第1篇传递过程微分衡算方程
第1章传递过程控制方程的建立 002
1.1基本概念 002
1.1.1连续介质假定 002
1.1.2描述流体运动的方法及随体导数 003
1.1.3迹线与流线 008
1.1.4系统与控制体 009
1.1.5现象方程及其相似性 010
1.2单组分体系微分质量衡算方程——连续性方程 014
1.2.1连续性方程的推导 014
1.2.2连续性方程的简化 017
1.3多组分体系微分质量衡算方程——质量传递微分方程 018
1.3.1描述质量分子扩散现象的数学表达式 018
1.3.2质量传递微分方程的推导及简化 023
1.4微分动量衡算方程 026
1.4.1以应力表示的微分动量衡算方程 026
1.4.2黏性流体的运动微分方程——纳维-斯托克斯方程 034
1.5微分能量衡算方程 037
1.5.1采用欧拉观点推导微分能量衡算方程 038
1.5.2采用拉格朗日观点推导微分能量衡算方程 041
1.5.3能量方程的简化 042
1.6定解条件 044
1.6.1初始条件 044
1.6.2边界条件 044
1.7本章小结与应用 046
1.7.1本章小结 046
1.7.2本章应用举例 047
1.7.3课堂/课外讨论 052
1.7.4思考题 052
习题 053


第2篇传递微分方程在动量传递中的应用
第2章运动方程的解 056
2.1流体在两平板间作等温稳态层流 057
2.2流体在圆管与套管环隙中作等温稳态层流 061
2.2.1流体在圆管内流动 061
2.2.2套管环隙内的轴向流动 063
2.2.3套管环隙内的周向稳态流动 065
2.3降膜流动 068
2.4爬流 069
2.5无黏性流动 073
2.5.1欧拉方程 073
2.5.2流体的点旋度 073
2.5.3流函数 074
2.5.4圆柱稳态绕流 076
2.5.5速度势函数 078
2.5.6流函数与速度势函数的关系 079
2.6非稳态流动 080
2.7本章小结与应用 083
2.7.1本章小结 083
2.7.2应用举例 085
2.7.3课堂/课外讨论 089
2.7.4思考题 089
习题 090

第3章边界层理论 092
3.1普朗特边界层理论 092
3.2流动边界层的形成和发展 093
3.3普朗特边界层方程 096
3.3.1普朗特边界层动量微分方程 096
3.3.2平板层流边界层的精确解 099
3.4卡门边界层方程 104
3.4.1卡门边界层动量积分方程 105
3.4.2平板层流边界层的近似解 108
3.5边界层的分离 112
3.5.1边界层分离现象 112
3.5.2边界层分离的条件 113
3.6本章小结与应用 115
3.6.1本章小结 115
3.6.2应用举例 116
3.6.3课堂/课外讨论 119
3.6.4思考题 119
习题 120

第4章湍流运动的基本方程与湍流理论 122
4.1湍流概述及湍流的统计平均 122
4.1.1湍流的基本特性 122
4.1.2临界雷诺数 124
4.1.3湍流的描述 124
4.2湍流的基本方程 127
4.2.1时均运算法则 127
4.2.2湍流连续性方程 128
4.2.3湍流时均动量方程——雷诺方程 128
4.2.4雷诺应力 130
4.3普朗特混合长理论 131
4.3.1涡黏性假设 131
4.3.2普朗特混合长理论 132
4.3.3普朗特混合长理论应用于无限
大平壁湍流流动 133
4.4圆管中的稳态湍流 135
4.4.1光滑管中的湍流 135
4.4.2粗糙管中的湍流 139
4.5平壁湍流边界层的近似解 142
4.5.1卡门边界层动量积分方程在平壁湍流边界层中的应用 142
4.5.2层流底层厚度的估算 144
4.5.3壁面上剪应力τw 和范宁摩擦因子f 145
4.5.4平壁混合边界层的近似计算 145
4.6本章小结与应用 146
4.6.1本章小结 146
4.6.2应用举例 148
4.6.3课堂/课外讨论 153
4.6.4思考题 153
习题 154


第3篇传递微分方程在热量传递中的应用
第5章微分能量衡算方程在热传导中的解 157
5.1稳态导热 157
5.1.1一维稳态导热 157
5.1.2二维稳态导热 167
5.2非稳态导热 175
5.2.1非稳态导热概述 175
5.2.2半无限厚介质的非稳态导热 176
5.2.3有限厚介质的非稳态导热 182
5.2.4多维非稳态导热 191
5.2.5热量扩散系数等参数的测定 196
5.3本章小结与应用 206
5.3.1本章小结 206
5.3.2应用举例 206
5.3.3课堂/课外讨论 210
5.3.4思考题 210
习题 211

