本书以流场结构决定流动效应(传递)原理为指导，观察、认识、理解并统一处理动量、热量、质量传递原理及其与化学反应的关系；运用简单几何基础上构建的传递理论、方法解决复杂的工程实际问题，着重服务于工业规模上化学反应的实施，即“三传为了一反”。
全书除绪论外，共12章，按传递机理构建学科体系。主要内容包括：物质的传递性质，分子传递(传导、扩散)的动理学基础，基本唯象定律，一维定态、非定态体系中的温度、浓度分布；对流传递机理及其与分子传递相互作用，层流与湍流对流传递控制方程，不同Re范围方程简化处理及各种重要解法，传递经典试验；管流、旋转流、边界层流、射流、颗粒流、液膜流等多种内、外流动现象与传递规律，以及伴有化学反应、热量与质量同时进行等复杂传递；附100多个例题和250多个习题。
本书基本特点在于：强化基础理论，包括现代湍流、旋涡、微流理论及相际传质理论；深入计算分析，包括模型建立、量纲分析、标度分析、解析计算与渐近解法；拓宽应用范围，包括能源、材料、生物与环境中的应用。
样章试读
目录
- 目录
代序 传递学科的性质、内涵、研究方法及其应用
主要符号
第0章 绪论 1
0.1 传递学科形成——化学工程学的组成部分 2
0.1.1 典型化学产品制造工艺 2
0.1.2 化学工程形成，单元操作年代 12
0.1.3 化学工程科学，传递学科诞生及其他 13
0.2 传递现象的普遍性与特殊性——从自然、生物、工业跨界观察传递 15
0.2.1 自然环境中的传递 16
0.2.2 生物、生命系统中的传递 18
0.2.3 现代工业与传递 20
0.3 传递学科发展简史 23
0.3.1 学科奠基的早期历史 23
0.3.2 半个世纪主要发展 25
0.3.3 现代传递学科 25
0.4 传递原理的基本概念与基本定律 26
0.4.1 平衡过程与速率过程 26
0.4.2 基本假定，连续介质 26
0.4.3 传递现象特征量 27
0.4.4 传递机理 36
0.4.5 分子传递唯象定律 40
0.4.6 对流传递系数 45
0.4.7 守恒定律与控制方程 50
0.4.8 有限控制体分析 52
参考文献 63
第1章 物质宏观传递性质及其微观机理 66
1.1 流体黏度 70
1.1.1 流体黏度及其与温度、压力的关系 70
1.1.2 液体混合物黏度 72
1.2 物质热导率 73
1.2.1 物质热导率及其与温度、压力的关系 73
1.2.2 混合物热导率 76
1.2.3 绝热体热导率 76
1.3 组分扩散系数 77
1.3.1 气体扩散系数及其相关影响因素 78
1.3.2 液体扩散系数 79
1.3.3 固体扩散系数 81
1.4 物质传递性质与分子结构 83
1.4.1 气体传递性质，气体动理学预测 83
1.4.2 液体扩散 85
1.4.3 固体导热与扩散 88
1.5 非牛顿流体传递性质：流变性 90
1.5.1 特异流动行为：爬杆 91
1.5.2 流动曲线与典型数据 92
1.5.3 温度、压力影响 98
习题 100
复习题 102
参考文献 102
附录 不同物系扩散系数 103
第2章 分子能量传递 111
2.1 导热问题的构建与近似 113
2.1.1 实际观察与物理分析 114
2.1.2 物理模型与数学表达 115
2.2 分子能量传递控制方程及定解条件 115
2.2.1 热传导控制方程 116
2.2.2 定解条件 118
2.3 定态导热 120
2.3.1 无内热源 120
2.3.2 有内热源 124
2.4 扩展表面传热强化：肋片导热 130
2.4.1 一维肋片定态导热 130
2.4.2 肋片设计——形状与尺寸的优化 133
2.5 非定态导热 135
2.5.1 非定态导热的基本模型 135
2.5.2 一维非定态导热：厚壁 140
习题 147
复习题 149
参考文献 150
第3章 分子质量传递 151
3.1 基本概念与基本方程 153
3.1.1 组分浓度、速度与通量 153
3.1.2 Fick定律 156
