化工流体流动与传热（第2版）/普通高等教育“十一五”国家级规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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柴诚敬，张国亮 编

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• 流体流动
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• 化学工程
• 热力学
• 流体力学
• 传热学

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122008039

版次：2

商品编码：10144332

包装：平装

开本：16开

出版时间：2007-08-01

用纸：胶版纸

页数：366

字数：616000

内容简介

　　本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。以重新整合课程体系、更新教学内容为主导思想，将现行的《化工原理》和《化工传递过程基础》有机融合，并适当吸取《化工分离过程》的相关内容，探索建立新体系教材。本套教材按两本书编写，第1本为《化工流体流动与传热》(第二版)，除绪论外，内容包括：流体流动基础、流体输送机械、颗粒与流体间的相对运动、液体搅拌、传热过程基础、换热器及蒸发共七章；第二本为《化工传质与分离过程》(第二版)，除绪论外，内容包括：传质过程基础、气体吸收、蒸馏、气液传质设备、液—液萃取、固体物料干燥、其他传质与分离过程共七章。每章都编入较多的例题，章末有习题和思考题，习题附有参考答案。
　　本套教材对基本概念的论述力求严谨，强调理论联系实际，突出工程观点，注意启迪思维，引导创新，便于自学。
　　本书可作为高等院校化工类及相关专业的教材，也可作为化工、石油、医药、轻纺、食品、环保、冶金、材料等部门从事科研、设计、生产管理的科技人员的参考书。

目录

0 绪论
0.1 化学工程学科的进展
0.2 单元操作及传递过程
0.3 单位制度和单位换算
习题
思考题
第1章 流体流动基础
1.1 流体的物理性质
1.2 流体静力学
1.3 流体流动概述
1.4 流体流动的基本方程
1.5 流体流动的阻力
1.6 管路计算
1.7 流量测量
1.8 非牛顿流体的流动
本章符号说明
习题
思考题
参考文献
第2章 流体输送机械
2.1 概述
2.2 离心泵
2.3 其他类型液体输送机械
2.4 气体输送机械
本章符号说明
习题
思考题
参考文献
第3章 流体与颗粒之间的相对运动
3.1 流体与颗粒的相对运动
3.2 沉降分离
3.3 流体通过固体颗粒床层的运动
3.4 过滤
3.5 离心机
3.6 固体流态化
本章 符号说明
习题
思考题
参考文献
第4章 液体搅拌
4.1 概述
4.2 机械搅拌器及混合机理
4.3 搅拌功率
4.4 搅拌器的放大
本章符号说明
习题
思考题
参考文献
第5章 传热过程基础
第6章 换热器
第7章 蒸发
……
附录

