热工理论及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:景朝晖 编

出品人:

页数:208

译者:

出版时间:2009-8

价格:22.00元

装帧:

isbn号码:9787508389295

丛书系列:

图书标签:

• 热工学
• 热力学
• 传热学
• 流体力学
• 工程热物理
• 热工应用
• 能源工程
• 热能利用
• 热系统
• 工程技术

《流体力学中的多相流现象与模拟》 本书聚焦于工程领域中普遍存在且至关重要的多相流现象，深入探讨其内在机理、复杂的相互作用以及先进的数值模拟方法。多相流，即两种或两种以上不同相态（如气-液、液-液、固-液、固-气等）物质同时存在的流动体系，广泛应用于石油化工、能源生产、环境保护、生物医药等众多关键行业。理解和精确预测这些系统的行为，对于优化工艺流程、提高设备效率、保障安全生产以及开发创新技术具有不可估锐的意义。 本书的编写旨在为读者提供一个系统、深入的学习平台，不仅涵盖了多相流动的基本理论，更着重于实际应用中的挑战和解决方案。我们将从多相流的基础概念出发，逐步深入到各种复杂流动形态的描述，例如气泡流、夹带流、弹状流、环状流、分层流等，并分析不同相态在流动过程中的相界面演化、传质传热以及相间力的作用机制。 在理论部分，我们将详细阐述多相流动的守恒方程，包括质量守恒、动量守恒和能量守恒。特别地，本书将重点介绍当前学术界和工程界广泛采用的两种主要建模范式：欧拉-欧拉模型和欧拉-拉格朗日模型。对于欧拉-欧拉模型，我们将深入分析其对各相的平均方程组，包括平均方程的推导、相间相互作用项的建模（如曳力、升力、虚拟质量力、拖拽力等）以及不同相模型（如均相模型、多群模型、两相模型）的选择与应用。对于欧拉-拉格朗日模型，我们将阐述其如何追踪离散相（如液滴、颗粒、气泡）的运动轨迹，并考虑其与连续相的相互耦合，包括离散相的动量、能量和质量交换。本书还将探讨一些新兴的数值方法，如计算流体动力学（CFD）与离散元法（DEM）的耦合，以及它们在处理颗粒流、泥浆流等复杂多相系统中的优势。 在应用方面，本书精选了多个代表性的工程案例，通过详实的分析和计算实例，展示多相流理论和模拟方法的实际应用价值。我们将深入剖析以下几个关键领域： 1. 油气开采与输送： 探讨油气井中的多相流动特性，包括气液两相流、气液固三相流的规律，以及在管道输送过程中可能出现的堵塞、起泡、起砂等问题。通过CFD模拟，预测流动模式，优化管道设计，减少能量损失，提高输送效率。 2. 化工反应器设计与优化： 分析气液、固液多相反应器内的流动与传质传热现象，如气泡塔、搅拌釜、流化床反应器等。研究相间传质速率、停留时间分布对反应效率的影响，通过数值模拟指导反应器结构优化和操作参数选取，实现高效、节能的化学反应过程。 3. 能源动力系统： 考察锅炉中的燃烧、传热过程，如煤粉燃烧、液滴燃烧、蒸汽-水两相流等。分析燃烧产物分布、污染物生成机制，以及传热效率对锅炉性能的影响。本书将展示如何利用多相流模型模拟锅炉内部的复杂流动与燃烧耦合过程，为提高能源利用效率、减少环境污染提供技术支持。 4. 环境保护工程： 研究污水处理过程中的气浮、沉降、曝气等过程，以及大气污染物扩散和处理中的气溶胶流动。例如，分析湿法脱硫过程中液滴与气体的传质过程，或模拟烟气净化设备内的气固分离效果，为环境保护技术的开发与优化提供理论依据。 5. 生物医药工程： 探讨药物输送、细胞培养等过程中的多相流动问题，如微流控芯片中的液滴生成与操控、生物反应器内的细胞悬浮与营养物质输送等。理解并模拟这些微观尺度下的流动特性，对于精准药物递送和高效生物制造至关重要。 本书在理论阐述上力求严谨，在应用案例上力求贴近实际。我们不仅会介绍数学模型和数值算法，还会提供大量的计算结果和与实验数据的对比分析，以验证模型的准确性和可靠性。读者将学习如何选择合适的多相流模型，如何构建和求解复杂的数值模型，以及如何解读和应用模拟结果。 此外，本书还将对当前多相流研究领域的前沿进展进行简要介绍，例如基于第一性原理的多相流建模、人工智能在多相流预测中的应用、以及对某些特殊多相流现象（如超临界流体、纳米流体等）的探讨。 本书适合于从事相关工程领域的研究生、博士后、科研人员和工程技术人员阅读。通过学习本书，读者将能够深刻理解多相流动的复杂性，掌握先进的数值模拟工具，并能够将所学知识有效地应用于解决实际工程问题，推动相关领域的技术进步。