3.1.3 扩散控制方程及定解条件 158
3.2 定态扩散 158
3.2.1 静止膜扩散 159
3.2.2 等分子逆向扩散 160
3.3 非定态扩散 164
3.3.1 有限介质中一维非定态扩散 164
3.3.2 半无穷介质中一维扩散 165
3.4 分子扩散与化学反应 171
3.4.1 反应？扩散问题的基本分析 173
3.4.2 均相反应：平壁液体中不可逆均相反应 175
3.4.3 非均相反应：气？固相催化反应 178
习题 191
复习题 194
参考文献 194
第4章 流体力学与传递基础 196
4.1 连续介质假设 198
4.2 流体运动(流场)描述 200
4.2.1 两种基本方法：拉格朗日法与欧拉法 201
4.2.2 流场可视化：几何描述 202
4.2.3 流动加速：随体导数 204
4.3 流动中的变形(应变率)：流体微团运动分析 208
4.3.1 流体微团运动的分解：基本组成 208
4.3.2 流体微团变形和旋转运动的特征量 209
4.4 运动流体的质量守恒和连续性方程 213
4.5 运动方程：动量守恒 215
4.5.1 作用在流体上的表面力 216
4.5.2 应力平衡方程、运动方程的建立 216
4.5.3 本构方程：应力张量、应变率张量之间的关系 218
4.5.4 Navier？Stokes方程 220
4.5.5 Navier？Stokes方程的物理分析与数学性质 220
4.6 黏性流动问题的定解条件 222
4.7 二维流动、流函数 224
4.8 流体动力相似律 226
4.8.1 相似概念与无量纲数 227
4.8.2 量纲分析 228
4.8.3 基本方程与边界条件无量纲化 234
4.8.4 流体动力相似原理及其应用 235
习题 237
复习题 239
参考文献 240
第5章 层流流动及N？S方程解析解与渐近解 241
5.1 平面Couette流与平面Poiseuille流 245
5.1.1 平面Couette流 246
5.1.2 平面Poiseuille流 246
5.1.3 Couette？Poiseuille流 247
5.2 管内Poiseuille流进口效应/充分发展 248
5.2.1 直圆管 248
5.2.2 微通道 254
5.3 旋转流 256
5.3.1 旋转同轴圆筒(旋转Couette流) 256
5.3.2 旋转圆盘 258
5.4 非定常流 261
5.5 驻点流 263
5.6 低Re流 266
5.6.1 低Re流运动方程 266
5.6.2 Stokes方程解 268
5.6.3 Stokes方程解的进一步讨论 270
5.6.4 Stokes定律应用 273
5.7 无黏流动 274
5.7.1 理想流体运动方程 274
5.7.2 无旋流 275
5.8 高Re流和边界层理论 278
5.8.1 边界层理论纲要 279
5.8.2 边界层数学理论 284
5.8.3 边界层理论应用：流动阻力理论与实践 294
习题 301
复习题 306
参考文献 307
附录 二维、三维物体阻力系数 308
第6章 湍流动量传递 311
6.1 流动的基本状态：层流与湍流 315
6.2 流动稳定性与层流/湍流转换 317
6.2.1 流动稳定性 失稳与转换 317
6.2.2 转换的实验观察 317
6.2.3 临界Re及相关影响因素 321
6.3 湍流物理 323
6.3.1 湍流的基本特点 323
6.3.2 湍流统计性质 湍流强度与湍流尺度 328
6.3.3 充分发展的湍流模型 331
6.3.4 湍流实验观测 332
6.4 湍流数学 335
6.4.1 Reynolds分解 336
6.4.2 时均连续性方程(质量守恒) 336
6.4.3 湍流动量方程 Reynolds方程 337
6.4.4 湍流模型 340
6.5 壁面湍流 346
6.5.1 湍流边界层 347
6.5.2 湍流管流 362
