第1章 前言 1
第2章 守恒原理 4
控制体积 4
质量守恒原理 4
动量定理 5
能量守恒原理 6
第3章 流体应力与通量定律 7
粘性流体的应力 7
导热的傅里叶定律 8
斐克扩散定律 10
输运性质的无量纲数组 12
湍流输运系数 12
参考文献 12
第4章 层流边界层微分方程 14
边界层概念 14
连续性方程 16
动量方程 18
质扩散方程 21
能量方程 24
习题 32
参考文献 32
第5章 边界层积分方程 33
动量积分方程 33
位移厚度和动量厚度 35
动量积分方程的替代形式 37
能量积分方程 38
焓厚度与传导厚度 40
能量积分方程的替代形式 41
习题 42
参考文献 42
第6章 湍流边界层微分方程 43
动量及热力学变量 43
牛顿应力和傅里叶热流模型 44
瞬时湍流方程 44
雷诺分解 45
时均与湍流统计 47
湍流的雷诺时均输运方程 48
习题 54
参考文献 55
第7章 层流内部流动:动量传递 56
圆管内充分发展的层流 56
其他截面形状管道内充分发展的层流 59
层流水力入口段长度 61
习题 64
TEXSTAN问题 65
参考文献 65
第8章 层流内部流动:热量传递 67
流经圆管道的能量微分方程 68
具有充分发展的速度剖面和温度剖面的圆管道 68
具有充分发展的速度剖面和温度剖面且非对称加热的环形夹层管道 76
具有充分发展的速度剖面和温度剖面的非圆截面管道解 79
圆管热入口段解 80
矩形管道和环形套管的热入口段解 87
水力充分发展流动且表面温度沿轴向变化的影响 91
热流密度沿轴向变化的影响 95
综合水力与热入口段问题 98
习题 100
TEXSTAN问题 103
参考文献 106
第9章 层流外部边界层:动量传递 107
相似解:具有常物性和定常自由流速度的层流不可压缩边界层 107
u∞=Cxm时层流不可压缩边界层的相似解 113
vs≠0时层流不可压缩边界层的相似解 115
非相似动量边界层 116
由动量积分方程推导定常自由流速度时层流边界层的近似解 117
回转体表面具有任意变化的自由流速度时层流边界层的近似解 118
习题 120
TEXSTAN问题 121
参考文献 122
第10章 层流外部边界层:热量传递 123
沿恒温半无限大平板的定常自由流速度流动 123
沿恒温半无限大平板且具有u∞=Cxm速度的流动 128
沿带有喷注或抽吸的等温半无限大平板的流动 130
非相似热边界层 132
沿具有未加热起始段无限大平板的恒速流动 132
沿具有任意指定表面温度的半无限大平板的恒速流动 135
沿具有任意给定表面热流密度的半无限大平板的恒速流动 137
掠过任意形状恒温物体的流动 138
掠过具有任意形状和任意给定表面温度物体的流动 142
掠过具有边界层分离物体的流动 142
习题 144
TEXSTAN问题 146
参考文献 147
第11章 湍流外部边界层:动量传递 149
从层流边界层到湍流边界层的转变 149
湍流边界层的定性结构 151
涡漩扩散率和涡漩粘度的概念 152
普朗特混合长理论 153
壁面坐标 155
针对p+=0.0和v+ s=0.0的壁面定律 157
湍流动量边界层的近似解 160
连续壁面定律:范·德瑞斯特(Van Driest)模型 162
对完整混合长理论的总结 164
基于湍流动能方程的模型 168
k-ε模型 173
平衡湍流边界层 174
发散湍流边界层 177
表面粗糙度的影响 180
轴向曲率的影响 184
自由流中湍流的影响 185
习题 186
TEXSTAN问题 189
参考文献 190
第12章 湍流外部边界层:热量传递 192
热量传递的涡漩扩散率、涡漩传导系数和湍流普朗特数的概念 192
雷诺类比 193
湍流普朗特数 195
湍流普朗特数的传导模型 201
能量方程的完整解 203
热边界层的壁面定律 203
压力梯度对温度剖面的影响 208
恒定自由流速度和恒定壁面温度下的传热解 208
沿具有未加热起始段的半无限大平板的恒速流动 211
沿具有任意指定表面温度的半无限大平板的恒速流动 214
沿具有任意指定热流密度的半无限大平板的恒速流动 214
变自由流速度时的近似解 215
强加速的边界层 217
发散湍流边界层 218
全覆盖膜冷却 222
薄膜冷却 224
