绪论 1
第一章 流体流动基础 10
第一节 流体的物理性质 10
1.1.1 连续介质假定 10
1.1.2 流体的密度 11
1.1.3 流体的粘性和理想流体 12
1.1.4 非牛顿型流体简介 15
1.1.5 流体的可压缩性和不可压缩流体 16
第二节 流体静止的基本方程 17
1.2.1 作用在流体上的力 17
1.2.2 静止流体的压力特性 18
1.2.3 流体静力学方程 19
1.2.4 流体静力学方程的应用 21
1.3.1 稳态与非稳态流动 25
第三节 流体流动的基本概念 25
1.3.2 流线与流管 26
1.3.3 流率与平均流速 27
1.3.4 流动型态与雷诺数 29
第四节 流体流动的总衡算方程 32
1.4.1 概述 32
1.4.2 总质量衡算 32
1.4.3 总能量衡算 37
1.4.4 机械能衡算方程 40
第五节 动量传递与流动阻力导论 47
1.5.1 动量传递的概念 47
1.5.2 流动阻力导论 49
第六节 流体流动的微分方程 53
1.6.1 欧拉方法与拉格朗日方法 53
1.6.2 物理量的时间导数 54
1.6.3 连续性方程 55
1.6.4 运动方程 58
第七节 连续性方程与运动方程的应用示例 65
1.7.1 平壁上的降落液膜流动 66
1.7.2 套管环隙中的轴向稳态层流 68
1.7.3 爬流与斯托克斯定律 71
1.7.4 理想流体流动 74
1.7.5 边界层理论简介 75
第八节 湍流 79
1.8.1 湍流的特点 79
1.8.2 湍流的表征 80
1.8.3 湍流时的运动方程与雷诺应力 82
1.8.4 普兰德混合长理论 85
1.8.5 圆管稳态湍流的通用速度分布 86
1.9.2 奈维--斯托克斯方程的量纲分析 92
第九节 量纲分析 92
1.9.1 量纲分析法的基本概念 92
1.9.3 伯金汉π定理 94
1.9.4 模型与相似 96
第十节 流动阻力计算 97
1.10.1 阻力产生的机理 97
1.10.2 管内流动阻力计算 98
第十一节 管路计算与流量测量 111
1.11.1 简单管路计算 111
1.11.2 并联与分支管路 114
1.11.3 可压缩流体的管路计算 118
1.11.4 流量测量 120
本章符号说明 127
习题 129
思考题 136
参考文献 137
第二章 流体输送机械 138
第一节 概述 138
2.1.1 对流体输送机械的基本要求 138
2.1.2 输送机械的分类 138
第二节 离心泵 139
2.2.1 离心泵的基本结构和工作原理 139
2.2.2 离心泵的基本方程式 142
2.2.3 离心泵的性能参数与特性曲线 147
2.2.4 离心泵的工作点和流量调节 155
2.2.5 离心泵的气蚀现象与安装高度 163
2.2.6 离心泵的类型与选择 167
第三节 其它类型液体输送机械 173
2.3.1 往复泵 173
2.3.2 回转泵 178
2.3.3 旋涡泵 180
2.3.4 常用液体输送机械的性能比较 180
第四节 气体输送机械 182
2.4.1 离心式通风机、鼓风机和压缩机 182
2.4.2 往复式压缩机 186
2.4.3 回转鼓风机、压缩机 193
2.4.4 真空泵 194
本章符号说明 197
习题 198
思考题 200
参考文献 201
第三章 颗粒与流体之间的相对运动 202
第一节 颗粒及颗粒床层的特性 203
3.1.1 颗粒的特性 203
3.1.2 颗粒床层的特性 206
3.2.1 重力沉降 209
第二节 沉降分离原理及方法 209
3.2.2 离心沉降 222
第三节 过滤分离原理及设备 235
3.3.1 过滤操作的原理 235
3.3.2 过滤基本方程式 237
3.3.3 恒压过滤 241
3.3.4 恒速过滤与先恒速后恒压的过滤 243
3.3.5 过滤常数的测定 246
3.3.6 过滤设备 248
3.3.7 滤饼的洗涤 253
3.3.8 过滤机的生产能力 255
3.4.1 一般概念 259
3.4.2 离心机的结构与操作 259
第四节 离心机 259
第五节 固体流态化 262
3.5.1 流态化的基本概念 262
3.5.2 流化床的流体力学特性 263
3.5.3 流化床的总高度 270
3.5.4 提高流化质量的措施 271
3.5.5 气力输送简介 274
本章符号说明 278
习题 280
思考题 282
参考文献 282
第四章 液体搅拌 283
第一节 概述 283
4.1.1 典型的机械搅拌设备 283
4.1.2 搅拌的目的和搅拌在工业中的应用 284
4.2.1 机械搅拌器的类型 285
第二节 机械搅拌器及混合机理 285
4.2.2 搅拌作用下流体的流动 289
