Transport Processes and Unit Operations pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Christie J. Geankoplis

出品人:

页数:921

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出版时间:

价格:0

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isbn号码:9780139304392

丛书系列:

图书标签:

• begje
• 化工原理
• 传热学
• 流体力学
• 质量传递
• 分离工程
• 化学工程
• 单元操作
• 过程控制
• 化工设备
• 传质现象

探索无形的力量：物质、能量与动量在流体中的奇妙旅程 这本书将带您踏上一段引人入胜的旅程，深入探索那些驱动我们世界的无形力量——物质、能量与动量。它们如同看不见的舞者，在液体和气体这两个庞大舞台上翩跹起舞，塑造着我们周围的一切，从微观的细胞活动到宏观的天体运行，无处不在。 第一部分：流体运动的脉搏——动量传递 我们将从流体动量的传递开始，这是理解许多工程现象的基础。想象一下水流过管道，血液在血管中涌动，空气在翅膀上掠过，这些都是动量传递的生动体现。 流体的基本性质： 我们将首先深入了解流体的基本属性，包括粘度、密度、表面张力等，这些性质直接影响着流体的运动方式。例如，粘度如何决定了流体流动的阻力，密度又如何在重力作用下影响着流体的分层。 牛顿流体与非牛顿流体： 你会学习到牛顿流体和非牛顿流体之间的关键区别。了解牛奶、蜂蜜、颜料以及血液等流体的独特行为，它们并不总是遵循简单的线性关系。 流体静力学： 我们会探索流体在静止状态下的压力分布，理解帕斯卡原理是如何工作的，并应用阿基米德原理来解释浮力的奥秘。从潜水艇的下潜到热气球的升空，都离不开这些基本原理。 流体动力学——运动的规则： 接着，我们将进入流体动力学的核心。你将接触到连续性方程，它描述了质量守恒在流体运动中的体现。伯努利方程将揭示流体速度、压力和高度之间的深刻联系，帮助我们理解喷气发动机的升力以及风力涡轮机的效率。 雷诺数与流动形态： 我们会引入雷诺数这个至关重要的无量纲参数，它能够区分层流和湍流。了解这两种截然不同的流动形态，以及它们对能量损失和混合效率的影响，对于设计管道系统、搅拌器等至关重要。 边界层理论： 固体表面附近的流体运动会形成一个特殊的区域——边界层。我们将探讨边界层的形成、发展以及其对阻力产生的影响，这在航空航天和汽车设计中扮演着关键角色。 流动阻力与能量损失： 无论是管道输送、船只航行还是飞机飞行，都会面临流动阻力。我们将分析导致能量损失的因素，并探讨如何通过优化设计来减小阻力，提高效率。 动量传递的微观视角——粘性效应： 我们会从微观层面理解粘性是如何引起动量传递的。通过分析粘性耗散，我们将更深入地理解能量是如何在流体内部被转化的。 第二部分：热量的传递与转化——能量的流动 能量的传递是自然界和工程世界中最基本的现象之一。从太阳的热量传递到家用冰箱的制冷，能量的流动无处不在。 传导——微观粒子的共振： 我们将首先研究热传导，这是热量在固体、液体和气体中通过分子碰撞传递的过程。你会学习傅里叶定律，理解导热系数如何描述不同材料的传热能力。从烘烤蛋糕到 CPU 的散热，传导无处不在。 对流——流体的搬运工： 接下来，我们将深入探讨热对流，这是流体流动引起的能量传递。我们会区分自然对流和强制对流，并理解它们在天气形成、暖气系统和电子设备冷却中的应用。 辐射——穿越空间的能量之舞： 我们还会研究热辐射，这是能量以电磁波的形式传播的过程。从太阳的光和热，到红外线加热器，辐射的机制将一一揭示。 传热系数与换热器： 在工程实践中，我们经常需要改变物体的温度。我们将学习如何计算传热系数，并了解换热器的工作原理，它们是实现高效能量交换的关键设备，广泛应用于发电、化工和空调系统。 热力学第一定律与能量守恒： 我们会回顾并应用热力学第一定律，强调能量在不同形式之间的转化和守恒，理解能量的来源与去向。 相变与潜热： 水的蒸发、冰的融化，这些相变过程伴随着大量的能量吸收或释放。我们将分析潜热的概念，以及它在蒸发冷却、制冷等过程中的重要作用。 第三部分：物质的旅程——质量的分布与转移 物质的传递，即质量的传递，是生命活动和许多工业过程的核心。从食物的消化到污染物的扩散，物质的移动塑造着我们的环境和生活。 质量传递的基本概念： 我们将首先定义质量传递，并介绍扩散和对流这两种主要的质量传递机制。 分子扩散——微观粒子的随机游走： 我们会深入理解分子扩散，这是由于物质分子热运动引起的浓度梯度驱动的物质传递。菲克定律将帮助我们量化这一过程，它在药物释放、食品保鲜等方面有重要应用。 宏观扩散与混合： 除了分子扩散，宏观尺度的混合作用也能加速物质的传递。我们将探讨搅拌、湍流等因素如何影响混合效率，并分析其在化学反应器、污水处理等领域的应用。 相际质量传递： 物质常常需要在不同相之间传递，例如蒸发、冷凝、溶解等。我们将研究这些相际质量传递的过程，理解其背后的驱动力和影响因素。 传质系数与传质单元： 类似于传热，我们也需要量化质量传递的速率。我们将介绍传质系数的概念，并了解传质单元的设计，它们是实现物质分离和纯化的关键设备，例如精馏塔和吸收塔。 质量传递在实际中的应用： 我们将通过具体的案例，展示质量传递原理在化工分离、生物工程、环境工程等领域的广泛应用，例如从空气中捕获二氧化碳，或者在生物体内输送氧气。 贯穿始终的核心理念： 在整个探索过程中，我们将始终强调这些传递过程并非孤立存在，而是相互关联、相互影响的。例如，流体流动（动量传递）可以显著增强热量和物质的传递。我们将学习如何利用这些基本原理来分析和设计各种工程系统，解决实际问题。 这本书将以清晰的逻辑、严谨的数学推导和生动的工程实例，引导您领略物质、能量与动量传递的奇妙世界。它将为您打下坚实的科学基础，使您能够理解和驾驭那些驱动我们进步的无形力量，从而在科学、工程乃至日常生活中做出更明智的决策。

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