傳熱和傳質基本原理習題詳解 pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

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出版者:化學工業齣版社

作者:弗蘭剋P.英剋魯佩勒

出品人:

頁數:427

译者:葉宏

出版時間:2007-10

價格:45.00元

裝幀:平裝

isbn號碼:9787122007629

叢書系列:

圖書標籤:

• 能源工程
• 傳熱與傳質
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• 工程熱物理
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• 參考書

流體力學基礎：從理論到應用 書籍概述 《流體力學基礎：從理論到應用》旨在為工程、物理學及相關領域的學生和專業人士提供一個全麵而深入的流體力學知識體係。本書聚焦於流體力學領域的核心概念、基本定律以及實際工程中的應用。內容涵蓋瞭從流體靜力學到復雜的湍流模型，旨在幫助讀者建立堅實的理論基礎，並熟練掌握解決實際工程問題的能力。 本書的結構設計強調理論的嚴謹性與應用的實踐性相結閤。首先，通過對流體性質、流體靜力學和流體運動學的基礎介紹，為後續更復雜的流動分析奠定基礎。隨後，重點闡述瞭描述流體運動的基本方程——質量守恒、動量守恒（納維-斯托剋斯方程）和能量守恒方程，並深入探討瞭這些方程在不同流態下的簡化形式和解析解。 核心內容詳解 第一部分：流體基礎與靜力學 流體性質與分類： 本部分詳細闡述瞭流體的基本物理性質，如密度、粘度（牛頓流體與非牛頓流體）、錶麵張力、壓縮性等。通過對這些性質的深入理解，讀者能夠準確評估流體在不同條件下的行為。同時，係統介紹瞭流體的分類方法，區分瞭可壓縮流與不可壓縮流，層流與湍流。 流體靜力學： 重點講解瞭靜止流體中的壓力分布規律，包括帕斯卡定律、靜水壓力隨深度的變化規律，以及對浸沒麯麵和浮力的分析。引入瞭流體靜力學中的基本概念，如壓強、測壓管、U型管壓力計等，並結閤實際應用，如船隻浮力計算、水壩設計中的受力分析。 第二部分：流體運動學與控製體分析 流體運動學： 關注於流體的運動描述，不涉及引起運動的力。詳細介紹瞭描述流體運動的兩種主要方法：拉格朗日描述和歐拉描述。著重分析瞭流綫、跡綫和渦綫等概念，並探討瞭流場的速度場、加速度場和應變率張量。對於不可壓縮流體的速度勢函數和流函數概念進行瞭詳盡的數學推導和應用實例說明。 控製體分析（雷諾輸運定理）： 這是連接宏觀係統與微觀流動的關鍵橋梁。本書詳細推導瞭雷諾輸運定理（Reynold’s Transport Theorem），並將其應用於質量、動量和能量的守恒定律。通過控製體方法，讀者可以係統地分析管道中的水頭損失、噴嘴的反作用力、泵和渦輪機的性能計算等經典工程問題。 第三部分：流體動力學核心方程 微分形式的守恒方程： 在掌握瞭控製體分析的基礎上，本書深入到流體運動的微分形式描述。詳細推導瞭不可壓縮流體的納維-斯托剋斯方程（Navier-Stokes Equations）和能量方程。重點分析瞭這些方程在不同邊界條件下的適用性，並解釋瞭粘性力的物理意義。 無粘流動的伯努利方程： 伯努利方程作為最基礎的動量守恒方程的特例，被單獨進行深入講解。詳細闡述瞭伯努利方程的適用條件、修正項（如壓力損失和高程變化），並通過文丘裏管、皮托管等經典儀器，展示其在流速測量中的應用。 量綱分析與相似性原理： 本部分強調瞭工程實踐中的重要工具——量綱分析。通過對π定理的係統講解，介紹瞭如何識彆和構建無量綱參數（如雷諾數、弗勞德數、歐拉數等）。重點闡述瞭物理相似性和工程模型試驗的設計與外推方法，這對於風洞試驗、水池試驗等至關重要。 第四部分：工程應用與特殊流動 內部流動（管流）： 這是流體力學在工程中最常見的應用之一。詳細分析瞭圓形管道和非圓形管道中的粘性流——層流和湍流。重點講解瞭達西-韋斯巴赫公式、摩擦係數（如Moody圖錶）的確定，以及局部阻力（閥門、彎頭等）的計算。 外部流動（繞流）： 探討瞭物體錶麵流動的基本現象，如邊界層理論的引入、分離現象、阻力與升力的計算。通過分析平闆上的邊界層發展（Blasius解的定性理解）、圓柱和翼型繞流中的升阻力係數，為空氣動力學和流體力學設計打下基礎。 可壓縮流基礎（導論）： 鑒於現代工程對高速流動的需求，本書對可壓縮流動的基本概念進行瞭介紹。重點討論瞭聲速、馬赫數，以及等熵流動的基礎，為後續更高級的壓縮氣體動力學學習做好鋪墊。 湍流與數值方法簡介： 鑒於湍流的復雜性，本書對湍流流動的統計特性進行瞭概述，並簡要介紹瞭雷諾平均納維-斯托剋斯（RANS）方程的基本思想。最後，提供瞭對計算流體力學（CFD）方法的簡要概述，指齣現代工程問題如何藉助數值工具進行求解。 本書特色 本書的每一個章節都配有大量的例題和習題，這些題目均來源於實際工程背景，並提供瞭詳細的解答步驟。這些習題不僅鞏固瞭理論知識，更訓練瞭讀者的工程思維和數值計算能力。語言風格力求清晰、準確、嚴謹，避免不必要的術語堆砌，確保讀者能夠順暢地理解復雜的物理概念和數學推導。本書是深入學習流體力學理論、應用於能源、航空航天、土木、化工等領域工程設計的理想教材或參考書。

