化工流体力学（第二版）

全书分上下两篇，共10章。
上篇为流体力学基本内容，保持力学自身系统性，与工程套用的结合仍参照初版，主要体现在内容选择及计算示例；下篇为基本理论的套用，结合现代化工和高新技术发展，确立一些重大命题，较完整地阐述流体力学在其中的套用。

上篇流体力学基础

第1章流体运动规律的影响因素和研究方法1

11流体的物理属性1

111连续介质假定1

112密度，压缩性3

113黏性，牛顿流体3

114导热性，热导率8

115扩散性，扩散係数9

116表面张力10

12流动空间的几何特徵，流动问题分类13

121流体运动问题的分类13

122化工设备中的流动问题，典型化工设备及其结构特徵15

13引发流体运动的方式、工艺过程的操作条件17

131化工设备中流动的发生：泊谡流与库特流17

132流动的两种基本状态：层流与湍流18

133流动状态的判别，雷诺数19

134低雷诺数（爬流）与高雷诺数（边界层流）19

14研究流体运动规律的基本途径20

141理论解析法20

142实验观测法20

143数值计算法22

本章主要符号23

习题23

参考文献24

第2章流体运动学、理想流体运动25

21流体运动的表示方法25

211拉格朗日法25

212欧拉法26

213随体导数27

214定常流动与非定常流动，流线与轨线的进一步讨论28

215一维运动29

22变形的运动学——流体微团运动分析31

221流体微团运动的分解31

222流体微团变形和旋转运动的特徵量33

23连续性方程37

24理想流体的运动方程——欧拉方程及其伯努利积分39

241欧拉运动方程沿流线的积分——伯努利方程39

242无旋条件下欧拉运动方程的积分40

243可压缩气体的伯努利方程41

244伯努利方程的套用41

245伯努利方程的局限性47

25二维运动，流函式47

251流函式的定义47

252流函式方程49

253流函式的套用49

26涡旋运动50

261工程中的涡旋运动现象50

262涡旋性质及涡旋运动经典理论51

263涡旋动力学——涡旋的产生、扩展与消失55

27无旋运动57

271无旋运动的特性57

272势流基本方程58

273基本无旋流59

274理想流体绕物体的运动，绕圆柱、球的流动60

28有环量的无旋运动65

281有环量的绕圆柱体流动65

282兰金涡67

本章主要符号70

习题71

参考文献73

第3章黏性流体力学74

31黏性流体的运动方程及其性质与求解74

311运动方程的建立74

312运动方程的定解条件78

313黏性流体运动的性质78

314NS运动方程的求解80

32低雷诺数流理论NS方程近似（一）84

321Stokes流基本方程组84

322绕球运动，Stokes解85

323Oseen流90

324颗粒横向漂移91

325低雷诺数流理论的发展与套用91

33高雷诺数流理论（层流边界层理论）NS方程近似（二）92

331高雷诺数下平板绕流边界层92

332曲面上的边界层，分离现象94

333边界层方程及其求解96

34湍流运动的基本方程与经典湍流理论104

341层流稳定性与湍流起源104

342湍流运动的主要特徵108

343湍流运动的基本方程，雷诺方程110

344湍流唯象理论（半经验理论）112

345充分发展的湍流运动的简化模型115

346湍流的统计特性119

35绕流，外部流动129

351绕平板流动，湍流边界层129

352圆柱绕流，涡旋诱发振动134

353流体阻力的理论与实践136

36管流，内部流动142

361圆管层流流动142

362圆管湍流运动148

363非直管、非圆管中的流动，二次流现象153

37射流与尾流159

371自由射流160

372複杂射流166

373射流的工程套用167

374尾流168

38多孔介质中的流动169

381多孔介质结构169

382实际速度与平均速度(表观速度)169

383Darcy定律170

39湍流参数测量173

391热丝(热膜)流速仪173

392雷射都卜勒流速仪175

393管流实验结果176

310湍流拟序结构177

3101湍流边界层结构178

3102自由剪下流180

3103研究湍流拟序结构的意义与套用180

本章主要符号181

习题182

参考文献186

第4章两（多）相流动188

41气泡与液滴的形成188

411孔口气泡的生成188

412连续气体射流192

413液体射流的不稳定性：分裂与雾化195

42单一液滴/气泡运动，气泡动力学197

421液滴/气泡运动概述197

422低雷诺数下球形液滴的运动201

423液体中的气泡运动206

43多颗粒流动213

