材料工程基礎

第一章量綱分析與相似原理1

第一節(jié)量綱分析2

一、 物理量的單位與量綱2

二、 量綱和諧原理和π定理6

三、 量綱分析法9

第二節(jié)相似原理13

一、 相似的概念13

二、 相似理論基本定理19

三、 相似準則的導出方法21

四、 模型研究方法23

思考題32

習題33

第二章流體力學基礎35

一、 流體的主要物理性質36

二、 作用在流體上的力42

三、 描述流體的力學模型43

第一節(jié)流體靜力學44

一、 流體靜壓強及其特征44

二、 流體壓強的表示方法與度量單位46

三、 流體靜力學基本方程47

四、 壓強與壓差的測量50

第二節(jié)一元不可壓縮流體動力學基礎53

一、 描述流體運動的方法53

二、 流體流動基本概念55

三、 流體流動連續(xù)性方程57

四、 元流能量方程——元流伯努利方程59

五、 總流能量方程——總流伯努利方程62

六、 穩(wěn)態(tài)流動總流動量方程*69

第三節(jié)流動阻力和能量損失73

一、 流動阻力和能量損失的類型73

二、 流體流動形態(tài)及其判定74

三、 圓管內(nèi)的層流運動75

四、 圓管內(nèi)的湍流運動77

五、 圓管內(nèi)湍流的沿程阻力系數(shù)80

六、 非圓管內(nèi)流體流動沿程阻力損失84

七、 管道內(nèi)流體局部阻力損失85

八、 減小阻力損失的措施89

九、 邊界層90

第四節(jié)管路基礎92

第五節(jié)一元氣體動力學基礎*96

一、 基本概念96

二、 理想氣體一元穩(wěn)態(tài)流動運動方程98

三、 氣體一元穩(wěn)態(tài)流動連續(xù)性方程101

第六節(jié)黏性流體力學基礎*104

一、 流體運動微分形式連續(xù)性方程104

二、 黏性流體運動微分方程式105

三、 黏性流體運動基本方程的求解109

第七節(jié)離心式風機與泵109

一、 離心式風機與泵的工作原理110

二、 離心式風機與泵的性能參數(shù)和性能曲線111

三、 相似理論在離心式風機與泵中的應用113

四、 離心式風機與泵的運行及工況調(diào)節(jié)116

五、 離心式泵的氣蝕與安裝高度119

六、 離心式風機與泵的選型121

思考題122

習題123

第三章傳熱學基礎127

一、 熱量傳遞的基本概念128

二、 熱量傳遞的基本方式129

三、 傳熱過程與傳熱熱阻131

第一節(jié)傳導傳熱131

一、 熱導率132

二、 導熱微分方程133

三、 一維穩(wěn)態(tài)導熱136

四、 多維穩(wěn)定態(tài)導熱*144

五、 非穩(wěn)態(tài)導熱*146

第二節(jié)對流換熱152

一、 對流換熱概述152

二、 熱邊界層153

三、 對流換熱過程的數(shù)學描述154

四、 對流換熱的實驗計算式155

五、 有相變的對流換熱*166

第三節(jié)輻射換熱171

一、 熱輻射的基本概念171

二、 黑體輻射定律175

三、 實際物體和灰體的輻射178

四、 角系數(shù)182

五、 兩個灰體之間的輻射換熱185

六、 多個灰體表面組成封閉系統(tǒng)時的輻射傳熱*188

七、 輻射換熱的強化與削弱191

八、 氣體輻射與火焰輻射*191

第四節(jié)綜合傳熱過程與換熱器195

一、 傳熱過程與復合傳熱195

二、 肋的導熱與傳熱*198

三、 換熱器204

思考題207

習題208

第四章質量傳遞原理212

一、 濃度213

二、 傳質的速度與通量214

第一節(jié)質量傳遞微分方程216

一、 傳質微分方程的推導216

二、 傳質微分方程的簡化218

第二節(jié)分子擴散219

一、 費克定律219

二、 一維穩(wěn)態(tài)分子擴散220

第三節(jié)對流傳質225

一、 對流傳質機理分析225

二、 濃度邊界層226

三、 對流傳質系數(shù)226

第四節(jié)相際傳質227

一、 相平衡和相律228

二、 亨利定律和拉烏爾定律229

三、 相際傳質的雙膜阻理論230

四、 相界面成分和薄膜傳質系數(shù)230

五、 總傳質系數(shù)232

六、 熱質傳遞過程分析*233

第五節(jié)傳質與化學反應235

一、 非均勻化學反應與擴散傳質235

二、 均勻化學反應與擴散傳質236

三、 球形顆粒的縮核反應與傳質237

第六節(jié)動量、 熱量和質量傳遞的類比*239

一、 傳遞過程分析239

二、 分子傳遞240

三、 湍流傳遞241

四、 動量、 熱量和質量傳遞的類比242

思考題243

習題244

第五章物料干燥245

第一節(jié)干燥靜力學246

一、 濕空氣的性質246

二、 濕空氣的焓濕圖及應用254

三、 濕空氣狀態(tài)的變化過程257

第二節(jié)干燥過程分析與計算260

一、 水分在氣固兩相間的平衡260

二、 干燥過程的物料衡算和熱量衡算262

三、 干燥速率266

第三節(jié)干燥技術271

一、 干燥設備的分類和基本要求271

二、 對流干燥272

三、 傳導干燥274

四、 輻射干燥275

五、 場干燥技術276

思考題277

習題278

第六章燃料與燃燒280

第一節(jié)燃料的種類及其組成281

一、 固體燃料281

二、 液體燃料285

三、 氣體燃料286

第二節(jié)燃料的性質287

一、 燃料的發(fā)熱量287

二、 煤的特性289

三、 燃料油291

四、 氣體燃料293

第三節(jié)燃燒計算294

一、 分析計算294

二、 空氣量和煙氣量的近似計算301

三、 操作計算301

第四節(jié)燃料的燃燒過程308

一、 燃燒過程的基本理論309

二、 不同燃料的燃燒過程314

第五節(jié)潔凈燃燒技術321

一、 燃燒污染與防治321

二、 材料生產(chǎn)中的燃燒新技術325

思考題329

習題329

附錄331

參考文獻350