前言/序言

化工过程中的物质与能量的精妙调控：面向工程实践的流体动力学与热力学基础（暂定书名） 面向新时代化工产业升级与绿色转型的深度解析 【图书定位与目标读者】 本书旨在为化工、化学工程及相关领域（如制药、能源、材料、环境工程）的高年级本科生、研究生，以及致力于工程实践与技术创新的工程师和研究人员，提供一套全面、深入且紧密结合现代工业需求的流体流动与能量传递基础理论与应用指南。它不仅仅是传统单元操作的知识复述，更是对复杂工程系统设计、优化与安全运行所必需的跨学科思维框架的构建。 【核心内容纲要——超越基础概念的工程前沿】 本书将内容架构围绕化工生产中的两大核心挑战——有效且稳定地输运物质和高效且经济地管理能量——展开，深度剖析其背后的流体力学、动量传递、热力学和传热学原理，并聚焦于现代工业装备中的复杂情形。 第一部分：流体动力学与动量传递的深度解析 (Fluid Dynamics and Momentum Transfer) 本部分着重于系统地阐述流体在管道、设备及反应器内部的运动规律，强调从微观机制到宏观工程计算的桥接。 1. 流体本构关系与本征特性： 超越牛顿流体的边界： 详细讨论非牛顿流体的流变学特性（如剪切变稀、剪切增稠、屈服应力），重点分析 Bingham 塑性、Power-law 模型及其在复杂混合物、高分子溶液中的应用。引入粘弹性流体的基本概念，探讨其在泵送和混合过程中的独特行为。 微观结构与宏观粘性： 结合分子动理论和统计力学观点，解析温度、压力、组分变化对流体宏观粘度的影响机制，尤其针对多相体系（如乳液、悬浮液）的有效粘度模型进行深入探讨。 2. 复杂几何中的流动模拟： 管道系统设计与优化： 深入分析管网优化问题，包括压力损失的精确计算（考虑沿程阻力和局部阻力），引入现代阻力系数的无量纲关联式，并讨论管材粗糙度对长期运行效率的影响。重点解析高剪切应力区域（如阀门、弯头、缩放管段）的流动畸变与能量耗散。 设备内流动： 详细考察搅拌器和混合槽内的流动模式。不只是停留在雷诺数判断，而是深入讲解湍流的统计特性、涡量分布以及轴向和径向循环区的形成机制，为放大效应（Scale-up）提供坚实的理论基础。同时，分析换热器壳程和管程的流体导流板设计如何影响流场均匀性与效率。 多孔介质与填料床流动： 系统阐述达西定律的适用范围与局限性，引入 Kozeny-Carman 方程及其修正形式，用于精确预测填料床和催化反应器中流体的压力降。探讨颗粒床层中的非均匀流（Channeling）现象及其抑制方法。 3. 动量传递的数值方法概述： 简要介绍计算流体力学（CFD）的基本原理，包括 Navier-Stokes 方程的离散化方法（如有限体积法）。选取典型的化工案例（如喷射器设计、气泡塔内的气液两相流），演示如何利用 CFD 工具辅助工程决策，强调网格划分、边界条件设定及湍流模型（如 $k-epsilon$, SST $k-omega$）的选择对结果精度的决定性作用。 第二部分：能量传递与传热过程的精细化控制 (Energy Transfer and Heat Management) 本部分聚焦于化工过程中的热量交换、相变传热以及过程的温度控制策略，强调热力学第二定律在优化过程中的指导作用。 4. 传热理论基础与热边界层分析： 对流传热的深入机理： 详细分析流体边界层内的速度梯度与温度梯度之间的耦合关系。在层流和湍流条件下，推导和应用 Nusselt 数的经验和半经验关联式（如 Dittus-Boelter, Sieder-Tate），并探讨物性变化对传热系数的影响。 复杂换热表面的传热： 重点分析具有肋片（Fins）、螺旋或复杂表面几何的设备中的传热增强技术。讨论强化传热的机理，并评估其带来的流动阻力增加的“代价”。 5. 过程传热设备的设计与优化： 换热器设计方法学： 全面介绍并对比 LMTD (对数平均温差法) 和 $epsilon$-NTU (效率-NTU法) 在不同工况下的适用性。深入剖析壳管式换热器的设计规范（TEMA 标准），包括固定管板、浮头式等结构的热应力分析。 过程加热与冷却： 探讨直接接触式传热（如喷淋冷却塔、吸收塔中的气体冷却）的传热与传质的耦合效应。对相变传热进行细致分析，包括饱和蒸汽冷凝（膜状与滴状冷凝）和液体沸腾（核状与沸腾区划）过程中的热阻分析，并探讨结垢（Fouling）对换热效率的动态影响模型。 6. 辐射传热与高温应用： 阐述黑体与灰体的辐射定律，重点分析 Stefan-Boltzmann 定律、Planck 分布及 Wien 位移定律。详细讨论在高温反应器（如燃烧室、玻璃熔窑）中，气体（$ ext{CO}_2$, $ ext{H}_2 ext{O}$）对热辐射的吸收与发射特性，及其在总热负荷计算中的贡献。 第三部分：耦合现象与前沿应用案例 (Coupled Phenomena and Advanced Case Studies) 本部分致力于展示流体流动与传热在真实复杂系统中的相互作用，是连接理论与现代工程实践的关键。 7. 传质与传热的同步性分析： 设备内的边界层耦合： 探讨在蒸发、吸收、干燥等过程中，动量、热量和物质传递的共同影响。分析湿空气流过冷却表面时，冷凝潜热对对流传热系数的反馈效应。 反应工程中的热管理： 针对催化反应器（如固定床、流化床），建立能量守恒方程，分析反应热、对流热和轴向/径向扩散热的平衡。重点讨论在强放热反应中，如何通过流体动力学设计（如分级进料、旁路冷却）来避免局部过热（Hot Spots）导致的催化剂失活或失控。 8. 流体动力学与传热的放大效应（Scale-up）研究： 探讨在放大反应器或换热设备时，哪些无量纲数（如 $ ext{Re}, ext{Pr}, ext{Nu}, ext{St}$）必须保持恒定，哪些需要根据流体特性和设备几何进行重新评估。强调流场相似性和温度场相似性在放大设计中的差异与挑战。 【本书特色与创新点】 强调工程可操作性： 每章节末均设有“工程设计挑战”案例分析，要求读者应用所学知识解决实际工业中遇到的压力波动、热点控制、能耗优化等具体问题。 现代工业视野： 引入了对微反应器、高效微通道换热器中传热强化现象的讨论，以及对生物化工和新能源领域（如燃料电池热管理）中流体特性的前沿关注。 理论与计算的平衡： 既保证了经典理论的严谨性，又适度引入了 CFD/FEM 的思想，为后续学习更高级的过程模拟工具打下坚实基础，而非仅仅停留在经验公式的罗列。 强调安全与环境： 在压力损失和能耗计算中，融入了能源效率评估的概念，引导读者在设计阶段就考虑“绿色化工”的要求，减少泵送能耗和热损失。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值远不止于提供知识点，更在于它构建了一套完整的工程思维框架。我尤其欣赏它对不确定性和安全裕度的强调。在流体力学和传热学中，总是有太多理想化的假设条件，而现实世界的复杂性往往会吞噬掉这些理想结果。这套教材非常坦诚地指出了这些局限性，并且在涉及设备选型和操作优化时，总会提醒读者去考虑边界条件的变化对计算结果的敏感性。比如，关于管壁粗糙度对沿程阻力影响的分析，它不仅给出了经验公式，还探讨了在不同流速下，粗糙度效应的主导地位如何转换，这对于设计人员来说至关重要——它教会我们如何在工程实践中运用“保守估计”的原则。这种对工程本质的深刻洞察力，使得这本书读起来不像教科书，更像是一本实战手册，让人感到每翻一页都在为未来的工作积累经验值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图表质量也令人称赞，这在理工科教材中常常是一个被忽视的细节。清晰的流程图和结构化的章节划分，极大地减轻了长时间阅读带来的认知负担。特别是那些关键公式的推导步骤，常常配有精美的二维或三维示意图，这些图示能够瞬间将抽象的数学符号“具象化”。我记得在学习多孔介质渗透流时，书中的截面图清晰地展示了流线在颗粒间的迂回路径，这比纯文字描述要有效得多。更难得的是，它在介绍完经典理论后，还引入了现代计算方法的简介，比如CFD（计算流体力学）在求解非定常或复杂几何流动问题中的应用前景。这种兼顾经典理论的深度与现代技术广度的做法，使得这本书的生命力得以延续，确保读者所学的知识不仅能应对传统工厂的设计，也能跟上行业技术迭代的步伐。

