《材料工程基礎(chǔ)》是高等學校材料科學與工程一級學科專業(yè)課程體系中一門重要的學科基礎(chǔ)課程，是探討材料制造和加工過程中共性基本理論的課程，主要突出三種傳遞現(xiàn)象（動量、能量和質(zhì)量傳遞現(xiàn)象）的基本規(guī)律和典型工程運用實例。本書共分為5章，分別為流體力學基礎(chǔ)、熱量傳遞原理、質(zhì)量傳遞原理以及三傳的典型運用——物料干燥、燃料與燃燒。本書強調(diào)理論知識與工程實踐的有機結(jié)合，并試圖將材料工程領(lǐng)域的新研究方法與科技成果充實到內(nèi)容之中。
本書可作為高等院校材料科學與工程類專業(yè)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)教材和研究生的教學參考書，也可供有關(guān)材料工程領(lǐng)域的研究、設計和生產(chǎn)技術(shù)人員參考。
《材料工程基礎(chǔ)》是高等學校材料科學與工程一級學科專業(yè)課程體系中一門重要的學科基礎(chǔ)課程，是探討材料制造和加工過程中共性基本理論的課程，主要突出三種傳遞現(xiàn)象（動量傳遞、能量傳遞和質(zhì)量傳遞）的基本規(guī)律和典型工程運用。本書是煤炭高等教育“十三五”規(guī)劃教材，本著重視基礎(chǔ)、加強實踐的原則，結(jié)合長期從事本課程教學和科研工作的經(jīng)驗編寫而成。是根據(jù)教學改革要求，力求在內(nèi)容和體系上有較大的改革和突破，適應高等教育材料科學與工程學科發(fā)展以及創(chuàng)新性人才培養(yǎng)目標而編寫的材料科學與工程類的本科教材。
本書共分為5章：流體力學基礎(chǔ)、熱量傳遞原理、質(zhì)量傳遞原理以及三傳的典型運用——物料干燥原理、燃料與燃燒。本書強調(diào)理論知識與工程實踐的有機結(jié)合，并試圖將材料工程領(lǐng)域的最新研究方法與科技成果充實到內(nèi)容之中。
本書由陳杰主編，鎖要紅副主編，廉曉慶、鄧軍平參編。第一章“流體力學基礎(chǔ)”由鎖要紅編寫；第二章“熱量傳遞原理”和第三章“質(zhì)量傳遞原理”由陳杰編寫；第四章“干燥原理”由鄧軍平編寫；第五章“燃燒原理”由廉曉慶編寫，附錄由陳杰編寫，全書由陳杰統(tǒng)稿。在編寫過程中，李陽在第二章中“導熱問題的數(shù)值求解”部分做了大量數(shù)值模擬工作，張晴、劉永、車明超、高尚勇做了部分資料整理和文字錄入工作，杜慧玲在編寫及出版過程中也給予了很大的幫助。在編寫過程中，還參考了相關(guān)的教材及專著，在此一并表示衷心感謝。
《材料工程基礎(chǔ)》可作為高等院校材料科學與工程類專業(yè)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)教材和研究生的教學參考書，也可供有關(guān)工程領(lǐng)域的研究、設計和生產(chǎn)技術(shù)人員參考。
由于編者水平有限，加之時間倉促，書中不妥與疏漏之處在所難免，敬請廣大讀者不吝指正。
編者
2017年3月
第一章流體力學基礎(chǔ)1
第一節(jié)流體的物理性質(zhì)及力學模型1
一、流體的主要物理性質(zhì)1
二、作用在流體上的力7
三、描述流體的力學模型7
第二節(jié)流體靜力學8
一、流體靜壓強及其特征9
二、流體靜壓強的表示方法與度量單位12
三、流體靜力學基本方程13
四、流體靜力學基本方程的應用（壓強及壓差測量）15
五、流體對固體表面的作用力18
六、流體的相對平衡21
第三節(jié)流體動力學基礎(chǔ)25
一、研究流體運動的兩種方法25
二、流體流動基本概念27
三、連續(xù)性方程30
四、元流能量方程——元流伯努利方程32
五、總流能量方程——總流伯努利方程35
六、定常流動總流動量方程39
第四節(jié)窯爐系統(tǒng)內(nèi)的氣體流動42
一、氣體流動基本原理42
二、兩氣體流動的伯努利方程43
三、氣體的流出和流入43
第五節(jié)流動阻力和能量損失46
一、流體阻力與能量損失的類型47
二、流體流動形態(tài)及其判定47
三、圓管內(nèi)流體層流運動沿程阻力損失50
四、圓管內(nèi)流體湍流運動沿程阻力損失53
五、圓管流動沿程阻力系數(shù)的計算57
六、管道內(nèi)流體局部阻力損失60
