本教材系统介绍了化学工程中动量、热量与质量传递 （ “三传”）的基本原理，数学模型及求解方法，传递速率的理论计算，“三传”的类比及传递理论的工程应用等内容。全书共 12章，主体内容分为动量传递、热量传递和质量传递三篇。第一章为传递过程概论，阐述流体流动导论、“三传”的类似性和衡算方法；第二～五章为动量传递，包括动量传递概论与动量变化方程、动量变化方程的若干解、边界层流动和湍流；第六～八章为热量传递，包括热量传递概论与能量变化方程、热传导和对流传热；第九～十一章为质量传递，包括质量传递概论与传质微分方程、分子扩散和对流传质；第十二章为多种传递同时进行的过程，论述湍流下热、质同时传递和平板壁面上层流边界层中同时进行“三传”的精确解。各章均附有例题和习题，以帮助读者对本书内容的理解和运用。本书还配有数字教学参考资料，读者可扫描封底二维码获取。
本书可作为化学工程与工艺专业的基础课教材，亦可作为化工类其他专业的选修课教材，也可供在化工领域从事科研、设计和生产的科技人员参考。
陈涛，天津大学化工学院教授。主要研究方向为生物反应工程、代谢工程和合成生物学，主要采用代谢工程方法系统优化微生物细胞性能，或采用合成生物技术构建优良微生物底盘细胞与基因元件，实现生物合成途径的优化，重点致力于开发重要生物基化学品、药物及天然产物的生物反应与加工过程。
曾讲授课程:化工传递过程原理、高等生物反应工程、代谢工程、基因工程操作原理等。2013年获宝舜奖教金；2014年获天津大学青年教师讲课赛三等奖；2015年获本科毕业设计优秀指导教师。
曾任学术兼职: 国际代谢工程学会(IMES)会员，中国微生物学会会员；国家自然科学基金评审人，教育部学位与研究生教育评估网评专家；国际期刊Frontiers in Bioengineering and Biotechnology的审稿编辑；Journal of Biotechnology，Biotechnology Journal，Current Microbiology、生物工程学报，化工学报、化学进展等国内外学术期刊审稿人
主要符号说明
绪论 1
第一章 传递过程概论 3
第一节流体流动的基本概念 3
一、流体的重要物理性质 3
二、静止流体的特性 8
三、流体流动的基本概念 12
第二节动量、热量和质量传递的类似性 15
一、分子传递及其类似性 15
二、涡流传递及其类似性 19
第三节传递过程的衡算方法 21
一、传递过程研究的三个尺度 21
二、总衡算 21
三、微分衡算 31
思考题 33
习题 33
第一篇 动量传递 37
第二章 动量传递概论与动量变化方程 38
第一节动量传递的基本方式 38
一、分子动量传递与传递系数 38
二、流体在相界面上的动量传递 41
第二节连续性方程 44
一、描述流体流动的两种方法 44
二、连续性方程的推导 45
三、用随体导数表示的连续性方程 46
四、柱坐标系与球坐标系的连续性方程 48
第三节运动方程 49
一、用应力表示的运动方程 50
二、牛顿型流体的本构方程 53
三、牛顿型流体的运动方程 54
四、对奈维-斯托克斯方程的进一步分析 57
思考题 59
习题 60
第三章 动量变化方程的若干解 62
第一节两平壁间流体的稳态层流 62
第二节圆管中与套管环隙间的稳态层流 67
一、圆管中的轴向稳态层流 67
二、套管环隙间的轴向稳态层流 70
三、套管环隙间的周向稳态层流 73
第三节具有自由表面的降膜流动 76
第四节 爬流 80
一、爬流的概念与爬流运动方程 80
二、球形粒子在无界流体中的爬流运动 81
第五节 势流 84
一、理想流体的运动方程 84
二、流体的旋度与速度势函数 85
三、势流的求解 86
第六节平面流与流函数的概念 90
一、平面流的概念 90
二、流函数 91
思考题 92
习题 93
第四章 边界层流动 96
第一节边界层的概念 96
一、边界层理论的要点 96
二、边界层的形成过程 97
三、边界层厚度的定义 98
第二节平板层流边界层的精确解 99
一、普朗特边界层方程 99
二、平板层流边界层方程的精确解 103
第三节平板层流边界层的近似解 107
一、卡门边界层积分动量方程 107
二、平板层流边界层的近似解 110
第四节管道进口段的边界层流动 115
一、进口段内的速度分布 115
二、进口段内的流动阻力 116
第五节边界层分离现象 118
思考题 120
习题 120
第五章 湍流 123
第一节湍流的特点、起因及表征 123
一、湍流的特点 123
二、湍流的起因 124
三、湍流的表征 125
第二节湍流运动的时均变化方程 127
一、雷诺方程 127
二、雷诺应力 130
第三节湍流的半经验理论 130
一、波希尼斯克的湍应力公式 130