4.2.3 搅拌器附件 292
4.2.4 搅拌槽内液体循环量和压头 293
4.2.5 混合机理 294
4.2.6 搅拌器的选择 296
第三节 搅拌功率 297
4.3.1 搅拌功率准数关联式 297
4.3.2 搅拌功率的计算 299
第四节 搅拌器的放大 307
4.4.1 放大基准 307
4.4.2 按功率准数的放大 309
4.4.3 按工艺过程结果的放大 309
4.5.1 管道搅拌器 311
第五节 其它类型的混合器 311
4.5.2 管道混合器 313
4.5.3 射流混合器和气流搅拌 315
本章符号说明 316
习题 317
思考题 317
参考文献 317
第五章 传热过程基础 318
第一节 传热导论 318
5.1.1 热传导及导热系数 319
5.1.2 对流传热 321
5.1.3 辐射传热 322
5.1.4 典型传热设备 322
第二节 能量方程 323
5.2.1 能量方程的推导 323
5.2.2 熊蜂方程的特定形式 326
5.2.3 柱坐标系与球坐标系的能量方程 327
第三节 热传导 328
5.3.1 无内热源的一维稳态热传导 328
5.3.2 有内热源的一维稳态热传导 334
5.3.3 二维稳态热传导 335
第四节 对流传热 338
5.4.1 对流传热机理 339
5.4.2 热边界层及对流传热系数 340
5.4.3 管内强制层流传热的理论分析 341
5.4.4 对流传热过程的量纲分析 346
5.4.5 流体无相变时的强制对流传热系数 349
5.4.6 动量传递与热量传递的类比 356
5.4.7 自然对流传热 360
5.4.8 流体有相变时的对流传热系数 364
5.5.1 基本概念和定律 374
第五节 辐射传热 374
5.5.2 两固体间的辐射传热 379
5.5.3 气体的辐射传热 382
5.5.4 对流和辐射联合传热 384
本章符号说明 385
习题 387
思考题 389
参考文献 390
第六章 换热器 391
第一节 换热器的分类与结构形式 391
6.1.1 换热器的分类 391
6.1.2 换热器的结构形式 393
第二节 换热器的传热计算 404
6.2.1 总传热速率方程 404
6.2.2 传热计算方法 411
6.3.1 传热过程的强化途径 424
第三节 换热器传热过程的强化 424
6.3.2 传热过程强化效果的评价 427
第四节 管壳式换热器的设计和选型 427
6.4.1 管壳式换热器的型号与系列标准 428
6.4.2 管壳式换热器的设计与选型 428
本章符号说明 438
习题 438
思考题 440
参考文献 440
第七章 蒸发 441
第一节 概述 441
7.1.1 蒸发的流程与分类 441
7.1.2 蒸发操作的特点 442
7.2.1 常用蒸发器的结构与特点 443
第二节 蒸发设备 443
7.2.2 蒸发器性能的比较与选型 450
7.2.3 蒸发的辅助设备 451
第三节 单效蒸发 452
7.3.1 物料与热量衡算方程 452
7.3.2 传热速率方程 457
7.3.3 蒸发强度与加热蒸汽的经济性 466
第四节 多效蒸发 468
7.4.1 多效蒸发流程 468
7.4.2 多效蒸发的计算 469
7.4.3 多效蒸发的经济性及效数限制 479
7.4.4 提高加热蒸汽经济性的其它措施 481
本章符号说明 482
习题 482
思考题 483
参考文献 484
附录 485
一、中华人民共和国法定计量单位 485
二、常用单位的换算 486
三、某些气体的重要物理性质 490
四、某些液体的重要物理性质 491
五、干空气的物理性质(101.33kPa) 493
六、水的物理性质 494
七、水的饱和蒸汽压(-20～100℃) 495
八、饱和水蒸气表(以温度为准) 496
九、饱和水蒸气表(以用kPa为单位的压力为准) 498
十、某些液体的导热系数 499
十一、某些气体和蒸气的导热系数 501
十二、某些固体材料的导热系数 503
十三、常用固体材料的密度和比热容 504
十四、水在不同温度下的粘度 505
十五、液体的粘度 506
十六、101.33kPa压力下气体的粘度 508
十七、液体的比热容 510
十八、101.33kPa压力下气体的比热容 512
十九、蒸发潜热(汽化热) 514
二十、液体的表面张力 516
二十一、某些有机液体的相对密度(液体密度与4℃水的密度之比) 518
二十二、壁面污垢热阻(污垢系数) 520
二十三、无机盐水溶液的沸点 521
二十四、管子规格(摘录) 522
二十五、离心泵规格(摘录) 525
二十六、离心通风机规格 530
二十七、管壳式换热器系列标准(摘录) 532
二十八、管壳式换热器总传热系数K的推荐值 536