七、減小阻力損失的措施68
八、管路計算69
九、煙囪計算72
第六節(jié)流體流動相似原理及量綱分析75
一、力學相似性原理75
二、相似特征數(shù)77
三、模型律79
四、量綱分析80
第七節(jié)流體輸送機械82
一、離心式泵與風機基礎(chǔ)理論82
二、相似原理在離心泵與風機中的應用88
三、泵與風機的運行特性93
四、泵與風機的工況調(diào)節(jié)95
五、泵的氣蝕現(xiàn)象及安裝高度96
六、泵與風機的選型98
本章小結(jié)99
思考題99
習題100
參考文獻104
第二章熱量傳遞原理105
第一節(jié)導熱107
一、導熱的基本概念及基本定律107
二、導熱微分方程及單值性條件110
三、內(nèi)熱源的穩(wěn)態(tài)導熱114
四、有內(nèi)熱源的穩(wěn)態(tài)導熱128
五、非穩(wěn)態(tài)導熱131
六、導熱過程溫度場求解方法133
第二節(jié)對流換熱142
一、對流換熱基本定律及分類142
二、對流換熱過程的數(shù)學描述145
三、對流換熱邊界層及邊界層換熱微分方程組147
四、對流換熱過程的特征數(shù)方程151
五、流體強制對流換熱156
六、流體自然對流換熱167
七、沸騰與凝結(jié)換熱171
第三節(jié)輻射換熱176
一、基本概念176
二、黑體輻射基本定律178
三、實際物體與灰體的輻射184
四、物體間的輻射換熱186
五、輻射換熱的強化與削弱199
六、氣體輻射202
七、火焰輻射210
第四節(jié)綜合傳熱212
一、復合傳熱212
二、器壁為平壁時的綜合傳熱過程213
三、器壁為圓筒壁時的綜合傳熱過程215
四、強化傳熱217
本章小結(jié)219
思考題220
習題221
參考文獻225
第三章質(zhì)量傳遞原理226
第一節(jié)傳質(zhì)的基本概念227
一、濃度的表示方法227
二、成分表示法227
三、擴散速度228
四、擴散通量228
第二節(jié)分子擴散傳質(zhì)229
一、菲克定律229
二、分子擴散系數(shù)231
三、傳質(zhì)微分方程及其單值性條件233
四、化學反應的一維穩(wěn)態(tài)分子擴散238
五、有化學反應的一維穩(wěn)態(tài)分子擴散241
六、固體中的分子擴散242
七、非穩(wěn)態(tài)擴散244
第三節(jié)對流傳質(zhì)245
一、對流傳質(zhì)的微分方程組245
二、濃度邊界層與邊界層傳質(zhì)微分方程組246
三、對流傳質(zhì)準數(shù)方程247
本章小結(jié)249
思考題249
習題249
參考文獻251
第四章干燥原理252
第一節(jié)干燥靜力學253
一、濕空氣的性質(zhì)253
二、濕空氣狀態(tài)的變化過程260
三、物料中所含水分的性質(zhì)262
第二節(jié)干燥動力學263
一、恒定干燥條件下的干燥速率263
二、間歇干燥過程的干燥時間計算267
三、連續(xù)干燥過程269
本章小結(jié)274
思考題274
習題275
參考文獻276
第五章燃燒原理277
第一節(jié)燃料的種類及組成277
一、燃料的種類277
二、燃料的組成及換算279
第二節(jié)燃料的性質(zhì)284
一、發(fā)熱量284
二、其他熱工性質(zhì)285
第三節(jié)燃燒計算289
一、計算的目的與內(nèi)容289
二、分析計算289
三、操作計算297
四、燃燒溫度計算301
第四節(jié)燃燒理論與過程304
一、燃料的燃燒理論304
二、燃料的燃燒過程307
本章小結(jié)309
思考題309
習題310
參考文獻312
附錄313
附錄1緩變流中動壓強的分布規(guī)律313
附錄2國際制、工程制單位換算表314
附錄3常用材料的物理參數(shù)315
附錄4煙氣的物理參數(shù)317
附錄5干空氣的物理參數(shù)318
附錄6在飽和線上水蒸氣的物理參數(shù)319
附錄7在飽和線上水的物理參數(shù)320
附錄8某些材料在法線方向上的黑度321
附錄9限大平板θm/θ0、θ/θm及θ/θ0的計算圖322
附錄10計算輻射系數(shù)和核算面積的公式和圖323
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