6.5.3 壁面湍流分层模型与湍流拟序结构 370
6.6 自由湍流 374
6.6.1 基本特征 375
6.6.2 湍流射流 376
6.7 湍流控制 379
习题 382
复习题 383
参考文献 384
第7章 能量传递基础 386
7.1 传热机理与复合传热 389
7.1.1 传导传热 389
7.1.2 对流传热 390
7.1.3 辐射传热 393
7.1.4 复合传热 411
7.1.5 间接传热与直接传热 412
7.2 能量方程与定解条件 412
7.2.1 能量方程的导出 耗散函数 412
7.2.2 常用能量方程的形式 415
7.2.3 方程的定解条件 416
7.3 传热与流动 对流传热的本质 416
7.3.1 传热边界层 416
7.3.2 传热边界层的厚度 Pr效应 417
7.3.3 影响对流传热的因素 419
7.3.4 速度场与温度场的相互作用 浮力驱动流动与传热(自然对流) 421
7.4 无量纲能量方程 热相似 426
7.4.1 能量方程无量纲化 Pe 426
7.4.2 热相似无量纲关系式的建立 426
7.4.3 自然对流控制方程无量纲化 427
7.5 热量传递与动量传递的类似 Reynolds类似 428
7.6 太阳辐射与太阳能利用(选读) 429
7.6.1 太阳及其辐射 429
7.6.2 太阳辐射衰减 432
7.6.3 大气辐射(环境辐射) 432
7.6.4 太阳能吸收 433
7.6.5 太阳能利用与储存 434
习题 439
复习题 441
参考文献 443
第8章 层流对流传热 444
8.1 非等温Couette流 447
8.1.1 平行平板间层流传热 能量耗散 447
8.1.2 同心圆柱旋转 449
8.2 非等温Poiseuille流 圆管传热 450
8.2.1 进口段 451
8.2.2 充分发展段 456
8.3 低Re绕流传热 462
8.3.1 Pe？1 463
8.3.2 Pe？1 464
8.4 传热边界层 464
8.4.1 二维温度边界层微分方程 465
8.4.2 平板层流传热相似解 468
8.4.3 传热边界层能量积分方程 470
8.5 圆柱、圆球非等温绕流(分离流传热) 470
8.5.1 流型与传热 471
8.5.2 计算与关联 471
8.6 层流自然对流 473
8.7 微通道中的传热与流动 475
8.7.1 热传导的尺寸效应 边界散射 476
8.7.2 微流动特异行为 480
8.7.3 微通道气体流动 稀薄效应与壁效应 487
8.7.4 微通道液体流动 488
8.7.5 微通道对流传热 489
习题 505
复习题 508
参考文献 508
第9章 湍流能量传递 510
9.1 湍流能量方程 514
9.1.1 瞬时温度分解与湍流传热机理 514
9.1.2 湍流能量方程 515
9.1.3 湍流热传导 湍流Prandtl数Pr_t 516
9.1.4 温度脉动及其统计分析 519
9.2 壁面湍流传热 522
9.2.1 壁面温度定律(热壁面律) 522
9.2.2 平板湍流边界层传热 524
9.2.3 管内湍流传热 526
9.2.4 层流？湍流间过渡态行为：流动与传热 538
9.3 自由湍流传热 539
9.4 湍流自然对流 540
9.4.1 转换现象 540
9.4.2 垂直平板湍流传热 541
9.5 粗糙表面湍流与传热强化 542
9.5.1 表面粗糙传热的经验关联 542
9.5.2 粗糙壁面温度律 543
9.5.3 人工粗糙传热强化 543
9.5.4 强化传热表面流型 546
9.6 纳米流体的流动与传热 548
9.6.1 纳米流体的传递性质 549
9.6.2 纳米流体单相对流传热 553
9.7 再论传热强化和组合强化 556
9.7.1 传热强化技术演变 556
9.7.2 纵向涡强化传热 558
9.7.3 组合强化 562
习题 564
复习题 567
参考文献 567
第10章 质量传递基础 570
