化工傳遞過程

本書著重闡述動量、熱量和質量的傳遞實質和規律，以及傳遞過程中強度量分佈和傳遞速率。內容上既重視基本概念原理和方法的闡述，亦重視與化工過程實際的聯繫。本書的第1、2章屬基本理論，回顧和充實傳遞過程原理，採用數學張量對基本方程加以描述，並無重複之感；第3、4章介紹傳遞過程原理求解方法，均以方法或類型為綱，以化工實際為例，力求三傳類比，傳熱傳質合議。對於近年來日興的數值解法，作者對有限差分法和有限單元法均予介紹，以彌補分析解法的不足；第5、6章針對化工領域極為重要的傳質過程，著重探討了相界面性質、相界面張力、Maragoni效應、相界面的毛細現象、界面兩側的工況即傳遞通量關係、相際傳遞模型以及對熱質同時傳遞和具有化學變化的傳遞過程，引入新的進展。本書各章都附有習題。

本書可作為化學工程與技術等過程學科的碩士研究生和博士研究生教材。同時，對石油化工、冶金工程、輕化工、高分子化工、生物工程、環境工程等有關專業的研究人員和高校教師也是一本適合的參考書。

傳遞過程導論

基本概念

1.1 物相性質

1.1.1 物相性質含義

1.1.2 連續介質

1.1.3 傳遞量

1.2 傳遞方式

1.2.1 擴散傳遞

1.2.2 對流傳遞

1.2.3　輻射傳遞

數學基礎

1.3 張量語言

1.3.1 數量和矢量

1.3.2 二階張量

1.3.3　積分變換定理

1.4 曲線坐標

1.4.1 坐標特點和元素轉換

1.4.2 運算元轉換——正交曲線坐標系

分析方法

1.5　流體運動的描述

1.5.1 空間描述法

1.5.2　物質描述法

1.5.3 兩種方法之間的關係

1.5.4 物質導數

1.6 流場分析

1.6.1 鄰點速差

1.6.2 旋度

1.7 衡算方法

1.7.1　兩種衡演演算法

1.7.2　傳遞定理

習題

參考文獻

傳遞量衡算、擴散傳遞本方程、傳遞方程組

物量衡算

2.1 有關概念

2.1.1 濃度、組元速度和通量

2.1.2 溶液速度和通量

2.2　溶液中的擴散和化學變化

2.2.1 組元擴散通量本構方程

2.2.2 濃度擴散、M-S方程、擬二元擴散係數

2.2.3 化學反應

2.3　物量衡算方程

2.3.1 組元質量衡算和質量基準

2.3.2 溶液（全組元）質量衡算

2.3.3　摩爾衡算和摩爾基準

動量衡算

2.4 有關概念

2.4.1 外力類型和應力狀態

2.4.2 應力性質

2.5 動量擴散本構方程

2.5.1 Newton型流體

2.5.2非Newton型流體

2.6 動量衡算及有關方程

2.6.1 動量衡算方程

2.6.2 動量矩衡算方程

2.6.3 動能變化方程——機械能衡算方程

能量衡算和熵衡算

2.7 能量衡算

2.7.1 以比能量表示的衡算方程

2．7．2 以溫度表示的衡算方程

2．8 熵衡算

2．8．1 熵衡算方程

2．8．2 熵產生率密度

傳遞方程組的定解

2．9 定解說明

2．9．1 定解前提

2．9．2 近壁工況和傳遞係數

2．10 其他形式和解法概述

2．10．1 正交曲線坐標系的運用和傳遞

方程組匯總

2．10．2 無量綱式和傳遞過程中的

特徵數匯總

2．10．3 解法概述

習題

參考文獻

第3章 傳遞方程組的典型解和分析解法

擴散傳遞

3．1 基本解法

3．1．1 擴散傳遞方程和定解

條件的整形

3．1．2 組合變數法，廣平壁單向暫態

擴散(B．C.I)

3．1．3 拉氏變換法，廣平壁單向暫態

擴散(B．C．Ⅲ)

3．1．4 分離變數法，廣平壁雙向暫態

擴散(B．C．Ⅲ，B．C工)