二、普朗特混合长理论 131
第四节两平壁间的稳态湍流 133
第五节圆管中的稳态湍流 138
一、光滑圆管中的稳态湍流 138
二、粗糙管中的稳态湍流 143
第六节平板湍流边界层的近似解 148
第七节量纲分析在动量传递中的应用 150
一、奈维-斯托克斯方程的量纲分析 150
二、伯金汉.定理 152
三、模型与相似 154
思考题 154
习题 155
第二篇 热量传递 159
第六章 热量传递概论与能量变化方程 160
第一节热量传递的基本方式 160
一、热传导 160
二、对流传热 164
三、辐射传热 165
四、同时进行热传导、热对流及热辐射的传热过程 166
第二节能量变化方程 166
一、能量方程的推导 167
二、能量方程的特定形式 169
三、柱坐标系与球坐标系的能量方程 170
思考题 172
习题 172
第七章 热传导 174
第一节稳态热传导 175
一、无内热源的一维稳态热传导 175
二、有内热源的一维稳态热传导 178
三、二维稳态热传导 180
第二节不稳态热传导 187
一、忽略内部热阻的不稳态导热——集总热容法 187
二、忽略表面热阻的不稳态导热 189
三、内部热阻和表面热阻均不能忽略时大平板的不稳态导热 196
四、多维不稳态导热 200
五、一维不稳态导热的数值解 202
思考题 205
习题 206
第八章 对流传热 209
第一节对流传热机理与对流传热系数 209
一、对流传热的机理 209
二、温度边界层 210
三、对流传热系数 211
第二节层流对流传热 213
一、平板壁面的层流传热 214
二、管内层流传热 224
第三节湍流对流传热 233
一、湍流传热的类比理论 234
二、平板壁面上湍流传热的近似解 243
第四节量纲分析在对流传热中的应用 245
一、对流传热控制方程的量纲分析 245
二、相似性原理及应用 248
思考题 249
习题 250
第三篇 质量传递 253
第九章 质量传递概论与传质微分方程 254
第一节质量传递概论 254
一、混合物组成的表示方法 254
二、质量传递的基本方式 255
第二节分子传质的速度与通量 258
一、平均速度与扩散速度 258
二、扩散通量与主体流动通量 259
第三节质量传递微分方程 262
一、传质微分方程的推导 262
二、传质微分方程的特定形式 264
三、柱坐标系与球坐标系的传质微分方程 265
思考题 267
习题 268
第十章 分子扩散 269
第一节一维稳态分子扩散的通用速率方程 269
第二节气体中的分子扩散 270
一、组分 A通过停滞组分 B的稳态扩散 270
二、等摩尔反方向稳态扩散 273
三、气体扩散系数的测定与计算 276
第三节液体中的分子扩散 280
一、液体中稳态分子扩散的速率方程 280
二、组分 A通过停滞组分 B的稳态扩散 281
三、等摩尔反方向稳态扩散 281
四、液体扩散系数的计算 282
第四节固体中的扩散 284
一、与固体结构无关的稳态扩散 285
二、多孔固体中的稳态扩散 286
三、固体中的扩散系数 290
第五节伴有化学反应的分子扩散 290
一、伴有非均相化学反应的一维稳态分子扩散 291
二、伴有均相化学反应的一维稳态分子扩散 292
思考题 294
习题 294
第十一章 对流传质 298
第一节对流传质机理与对流传质系数 298
一、对流传质的机理 298
二、浓度边界层 299
三、对流传质系数 300
第二节层流下的对流传质 304
一、平板壁面上层流传质的精确解 304
二、平板壁面上层流传质的近似解 309
三、管内层流对流传质 311
第三节湍流下的对流传质 315
一、湍流传质的类比理论 315
二、平板壁面上湍流传质的近似解 320
第四节两流体间的对流传质模型简介 322
一、停滞膜模型 322
二、溶质渗透模型 323
三、表面更新模型 325
思考题 326
习题 327
第十二章 多种传递同时进行的过程 330
第一节热量和质量同时传递的过程 330
一、湍流下热量和质量同时传递的过程 330
二、空气-水物系中热量和质量同时传递的过程/334
第二节平板壁面层流边界层中同时进行动量、热量和质量传递的过程 343
一、平板层流边界层中动量、热量和质量传递的基本微分方程 343
二、平板层流边界层中同时进行动量、热量和质量传递的精确解 343
思考题 348
习题 348
附录 350
附录 主要物理量的单位换算表 350
附录 误差函数表 351
附录 扩散系数 352
附录 推算低密度气体传递性质关系表 353
附录 伦纳德-琼斯参数数值表 354
参考文献 355
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