单位制外的单位 101

4.5 法定计量单位 108

4.5.1 我国法定计量单位的基本内容 109

4.5.2 法定计量单位的定义 111

4.5.3 法定计量单位的使用方法 113

4.5.4 量、数值及下角标的使用规则 121

5 量纲分析理论 124

5.1 量纲和无量纲量 125

5.2 物理量的量纲表达式 128

5.3 物理方程式量纲的和谐性问题 138

5.4 参量量纲的独立和非独立条件 143

5.5 完整集合中无量纲乘积的数目 146

5.6 两种量纲分析方法 147

5.6.1 柏金汉量纲分析方法 148

5.6.2 瑞利量纲分析方法 154

5.7 变量的选择 166

5.8 相似准数的转换原则 170

5.9 量纲分析方法小结 173

5.10 附件 176

5.10.1 附件1 176

5.10.2 附件2 178

6 相似理论 182

6.1 相似的概念 185

6.2 相似常数和相似定数 191

6.3 相似准数 193

6.4 相似第一定理 201

6.5 相似第二定理 205

6.6 相似第三定理 208

6.7 相似准数的导出方法 212

6.7.1 方程分析法 212

6.7.2 量纲分析法 218

7 模拟研究方法 228

7.1 模型研究的分类 230

7.2 物理模型的设计 232

7.2.1 模型结构设计 232

7.2.2 原始数据 232

7.2.5 定性尺寸 233

7.2.3 介质选择 233

7.2.4 模型尺寸 233

7.2.6 定性温度 234

7.2.7 确定模型研究的自模区 236

7.2.8 介质压力 241

7.3 实验数据的整理与综合方法 246

7.4 实体模型研究方法 249

7.5 近似模化研究方法 251

7.6 比例模化法 254

7.7.1 特殊模化综合 256

7.7.2 局部模化综合 256

7.7 特殊模化综合与局部模化综合 256

7.8 分割相似方法 257

7.9 相似模拟的应用范围及可靠性 258

7.10 工程研究实例 259

7.10.1 工程研究实例1 259

7.10.2 工程研究实例2 262

8 工程实验数据的分析与整理方法 271

8.1 一元线性回归 272

8.2 回归的简化计算 277

8.3 相关系数与显著性检验 281

8.4 预测与控制 285

8.5 一元非线性回归化为线性回归 291

8.6 多元线性回归方程 299

8.7 多元线性回归方程的显著性检验 303

8.8 多元非线性回归 307

9 无机非金属材料开发研究及设计 313

9.1 概论 313

9.2 过程研究 315

9.2.1 小型工艺试验 316

9.2.2 过程放大方法 319

9.2.3 大型冷(热)模型实验 326

9.2.4 中间试验 334

9.3.1 概念设计 339

9.3 概念设计、基础设计与多级经济评价 339

9.3.2 基础设计 340

9.3.3 各级技术经济评价 341

9.4 硅酸盐工厂的工程建设 351

9.4.1 前期阶段 351

9.4.2 施工阶段 366

9.4.3 竣工投产阶段 367

参考文献 368

10 玻璃熔窑蓄热室物理模型研究 371

10.1 研究的意义和目的 371

下篇 工程研究案例选 371

10.2 燃油马蹄焰窑蓄热室物理模型研究 372

10.2.1 蓄热室物理模型结构设计 372

10.2.2 测试仪器与数据处理 373

10.2.3 自模化区的确定 374

10.2.4 烟囱式格子体流体运动阻力系数计算公式研究 375

10.2.5 蓄热室底部设置“挡墙”研究 377

10.2.6 编篮式格子体蓄热室内气流分布规律研究 385

10.3 浮法池窑蓄热室物理模型试验研究 393

10.3.1 蓄热室模型设计原理 393

10.3.2 蓄热室物理模型结构设计 395

10.3.3 第二自模区的确定 397

10.3.4 蓄热室底部结构对气流分布影响的研究 398

10.3.5 喇叭型烟道入口蓄热室内气流分布影响的研究 403

10.3.6 编篮式格子体综合阻力系数计算公式研究 409

10.3.7 具有支撑墙蓄热室底部设置挡墙的研究 413

10.3.8 格子体最佳高度的理论计算公式研究 421

11 旋流型立筒预热器的研究 428

11.1 物理模拟的理论基础 428

11.2 物理模拟模型结构设计 430

11.3 第二自模化区的确定 432

11.4 旋流型立筒流场的理论分析 435

11.5 模型实验方法及测试 444

11.6 模型实验研究的内容 447

11.6.1 立筒预热器模型流场的测试与分析 447

11.6.2 实验结果及分析 460

11.6.3 旋流型立筒浓度场的分析与探讨 462

参考文献 472

附录一 关于出版物上数字用法的试行规定 474

附录二 计量单位换算表 477

附录三 某些常用相似准数一览表 481

附录四 水泥工业建设项目投资方向调节税适用税率 483

附录五 财务评价参数 486