评分☆☆☆☆☆

如果要用一个词来形容我对这本教材的整体感受，那就是“系统性”和“可追溯性”。它不是零散知识点的堆砌，而是构建了一个严密的知识体系。从基础的流体力学守恒定律开始，到能量方程的建立，再到具体的热交换器（如管壳式、板式）的设计参数确定，每一步都前后呼应，环环相扣。阅读过程中，我发现自己可以轻松地“回溯”到某个基础章节，去验证当前正在处理的复杂模型是否基于正确的物理假设。这种高度的内部逻辑一致性，对于自学或者需要复习巩固的工程师来说，是极其宝贵的财富。它不仅仅是一本“教你怎么算”的书，更是一本“教你怎么思考”的指南，指导我们如何以一种严谨、规范的化工工程师思维去面对流体和热量传递的挑战。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本《化工流体流动与传热（第2版）》，首先映入眼帘的是那份厚重而踏实的质感，它不像那些轻飘飘的速成读物，而是带着一种老牌教材特有的沉淀感。我最初接触相关领域的知识时，总觉得那些理论公式抽象得像天书，难以与实际工程场景联系起来。然而，这本书的编排逻辑却非常巧妙，它仿佛是一位经验丰富的老工程师在手把手地指导你如何“看”懂流体在管道和设备中发生的“脾气”。特别是关于湍流模型和换热器设计的那几章，作者没有仅仅罗列公式，而是深入剖析了每一步推导背后的物理意义，让你在面对复杂工况数据时，不再是机械地套用公式，而是能真正理解“为什么是这个公式”。举个例子，讲解动量方程的简化时，作者用了很多工程实例来佐证，比如泵选型中的扬程计算，那种将理论与实际操作紧密结合的方式，极大地激发了我学习的兴趣，让我感觉自己不再是孤军奋战于书本的象牙塔内，而是真真切切地在为解决工业难题做准备。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，初次接触这本书时，我曾被其中大量的无量纲数和相似准则吓到。但是，随着阅读的深入，我发现作者的叙述方式非常具有引导性，他没有把这些复杂的数学工具当作目的，而是当作解决具体问题的工具箱。比如，在讨论流体混合和反应器设计时，傅里叶数、雷诺数这些参数不再是孤立的符号，而是成为了衡量混合效率和停留时间分布的直观指标。作者巧妙地运用了对比和类比的手法，将复杂的对流-扩散问题，通过类比到更简单的扩散过程，逐步建立起复杂的模型。这种由浅入深、步步为营的讲解，尤其适合那些基础相对薄弱，但又渴望深入理解物理过程的读者。它帮助我建立起一套跨尺度的分析能力，从分子层面的热扩散到宏观设备内的流动模式转变，都有迹可循。