第6章对流传热 213
6.1对流传热概述 213
6.1.1对流传热的影响因素及分类 213
6.1.2对流传热的研究方法 214
6.2对流传热机理与对流传热系数 214
6.2.1对流传热机理 214
6.2.2温度边界层（热边界层） 215
6.2.3对流传热系数 216
6.3对流传热微分方程组及无量纲数群 218
6.3.1对流传热的微分方程组 218
6.3.2对流传热中的无量纲数群及其物理意义 219
6.4平板壁面对流传热 223
6.4.1平板壁面上层流传热的精确解 223
6.4.2平板壁面上层流传热的近似解 228
6.4.3平板壁面上湍流传热的近似解 233
6.5管内对流传热 236
6.5.1管内强制层流传热的理论分析 236
6.5.2管内对流传热的量纲分析 241
6.6自然对流传热 244
6.6.1自然对流系统的运动方程和能量方程 244
6.6.2自然对流系统的对流传热系数 245
6.7本章小结与应用 247
6.7.1本章小结 247
6.7.2应用举例 248
6.7.3课堂/课外讨论 253
6.7.4思考题 253
习题 254


第4篇传递微分方程在质量传递中的应用
第7章分子扩散 258
7.1分子扩散机理 258
7.2分子扩散系数的测定与计算 260
7.2.1气体扩散系数 260
7.2.2液体扩散系数 262
7.2.3固体中的扩散系数 263
7.3通过静止气膜的扩散 264
7.4下降液膜中的扩散 265
7.4.1气体吸收 266
7.4.2固体溶解 268
7.5多孔催化剂内的扩散 269
7.6伴有化学反应的分子扩散 272
7.6.1伴有均相化学反应的分子扩散 272
7.6.2伴有多相化学反应的分子扩散 273
7.7本章小结与应用 275
7.7.1本章小结 275
7.7.2应用举例 275
7.7.3课堂/课外讨论 279
7.7.4思考题 279
习题 279

第8章对流传质 281
8.1对流传质机理与对流传质系数 281
8.1.1对流传质机理 281
8.1.2对流传质系数 283
8.2稳态层流传质 286
8.2.1平板壁面上的层流传质 286
8.2.2圆管中的层流传质 288
8.3湍流传质 290
8.3.1时均浓度和脉动浓度 291
8.3.2湍流质量通量的半经验式 291
8.3.3平壁上的湍流传质 292
8.4本章小结与应用 293
8.4.1本章小结 293
8.4.2应用举例 293
8.4.3课堂/课外讨论 296
8.4.4思考题 296
习题 296

第9章相际传质 298
9.1相际平衡和平衡浓度 298
9.2相际对流传质模型 298
9.2.1停滞膜模型 299
9.2.2溶质渗透模型 299
9.2.3表面更新模型 301
9.3伴有化学反应的相际传质过程 303
9.3.1体积传质系数的估算 303
9.3.2伴有快速反应的吸收 306
9.4界面力对质量传递的影响 307
9.4.1上升气泡中循环的消除 309
9.4.2降膜的Marangoni 不稳定性 309
9.5本章小结与应用 311
9.5.1本章小结 311
9.5.2应用举例 311
9.5.3课堂/课外讨论 312
9.5.4思考题 312
习题 312


第5篇传递现象相似
第10章传递现象类似律 314
10.1动量、热量和质量传递类比概述 314
10.2类比的特征数 315
10.3雷诺类似律 316
10.3.1层流雷诺类似律 316
10.3.2湍流雷诺类似律 318
10.3.3雷诺类似律的实质及准数的物理意义 319
10.4普朗特-泰勒类似律 320
10.5卡门类似律 323
10.6j 因子类似律 326
10.7速度、温度和浓度边界层的类似 327
10.8非稳态下的三传类比 329
10.9本章小结与应用 331
10.9.1本章小结 331
10.9.2应用举例 332
10.9.3课堂/课外讨论 336
10.9.4思考题 337
习题 337


附录 338
附录A误差函数表 338
附录B非稳态传递问题解的图示 339
附录C贝塞尔函数表 349
附录D二元体系的质量扩散系数 350

参考文献 352