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高 等 学 校 教 材 冶 金 传 输 原 理 ( Pr inciples of Tr ansfer in M et allu rgy ) 华建社 朱 军 李小明 马幼平 编 【内容简介】 本书共分三篇, 从介绍传输过程 的机理出发 , 全面系统地讲述 了动量传输、热量传输和质量 传输过程 的基本物理现象、规律、概念 以及处理 问题 的基本方法 , 并对传输原理在冶金工程、材料加工及制 备 方面的应用做了重点介绍。书中各章均附有例题及习题 。 本书可供高等学校冶金工程、材料成型及控制工程、材料加工工程、热能工程和化学工程与工艺等专业作 为教材使用 , 也可作为相关专业 的研究生及工程技术人员参考书。 图书在版编 目( CIP) 数据 冶金传输原理/ 华建社等编 . —西安 : 西北工业大学出版社 , 2005. 5 I SBN 7 56 12 1904 0 Ⅰ. 冶… Ⅱ. 华… Ⅲ. 冶金—过程—传输—高等学校—教材 Ⅳ. T F0 1 中国版本图书馆 CIP 数据核字(2 00 5) 第 014844 号 出版发行 : 西北工业大学出版社 通信地址 : 西安市友谊西路 127 号 , 邮编 : 710072 电话 : ( 029 ) 8849 3844 8849 1757 网 址 : ww w .nwp up .com 印 刷 者 : 陕西兴平 印刷厂 开 本 : 787 mm ×1 092 mm 1/ 16 印 张 : 16. 5 字 数 : 4 12 千字 版 次 : 2005 年 5 月第 1 版 200 5 年 8 月第 1 次印刷 定 价 : 25. 00 元 前 言 本书是根据 高等学校冶金工程专业本科 生培养计划 中冶金传输原理课程教学大纲编写 的, 作为冶金工程、材料成型及控制工程、材料加工工程、化学工程与工艺等专业的本科生的教 学用书, 各专业可根据 自身特点及需要 , 在 内容上加 以取舍。 随着科学技术的发展 , 各类工程专业基础学科不断扩大, 传输原理 已在 原有流体力学、传 热学、传质学以及冶金炉热工基础上形成了较系统的基础理论 , 成为一 门独立的学科 , 是冶金 类各专业必修的技术基础课程之一。 本书在编排上分三篇, 内容力求体现加强基础、便于 自学、联系实 际的原则。第一篇为动 量传输 , 包括第 1 章至第 7 章 , 介绍了动量传输的基本概念和定律 , 为了易于理解理论知识 , 加 强了基本概念的叙述 , 注重 内容的系统性 , 保留了流体力学中流体静力学的一些 内容。第二篇 为热量传输 , 包括第 8 章至第 13 章 , 介绍了热量传输基本概念和定律 , 同时增加了冶金炉中热 量传输和材料加工中的热量传输部分, 以增强读者对热量传输基本理论的理解 , 提高实际应用 能力。第三篇为质量传输 , 包括第 14 章至第 17 章 , 介绍了质量传输基本概念和定律 。本书虽 是按动量、热量、质量 的纵 向方法编写, 但又从传输理论系统的整体性 出发, 各章 内容前后联 系、循序渐进 , 力图从物理上和数学上阐明动量、热量和质量传输之间的相似性 , 用对照的方法 研究三种传递过程 , 加强读者对三种传递过程的理解 。 冶金传输原理是一 门数理解析较重的课程 , 在本书 内容的阐述和解析方法上 , 着眼于物理 概念和数学表达的统一, 并突出物理性课程的特点, 而且力图提炼出简化的物理模型和数学模 型。借助于计算机模拟及计算 , 利用有限差分及有限元等数值计算方法 , 已成为解析传输过程 偏微分方程的主要手段。限于篇幅, 对计算机模拟及计算请参阅有关参考书。 本书 由西安建筑科技大学冶金工程学院的教师合作分工编写, 其中第 1 至 7 章 由李小 明 编写, 第 8 至 13 章及绪论和附录 由华建社编写, 第 14 , 16 , 17 章 由朱军编写, 第 15 章 由马幼平 编写, 全书 由华建社主编 , 并 由赵俊学教授审阅。 本书在编写过程中, 得到 了徐德龙 院士、马杰教授 的帮助和支持, 在此表示衷心 的感谢 ! 并向本书引用参考文献的原著者和编撰者表示诚挚的感谢 ! 对所有为本书提供资料及建议的 同行也表示衷心的谢意 ! 由于编写水平及掌握资料所限, 不当之处在所难免, 敬请批评指正。 编 者 2004 年 10 月 主 要 符 号 2 2 A 面积 , m g 重力加速度 , m / s E 辐射能, W/ m2 h 对流传热系数 , W/ ( m2 ·℃) G 质量流速 , k g/ ( m2 ·s ) hl 局部阻力, J/ k g L 长度 , m hf 摩擦阻力, J/ k g M 分子量 m 质量 , k g 质量流量 , k g/ s p 压力, P a 马赫数 q 热通量 , W/ m2 P 压强, P a r 半径 , m 2 Q 体积流量 , m / s t 时间, s 热流量 , W u 速度 , m/ s 2 2 3 R 气体常数 , m / ( s ·K ) υ 比容 , m / k g 热阻, m2 ·℃/ W λ 导热系数 , W/ ( m ·℃) T 摄 氏温度 , ℃ 辐射波长 , m 热力学温度 , K δ 厚度 , m V 体积 , m3 μ 动力黏度 , N ·s/ m2 2 2 a 热量传输系数 , m / s ν 运动黏度 , m / s b 宽度 , m ξ 局部阻力系数 蓄热系数 , w/ ( m2 ·℃ ·s1/ 2 ) ρ 密度 , k g/ m3 2 c 比热容 , J/ ( k g ·K ) τ 黏性力, N/ m 2 4 辐射系数 , w/ ( m ·K ) 时间, s cV 气体的定容 比热容 , kJ/ ( m3 ·℃) ε 黑度 cp 气体的定压 比热容 , kJ/ ( m3 ·℃) φ 角度 , 角度系数 de 当量直径 , m θ 角度 2 f 摩擦阻力系数 D 扩散系数 , m / s 目 录 绪论………………………………………………………………………………………………… 1 第一篇 动量传输 第 1 章 动量传输的基本概念…………………………………………………………………… 4 1. 1 连续介质 ……………………………………………………………………………… 4 1. 2 流体的性质 …………………………………………………………………
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