评分☆☆☆☆☆

书挺好的，就是快递不给力，用了8天才收到

评分☆☆☆☆☆

嗯嗯！宝贝前两天就收到了，因为太忙没时间确认收货，跟卖家说的一样好，整体给人感觉特舒服，满意，给5分！

评分☆☆☆☆☆

正版图书，内容分析详细，推荐购买。

评分☆☆☆☆☆

买了当教材的，正版又便宜，印的也很清晰，尤其是包装仔细，很喜欢

评分☆☆☆☆☆

还没看，不过质量不错，送货也快，送货员态度也还行，基本满意。

评分☆☆☆☆☆

帮别人买的 没有问题帮别人买的 没有问题

评分☆☆☆☆☆

嗯嗯！宝贝前两天就收到了，因为太忙没时间确认收货，跟卖家说的一样好，整体给人感觉特舒服，满意，给5分！

评分☆☆☆☆☆

正版书，挺不错，推荐

评分☆☆☆☆☆

[ZZ]写的的书都写得很好，[sm]还是朋友推荐我看的，后来就非非常喜欢，他的书了。除了他的书，我和我家小孩还喜欢看郑渊洁、杨红樱、黄晓阳、小桥老树、王永杰、杨其铎、晓玲叮当、方洲，他们的书我觉得都写得很好。[SM]，很值得看，价格也非常便宜，比实体店买便宜好多还省车费。 书的内容直得一读[BJTJ]，阅读了一下，写得很好，[NRJJ]，内容也很丰富。[QY]，一本书多读几次，[SZ]。 快递送货也很快。还送货上楼。非常好。 [SM]，超值。买书就来来京东商城。价格还比别家便宜，还免邮费不错，速度还真是快而且都是正版书。[BJTJ]，买回来觉得还是非常值的。我喜欢看书，喜欢看各种各样的书，看的很杂，文学名著，流行小说都看，只要作者的文笔不是太差，总能让我从头到脚看完整本书。只不过很多时候是当成故事来看，看完了感叹一番也就丢下了。所在来这里买书是非常明智的。然而，目前社会上还有许多人被一些价值不大的东西所束缚，却自得其乐，还觉得很满足。经过几百年的探索和发展，人们对物质需求已不再迫切，但对于精神自由的需求却无端被抹杀了。总之，我认为现代人最缺乏的就是一种开阔进取，寻找最大自由的精神。 中国人讲“虚实相生，天人合一”的思想，“于空寂处见流行，于流行处见空寂”，从而获得对于“道”的体悟，“唯道集虚”。这在传统的艺术中得到了充分的体现，因此中国古代的绘画，提倡“留白”、“布白”，用空白来表现丰富多彩的想象空间和广博深广的人生意味，体现了包纳万物、吞吐一切的胸襟和情怀。让我得到了一种生活情趣和审美方式，伴着笔墨的清香，细细体味，那自由孤寂的灵魂，高尚清真的人格魅力，在寻求美的道路上指引着我，让我抛弃浮躁的世俗，向美学丛林的深处迈进。合上书，闭上眼，书的余香犹存，而我脑海里浮现的，是一个“皎皎明月，仙仙白云，鸿雁高翔，缀叶如雨”的冲淡清幽境界。愿我们身边多一些主教般光明的使者，有更多人能加入到助人为乐、见义勇为的队伍中来。社会需要这样的人，世界需要这样的人，只有这样我们才能创造我们的生活，[NRJJ]希望下次还呢继续购买这里的书籍，这里的书籍很好，非常的不错，。给我带来了不错的现实享受。希望下次还呢继续购买这里的书籍，这里的书籍很好，非常的不错，。给我带来了不错的现实享受。