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這本理論基礎紮實，深入淺齣的教材，簡直是為我這種在工程領域摸爬滾打多年的老手量身定做的“迴春丹”。我原以為自己對流體動力學和能量守恒定律已經有瞭足夠的把握，直到我開始接觸那些更復雜、更細微的傳熱現象。很多市麵上通行的參考書，講到邊界層理論的時候總是含糊其辭，公式推導快得像坐火箭，根本沒給讀者消化的時間。然而，這本書的敘述方式卻顯得極其耐心和親切。它不是簡單地羅列公式，而是將每一個數學模型背後所蘊含的物理意義剖析得淋灕盡緻。比如，在討論湍流傳熱時，它沒有直接跳到雷諾應力模型，而是循序漸進地解釋瞭為什麼層流會失穩，動量和能量是如何在微觀尺度上混閤擴散的。作者似乎非常理解學習者在麵對復雜偏微分方程時的睏惑，所以每當引入一個新的方程組時，都會先用清晰的語言勾勒齣其物理背景和適用範圍，這極大地降低瞭初學者的畏難情緒。我尤其欣賞它在案例分析上的嚴謹性，每一個例子都不是憑空捏造的理論玩具，而是緊密結閤瞭實際工業中的應用場景，比如換熱器設計中的管束排列優化，或者高溫爐膛內的輻射換熱耦閤計算。讀完其中關於自然對流的部分，我對如何設計一個高效的散熱片都有瞭全新的理解，那種從理論到實踐的無縫銜接感，實在令人拍案叫絕。

评分☆☆☆☆☆

我必須強調，這本書在細節處理上的精細度，是市麵上許多同類書籍望塵莫及的。許多關於對流換熱的書籍，在推導努塞爾數（Nu）的經驗關係式時，總是直接給齣一個朗伯圖（Lévêque approximation）或者一個鸚鵡學舌般的公式集閤，讓讀者無所適從。這本書則不同，它用瞭相當大的篇幅，非常細緻地展示瞭如何通過邊界層理論的相似解法，推導齣經典的皮蘭特數（Prandtl number）依賴關係，並解釋瞭這些經驗關係式背後的物理限製和有效範圍。尤其是針對復雜流道，比如非圓管道或具有障礙物的流場，它不僅僅停留在數值模擬的結論上，而是深入探討瞭流場結構如何影響壁麵剪切力和熱流密度分布。我發現自己過去在做熱設計時，經常會因為忽略瞭流體入口段的長度效應而導緻效率偏低。這本書通過對“入口效應”的專門分析，給齣瞭明確的修正建議。這種對工程精度要求的尊重，使得這本書從一本優秀的學術著作，升華為一本不可或缺的工程實操手冊。它仿佛有一位經驗豐富、知識淵博的導師，時刻在你身邊，耐心解答你每一個關於“為什麼”和“如何做”的疑問，讓我對傳熱和傳質的理解達到瞭一個前所未有的高度。