431颗粒在流体中的运动214

432密集鼓泡215

433液滴，气泡的分裂与合併217

44液膜流动221

441液膜流动特性221

442液膜层流运动223

443物体从液体中抽出时表面上的滞留膜226

444波动层流薄膜运动230

445液膜湍流运动231

本章主要符号234

习题235

参考文献236

第5章非牛顿流体的流变性与流动237

51聚合液体的特异流动行为237

511剪下稀化238

512爬桿238

513挤出胀大239

514搅拌槽中的反向次流240

515滑移现象240

516添加剂减阻，汤姆斯（Toms）效应240

52非牛顿流体的本构方程与物质函式241

521假塑性流体的剪下黏度242

522黏塑性流体的剪下黏度245

523触变性245

53假塑性流体流动247

54黏塑性流体流动250

55聚合液体的拉伸流动与拉伸黏度253

551拉伸流动253

552拉伸黏度253

56黏弹性流体的流变特性与流动254

561法向应力差255

562黏弹性流体的动态特性，複数黏度256

563描述弹性行为的无量纲数群258

564马克斯威尔方程——线性黏弹性的模型258

57流变测量259

571毛细流变仪259

572旋转流变仪261

本章主要符号263

习题263

参考文献264

第6章计算流体力学266

61流体力学主要方程与模型267

611不可压NavierStokes方程267

612涡流函式方程268

613湍流模型268

62数值计算方法272

621微分方程的离散及求解272

622有限差分法273

623有限元法274

624有限体积法276

63流场数值计算的套用实例279

631圆柱绕流279

632非牛顿流体管流281

633伴有化学反应的边界层流284

634鼓泡塔中气液两相流的数值计算288

本章主要符号291

习题292

参考文献292下篇流体力学套用

第7章流体流动与传热、传质293

71能量方程293

711能量方程294

712黏性流体中的能量耗散295

713湍流能量方程296

72扩散方程297

721层流扩散方程298

722湍流扩散方程298

73管内传热299

731管内层流传热300

732管内湍流传热302

74人工粗糙管内的流动与传热306

741人工粗糙管中的湍流运动307

742人工粗糙管中的湍流传热与温度分布310

75伴有传热、传质时的绕流，传热、传质边界层312

751传质边界层312

752传热边界层317

753圆柱绕流流型与传热速率321

本章主要符号321

参考文献322

第8章流动、混合与化学反应323

81流动、混合与混合机理323

811层流中的分子扩散324

812湍流扩散325

813剪下分散326

814混合效果评价328

82化学反应与混合330

821特徵时间与混合效应判别331

822混合对化学反应的影响332

823微观混合模型334

824撞击射流与快速混合技术335

83湍流与微观混合，反应沉澱336

831沉澱过程中不同尺度的混合337

832混合/沉澱模型337

833沉澱过程的CFD338

84聚合与混合（一），湍流与液液分散，悬浮聚合338

841湍流场中的液滴分散339

842液滴合併340

843液滴大小分布与液液非均相聚合反应器放大341

85聚合与混合（二），高黏液膜流动与混合，熔融缩聚342

851圆盘反应器中的液体运动342

852旋转圆盘反应器中的质量传递345

本章主要符号346

参考文献346

第9章生物反应器流体动力学348

91培养液/发酵液流变性348

911发酵液的流变性348

912植物细胞培养液的流变性348

913黄原胶的流变性349

92叶轮流体动力学（一）单相流体350

921总体流动特性350

922流型352

923速度分布357

924剪下速率357

925湍流特徵359

93叶轮流动动力学（二）气液两相361

931气/液两相流型361

932气泡大小分布364

933气含率分布367

94剪下环境与生物反应367

941剪下环境与菌体形态和代谢367

942气泡细胞相互作用368

本章主要符号372

参考文献373

第10章聚合物加工中的流动与传递374

101螺槽与口模中的流动374

1011螺槽中的运动375

1012口模中的熔体流动377

102熔体充模流动379

1021矩形模腔中的流动379

1022径向流充模380

1023充模过程中的喷泉流382

103压延辊隙间的熔体流动383

1031辊隙间流型383

1032压延等温流动384

本章主要符号386