表面粗糙度的影响 225
轴向曲率的影响 228
自由流湍流度的影响 229
习题 230
TEXSTAN问题 234
参考文献 234
第13章 湍流内部流动:动量传递 237
圆管道中充分发展的流动 237
非圆截面管道 241
表面粗糙度的影响 241
习题 243
TEXSTAN问题 243
参考文献 244
第14章 湍流内部流动:热量传递 245
具有充分发展的速度剖面和温度剖面的恒热流圆管,Pr数在0.6~6.0之间 246
具有充分发展的流动和高Pr数的圆管道 249
极低普朗特数时的传热:液态金属 251
圆管,充分发展的速度剖面和温度剖面,恒定表面温度 254
周向热流变化的影响 255
两平行板间和同心环形套管间充分发展的湍流流动 256
其他几何形状管道中充分发展的湍流 261
管内流动的实验关联式 262
圆管道中湍流的热入口段长度 263
平行板间湍流的热入口段长度 268
表面温度和热流沿轴向变化的影响 270
水力与换热的综合入口段 271
表面粗糙度的影响 273
习题 274
TEXSTAN问题 276
参考文献 278
第15章 流体物性随温度变化的影响 280
管内层流:液体 281
管内层流:气体 283
管内湍流:液体 283
管内湍流:气体 284
层流外部边界层:气体 285
层流外部边界层:液体 288
湍流外部边界层:液体 289
湍流外部边界层:气体 289
习题 290
参考文献 290
第16章 高速流动对流传热 292
滞止焓方程 293
Pr=1时液体的高速热边界层 296
Pr≠1时恒物性的层流边界层 298
变物性气体的层流边界层 301
在高速层流边界层计算中利用参考物性 304
变物性气体的湍流边界层 305
针对高速湍流边界层计算的参考物性 308
变自由流速度与变温差时马赫数和大温差修正 308
习题 308
参考文献 310
第17章 具有体积力时的对流传热 312
自由对流的边界层方程 312
自由对流的尺度和流型 314
相似解:恒温竖立半无限大平板上的层流 318
表面温度发生变化时的相似解 322
壁面有抽吸和喷注时的相似解 323
近似积分解:恒壁温半无限大竖直平板上的层流流动 324
变物性的影响 326
竖立半无限大平板上的湍流 326
其他几何形状的传热解 329
自由与强迫混合的对流 331
封闭腔中的自然对流 333
习题 336
参考文献 337
第18章 对流传质:基本定义和简化理论表达式 341
定义 341
浓度边界层微分方程 343
浓度边界层的简化方程 345
边界条件 347
传质系数和驱动力的定义 349
习题 351
参考文献 351
第19章 对流传质:由守恒性质(?)方程计算传质系数 353
低质量传递速率时传质系数g*的预测 353
低质量传递速率时的层流常物性边界层 354
低质量传递速率时的湍流常物性边界层 355
高质量传递速率时传质系数g的预计 357
层流库特流中的高质量传递速率对流 357
层流常物性边界层,高传质速率时的相似解 358
高质量传递速率时的层流边界层:部分变物性解 361
具有高质量传递速率、自由流速度任意变化时的层流常物性边界层 363
恒自由流速度和高质量传递速率时的湍流常物性边界层 364
湍流边界层:若干变物性解 364
习题 365
参考文献 366
第20章 对流传质:简化方法的应用实例 367
一般问题的求解方法 367
空气-水-水蒸气系统热力学 368
湿球湿度计的分析 370
干燥 373
蒸发冷却 375
平板表面上的萘升华 376
空气中挥发性燃油的燃烧 378
石墨在空气中的简单燃烧 380
发生多个反应时石墨的烧蚀 381
发生离解时的高温边界层 383
气体喷注引起的发散冷却 384
习题 387
参考文献 389
附录A 物性值 390
附录B 量纲与SI转换 405
附录C 边界层分析中使用的部分函数表 409
附录D 算符?所代表的运算 411
附录E 对对流传质问题和相应边界条件下的简化质扩散方程和能量方程(?方程)的详细推导 414
附录F TEXSTAN边界层程序 426
附录G 布拉休斯流动——TEXSTAN数据组示例 438
附录H TEXSTAN数据组 451
附录I 中译本与英文原版书改动符号对照表 460
主题索引 461