《材料工程基礎》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、熱量傳遞原理、質量傳遞原理以及三傳的典型運用——物料干燥、燃料與燃燒。本書強調理論知識與工程實踐的有機結合，并試圖將材料工程領域的新研究方法與科技成果充實到內容之中。
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)基礎教材和研究生的教學參考書，也可供有關材料工程領域的研究、設計和生產技術人員參考。
《材料工程基礎》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、加強實踐的原則，結合長期從事本課程教學和科研工作的經驗編寫而成。是根據教學改革要求，力求在內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、熱量傳遞原理、質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。本書強調理論知識與工程實踐的有機結合，并試圖將材料工程領域的最新研究方法與科技成果充實到內容之中。
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”由鎖要紅編寫；第二章“熱量傳遞原理”和第三章“質量傳遞原理”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“導熱問題的數值求解”部分做了大量數值模擬工作，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，還參考了相關的教材及專著，在此一并表示衷心感謝。
《材料工程基礎》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)基礎教材和研究生的教學參考書，也可供有關工程領域的研究、設計和生產技術人員參考。
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1
第一節(jié)流體的物理性質及力學模型1
一、流體的主要物理性質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、圓管內流體層流運動沿程阻力損失50
四、圓管內流體湍流運動沿程阻力損失53
五、圓管流動沿程阻力系數的計算57
六、管道內流體局部阻力損失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、內熱源的穩(wěn)態(tài)導熱114
四、有內熱源的穩(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219
思考題220
習題221
參考文獻225
第三章質量傳遞原理226
第一節(jié)傳質的基本概念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229
一、菲克定律229
二、分子擴散系數231
三、傳質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245
一、對流傳質的微分方程組245
二、濃度邊界層與邊界層傳質微分方程組246
三、對流傳質準數方程247
本章小結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284
一、發(fā)熱量284
二、其他熱工性質285
第三節(jié)燃燒計算289
一、計算的目的與內容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315
附錄4煙氣的物理參數317
附錄5干空氣的物理參數318
附錄6在飽和線上水蒸氣的物理參數319
附錄7在飽和線上水的物理參數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計算輻射系數和核算面積的公式和圖323
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