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作為一名長期從事教學工作的教師，我越來越重視教材的啓發性，而不是單純的知識搬運。這本著作無疑在這方麵做得非常齣色。它不是那種生硬地要求學生“背誦和記憶”的讀物，而是鼓勵讀者去“質疑和探索”。書中大量的“思考題”和“延伸閱讀建議”都經過瞭精心的設計。它們往往不是簡單的數值計算，而是引導學生去構建物理模型、去辯證地看待不同的傳熱機理在特定條件下的主導地位。比如，它會拋齣一個問題：在極低溫環境下，固體的晶格振動對熱導率的影響，與電子的輸運機製相比，哪一個更占主導地位？這種引導性的提問，迫使我們必須跳齣舒適區，去查閱更多的背景知識，去理解物理現象的本質。此外，書中對數學工具的應用也處理得非常得體。它並沒有迴避拉普拉斯變換、傅裏葉級數等高等數學工具，但其引入的方式是服務於物理問題的解決，而不是為瞭炫耀數學技巧。講解傅裏葉級數時，它清晰地展示瞭如何用它來處理周期性邊界條件下的瞬態傳熱問題，這種“目的性導嚮”的數學教學，大大提高瞭我們對數學工具的實際應用能力。這本書的價值，在於它塑造瞭一種嚴謹的科學思維方式。

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坦白說，我最初拿起這本書時，是帶著一種“不得不讀”的心態，畢竟它在專業圈子裏名聲頗大，但我擔心它會過於學術化，變成一本隻適閤研究生做理論研究的“天書”。然而，事實證明我的擔憂是多餘的。這本書的行文風格有一種獨特的“建築美感”。它不是那種堆砌概念的百科全書，而更像是一件精心雕琢的藝術品，結構清晰，邏輯嚴密，每一章的內容都像一座座堅實的基石，穩固地支撐起上層復雜的結構。作者的語言非常凝練，但絕不晦澀，恰到好處地平衡瞭嚴謹性和可讀性。我特彆注意到，它在處理相變傳熱的章節時，對於氣液界麵動力學和毛細管力的描述，其深度和廣度遠超我的預期。很多教材在講沸騰傳熱時，隻是蜻蜓點水般提到楊氏方程，但這本書花瞭大量的篇幅，圖文並茂地展示瞭核化對流的機製，以及不同錶麵能對成核點的顯著影響。這對於從事微電子冷卻或者生物醫學工程的同行來說，簡直是如獲至寶。閱讀過程中，我常常需要停下來，反思自己過去在實驗中遇到的那些“反直覺”的結果，此刻都能在書中的理論框架下找到閤理的解釋，那種豁然開朗的感覺，是任何簡單結論無法比擬的。

评分☆☆☆☆☆

這本書最令我感到振奮的地方，在於它對多尺度問題的處理方式，體現齣一種超越傳統教科書的視野。我們都知道，在真實的工程世界中，傳熱和傳質往往是耦閤發生，並且在不同的尺度上存在著顯著的差異。這本書沒有將這些復雜的現象割裂開來，而是展現瞭一種高度的整閤能力。比如，它在討論化學反應器中的催化劑顆粒內部傳質與反應耦閤時，清晰地區分瞭宏觀反應器尺度的能量平衡和微觀孔隙尺度的擴散控製。它用瞭一種非常巧妙的方式，將Fick定律和能量方程進行瞭迭代求解的框架演示，這對於優化反應過程的收率至關重要。我過去嘗試用其他資料解決類似問題時，總是陷入局部最優的泥潭，無法全麵把握全局。這本書提供的視角，就像是從衛星上俯瞰整個戰場，而不是埋頭於某一個戰壕裏。特彆是它對輻射傳熱的討論，不僅限於簡單的黑體假設，而是深入探討瞭非灰體、選擇性吸收材料的輻射特性，以及濛特卡洛方法在復雜幾何體中的應用潛力。這種對前沿技術和經典理論的完美融閤，使得這本書不僅是學習工具，更像是一份行業發展趨勢的預研報告。

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挺不錯的一本書。學傳熱和傳質時候，可以多看看。裏麵有好多經典習題

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