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这本书，说实话，拿到手的时候，我心里是有些忐忑的。封面设计得挺朴实，那种感觉就像是八九十年代的经典教材，线条硬朗，配色也比较沉稳，一下子就把人拉回了那个求知若渴的年代。翻开扉页，满满的公式和图表扑面而来，那种严谨的学术气息几乎要溢出纸面。我原本以为它会是一本晦涩难懂的“天书”，毕竟“热工理论”这四个字本身就带着一种高冷的距离感。然而，深入阅读后，我发现作者在构建理论框架时，并没有一味地追求数学上的极致完美，而是非常注重物理图像的建立和逻辑推导的清晰性。举个例子，讲解热力学第一定律时，作者不仅仅是罗列了方程，而是结合了具体的蒸汽机工作原理和能量守恒的宏观感受来阐述，让原本抽象的能量转换过程变得立体可感。特别是关于熵增的论述，不同于某些偏重纯理论推导的著作，这本书用了大量的实际工程案例来佐证，比如热泵系统的效率分析、燃烧室内的温度场分布模拟，这些都极大地增强了阅读的代入感和实用价值。对于我们这些在工程一线摸爬滚打的人来说，这种理论与实践紧密结合的叙事方式，无疑是教科书级的典范，让人读起来既感到充实，又不至于迷失在纯粹的数学符号之中。整本书的排版也值得称赞，字号适中，注释清晰，即便需要反复查阅某个公式的推导过程，眼睛也不会感到特别疲劳。

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我发现这本书在处理一些前沿交叉领域时展现出了超越传统教材的广度和深度。市面上大多数热工书籍往往止步于经典的热力学、传热学和工程热力学的基础框架，但这本书显然更进一步，尝试将这些基础理论与现代能源系统优化、储能技术等领域进行了衔接。例如，在讨论第二定律的有效利用时，它不仅限于卡诺循环的效率极限，而是深入分析了“火用”（Exergy）分析法在评估能源系统真实损失上的优越性，并提供了如何利用火用分析来指导系统改进的实操步骤。这种前瞻性的内容布局，使得这本书即便在理论基础扎实的读者手中，也依然能保持其长久的参考价值。它的语言风格非常沉稳内敛，几乎没有使用任何花哨的修饰词，所有的表达都精准地服务于科学信息的传递。每一次翻阅，都能察觉到作者在字里行间流露出的那种对科学真理的敬畏之心，让人感到一种被认真对待的阅读体验。它不是在“教”你知识，更像是在“引导”你进入一个由严密逻辑构筑的思维世界。

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老实说，这本书的阅读体验，更像是一场漫长而严谨的学术“朝圣”。它不是那种让你一口气读完就能掌握所有知识的“爽文”，它要求读者付出耐心和时间，去消化其中蕴含的每一个数学模型和物理假设。我花了整整一个季度才算将其中的核心概念梳理了一遍，期间无数次停下来，在草稿纸上重新演算推导那些关键的平衡方程。这本书的优点在于其无懈可击的逻辑闭环，几乎没有留下任何可以被挑战的理论漏洞。特别是在流体力学与热量传递的耦合分析部分，作者引入了边界层理论，并详细阐述了雷诺数的物理意义在不同工况下的侧重变化。这部分内容，对于我这种需要进行CFD（计算流体力学）前处理的人来说，简直是如获至宝。它教会我的不仅仅是如何计算，更重要的是如何在面对实际工程中的复杂流态（比如湍流）时，建立一个合理的、可被计算工具接受的初始模型。书中的习题设计也极其精妙，往往一个习题背后就隐藏着一套完整的工程优化思路，它们绝非简单的数值代入，而是需要读者融会贯通所学知识，才能找到那把开启答案的钥匙。

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初次接触这本厚重的书籍时，我的期待值其实是比较低的，毕竟市面上的热工类书籍，要么是过于偏向基础物理的抽象探讨，要么就是流于表面、缺乏深度验证的“速成宝典”。我更倾向于那种能够深入骨髓、直击本质的专业著作。这本书的风格，恰恰抓住了这种平衡点。它的叙事节奏非常稳健，像是经验丰富的老教授在娓娓道来，每一步推理都经过了反复的打磨和验证。最让我印象深刻的是，作者在处理复杂传热学问题时，引入了一些非常巧妙的类比和简化假设，这些假设的引入并非是为了偷工减料，而是为了将复杂的多变量耦合问题解耦，从而让读者能够先抓住核心的物理机制。比如在讲解非稳态传热时，对比了集总参数法和精确解的适用范围，并用图示直观展示了误差随毕奥数（Biot Number）的变化趋势。这种细致入微的处理，体现了作者深厚的学术功底和对教学难度的精准把控。读完相关章节后，我感觉自己对“热量是如何在不同介质间传递”这个问题，有了一种从微观分子运动到宏观温度梯度变化的全景式理解，而不是仅仅停留在记忆公式的层面。这本书的价值，就在于它能将那些看似冰冷坚硬的物理定律，赋予生命和逻辑的温度。

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坦白讲，这本书的纸质书装帧虽然透露着一股朴实的“理工男”气息，但其内容的编排结构却展现出极高的教学智慧。我特别欣赏作者对“案例驱动学习”的坚持。在介绍完某一套理论公式后，紧接着的不是枯燥的证明或数学推导，而是立刻跳转到一个具体的工业场景——可能是锅炉炉膛的辐射换热设计，或者是换热器管束的清洗周期预测。这种即时反馈机制，极大地缓解了理论学习过程中的枯燥感。作者似乎深谙学习者的心理曲线，懂得在知识点“快要消化不良”时，及时抛出一个具象化的应用场景来“打个岔”和巩固。对我个人而言，这本书最宝贵的价值在于它为我提供了一套系统化的“问题解决框架”。当我面对一个从未见过的热工难题时，这本书教我如何从最基础的守恒定律出发，通过合理的假设简化，一步步逼近真实问题的数学模型，最后通过数值方法或解析手段求解。它培养的不仅仅是计算能力，更重要的是那种面对未知复杂系统时，敢于着手分析的科学态度和清晰的步骤规划。这本书，与其说是工具书，不如说是培养一位合格热工工程师的“思维训练手册”。

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