3．2 化工要例

3．2．1 球體

3．2．2 正六面體

3．2．3 圓柱段

理想流體運動

3．3 理想流體運動的解法和實例

3．3．1 位函數法和流函數法

3．3．2 BernOulli方程

3．3．3 複位勢法

3．3．4 疊加位勢法

層流傳遞

3．4 層流傳遞簡化情況

3．4．1 沿斜壁穩態層流

3．4．2 沿圓管穩態層流

3．4．3 繞球穩態爬流

3．5 層流邊界層傳遞

3．5．1 邊界層模型

3．5．2 層流邊界層方程組

3．5．3 邊界層傳遞中的相似性和

相似轉換

3．5．4 沿楔層流邊界層傳遞解

3．5．5 邊界層積分方程組

3．5．6 邊界層分離

湍流傳遞

3．6 湍流傳遞基礎

3．6．1 流型轉變

3．6．2 湍流特徵

3．6．3 時均方程組

3．7 沿壁湍流

3．7．1 沿壁湍流核心區模型

3．7．2 沿管湍流速度分佈及阻力

係數

3．7．3 沿平板湍流阻力係數和

三傳湍流類比

3．8 非沿壁湍流

3．8．1 自由流動提要

3．8．2 圓形淹沒射流

3．8．3 Taylor渦流擴散

(彌散)

習題

參考文獻

第4章 傳遞方程組的數值解法

有限差分法

4．1 域內節點方程組

4．1．1 導數轉換

4．1．2 熱傳導方程的轉換

4．1．3 傳遞方程組的轉換

4．2 邊界節點方程組

4．2．1 簡單邊界

4．2．2 複雜邊界

4．3 解例

4．3．1 暫態導熱

4．3．2 穩態層流

有限單元法

4．4 權余法

4．5 有限單元求值法

4．5．1 有限單元概要

4．5．2 插值函數與近似函數

4．6 節點方程組的建立和求解

4．6．1 節點方程組的建立

4．6．2 方程係數和常數的求法

4．7 有限體積法

習題

參考文獻

第5章 相際傳遞

相界面及其傳遞工況

5．1 相界面

5．1．1 界面張力

5．1．2 Laplace公式和Kelvin

公式

5．1．3 毛細現象

5．1．4 阻擋效應和Marangoni

效應

5．1. 5 宏觀產生的界面對

流運動

5．2 界面傳遞工況

5．2．1 雙相物系的傳遞定理、

相變通量

5．2．2 雙相物系的傳遞量衡算和

相界面兩側傳遞通

量關係

5．2．3 界面邊界條件

． 界旁傳遞模型及實例

5．3 界旁傳遞模型

5．3．1 膜模型

5．3．2 滲入模型

5．3．3 界面更新模型

5．3，4 傳遞模型中的三傳類比

和小結

5．4 界旁傳遞要例

5．4．1 沿壁下降液膜

5．4．2 氣泡和液滴的運動

5．4．3 分散接觸中的傳質

相際傳遞通量

5．5 二元傳質通量

習題

參考文獻

第6章 熱質及化學變化傳遞

熱質傳遞過程

6．1 多元擴散本構方程及其矩

陣形式補充

6．1．1 普化Maxwell—Stefan

方程

6．1．2 普化Fick定律

6．2 相際熱質傳遞中多元工

況補充

6．2．1 界面兩側強度量關係，相

平衡比值矩陣和斜率

矩陣

6．2．2 界面兩側通量關係，補定

條件和補定矩陣

6．3 多元溶液的界旁擴散通量

6．3．1 界旁多元擴散膜模型

6．3．2 單相膜模型解求

(J)和(N)

6．4 相際多元溶液傳質通量

6．4．1 總傳質係數

6．4．2 相界面組成

6．5 調濕過程

6．5．1 調濕工況

6．5．2 調濕分析

6．6 蒸餾過程

6．6．1 界面局部工況分析

6．6．2 非平衡級分析

6．6．3 傳質係數的估計

化學變化傳遞過程

6．7 化學變化傳遞的分析基礎

6．7．1 化學變化及傳遞迴顧

6．7．2 相際化學變化傳質特徵

6．8 液相不可逆1級化學

變化傳質

6．8．1 不可逆1級化學變化

傳質模型分析

6．8．2 不可逆1級化學變化

傳質結果討論

6．9 液相不可逆二元化學變

化傳遞

6．9．1 相內不可逆2級飛速化

學變化傳質

6．9．2 相內不可逆2級一般化

學變化傳質

6．9．3 相內不可逆(m—n)級化學變

化傳質

6．10 液相其他化學變化傳質

6．10．1 相內可逆化學變化

傳質概述

6．10．2 相內可逆瞬時化學

變化傳質

6．10．3 相內串並聯化學

變化傳質

6．11 相際化學變化傳質和傳質

性能測算

6．11．1 相際化學變化傳質通

量和界面溶質濃度

6．11．2 化學法測算

習題

參考文獻