10.1 质量传递机理与模式 573
10.1.1 分子扩散：双组分与多组分系统 573
10.1.2 对流传质传递 579
10.1.3 分散：对流与扩散组合 582
10.1.4 交叉效应——扩散的其他机理 586
10.1.5 促进传递与主动传递 590
10.2 质量传递控制方程及定解条件 596
10.2.1 控制方程的建立 596
10.2.2 定解条件 598
10.2.3 对流扩散方程无量纲化 600
10.2.4 传质边界层 602
10.3 相际质量传递 604
10.3.1 相平衡 605
10.3.2 界面及界面现象 605
10.3.3 传质理论，速率方程 613
10.4 质量、热量同时传递 621
10.4.1 典型热量、质量同时传递 622
10.4.2 蒸发吹气效应：对传热的影响 626
10.5 扩散、对流传质传递与化学反应 630
习题 634
复习题 635
参考文献 636
附录 三组分扩散系数 638
第11章 层流质量传递 641
11.1 内流层流质量传递 645
11.1.1 直圆管恒壁面浓度质量传递 646
11.1.2 轴向对流与径向扩散平衡——管进口区(短接触时间)解 652
11.2 低Re流传质 657
11.2.1 固体球形颗粒质量传递 Pe？1 657
11.2.2 流体球质量传递 660
11.3 浓度边界层——平板层流质量传递 662
11.3.1 浓度边界层方程及解 662
11.3.2 浓度边界层近似计算 665
11.3.3 浓度边界层，化学反应的影响 666
11.3.4 高通量质量传递——法向速度效应 669
11.4 旋转圆盘质量传递 669
11.5 液膜流动与传质 670
11.5.1 液膜流动 671
11.5.2 液膜质量传递 675
11.5.3 孪生液膜及其强化效应 680
11.6 膜质量传递 682
11.6.1 膜性能参数 682
11.6.2 膜质量传递基础 684
11.7 化学气相沉积反应器中的传递(选读) 687
11.7.1 化学气相沉积基本原理 687
11.7.2 低压化学气相沉积反应器中的质量传递 695
11.7.3 化学气相沉积传递现象的计算模型——多尺度分析 698
习题 700
复习题 702
参考文献 703
第12章 湍流质量传递 705
12.1 湍流质量传递基础 711
12.1.1 浓度分解，时均值与脉动值 711
12.1.2 湍流组分传递方程 711
12.1.3 湍流质量通量，湍流Sc 713
12.1.4 湍流浓度壁面律 714
12.1.5 逆梯度扩散 717
12.2 质量、热量与动量传递之间的类比：类似法和类比律(选读) 720
12.2.1 传递现象类比研究历史的简要回顾 720
12.2.2 Reynolds？Prandtl/Taylor？Karman类似的经典研究 721
12.2.3 旋涡内层 723
12.2.4 Deissler类比及j因子 724
12.2.5 湍流脉动结构相似性的探讨——Reynolds类似是否仍然有效 727
12.3 壁面湍流质量传递 729
12.3.1 固体壁面湍流质量传递机理，场脉动统计分析 730
12.3.2 管内湍流传质伴有化学反应 737
12.4 自由湍流(射流)质量传递 743
12.4.1 自相似与自保持 743
12.4.2 圆射流实验观察 745
12.4.3 圆射流计算 749
12.4.4 反应射流 755
12.4.5 自由湍流结构与传递过程 755
12.5 湍流混合与化学反应，湍流反应流 760
12.5.1 混合机理与混合状态判别 761
12.5.2 混合与化学反应 768
12.6 自由面湍流与气？液相质量传递 770
12.6.1 自由面湍流 771
12.6.2 自由面(气？液界面)湍流质量传递 777
习题 786
复习题 788
参考文献 789
代跋 如何学习传递原理？——一点建议 792
京公网安备 11010102004214号