《材料工程基础》是高等学校材料科学与工程一级学科专业课程体系中一门重要的学科基础课程，是探讨材料制造和加工过程中共性基本理论的课程，主要突出三种传递现象（动量、能量和质量传递现象）的基本规律和典型工程运用实例。本书共分为5章，分别为流体力学基础、热量传递原理、质量传递原理以及三传的典型运用——物料干燥、燃料与燃烧。本书强调理论知识与工程实践的有机结合，并试图将材料工程领域的新研究方法与科技成果充实到内容之中。
本书可作为高等院校材料科学与工程类专业本科生的专业基础教材和研究生的教学参考书，也可供有关材料工程领域的研究、设计和生产技术人员参考。
《材料工程基础》是高等学校材料科学与工程一级学科专业课程体系中一门重要的学科基础课程，是探讨材料制造和加工过程中共性基本理论的课程，主要突出三种传递现象（动量传递、能量传递和质量传递）的基本规律和典型工程运用。本书是煤炭高等教育“十三五”规划教材，本着重视基础、加强实践的原则，结合长期从事本课程教学和科研工作的经验编写而成。是根据教学改革要求，力求在内容和体系上有较大的改革和突破，适应高等教育材料科学与工程学科发展以及创新性人才培养目标而编写的材料科学与工程类的本科教材。
本书共分为5章：流体力学基础、热量传递原理、质量传递原理以及三传的典型运用——物料干燥原理、燃料与燃烧。本书强调理论知识与工程实践的有机结合，并试图将材料工程领域的最新研究方法与科技成果充实到内容之中。
本书由陈杰主编，锁要红副主编，廉晓庆、邓军平参编。第一章“流体力学基础”由锁要红编写；第二章“热量传递原理”和第三章“质量传递原理”由陈杰编写；第四章“干燥原理”由邓军平编写；第五章“燃烧原理”由廉晓庆编写，附录由陈杰编写，全书由陈杰统稿。在编写过程中，李阳在第二章中“导热问题的数值求解”部分做了大量数值模拟工作，张晴、刘永、车明超、高尚勇做了部分资料整理和文字录入工作，杜慧玲在编写及出版过程中也给予了很大的帮助。在编写过程中，还参考了相关的教材及专著，在此一并表示衷心感谢。
《材料工程基础》可作为高等院校材料科学与工程类专业本科生的专业基础教材和研究生的教学参考书，也可供有关工程领域的研究、设计和生产技术人员参考。
由于编者水平有限，加之时间仓促，书中不妥与疏漏之处在所难免，敬请广大读者不吝指正。
编者
2017年3月
第一章流体力学基础1
第一节流体的物理性质及力学模型1
一、流体的主要物理性质1
二、作用在流体上的力7
三、描述流体的力学模型7
第二节流体静力学8
一、流体静压强及其特征9
二、流体静压强的表示方法与度量单位12
三、流体静力学基本方程13
四、流体静力学基本方程的应用（压强及压差测量）15
五、流体对固体表面的作用力18
六、流体的相对平衡21
第三节流体动力学基础25
一、研究流体运动的两种方法25
二、流体流动基本概念27
三、连续性方程30
四、元流能量方程——元流伯努利方程32
五、总流能量方程——总流伯努利方程35
六、定常流动总流动量方程39
第四节窑炉系统内的气体流动42
一、气体流动基本原理42
二、两气体流动的伯努利方程43
三、气体的流出和流入43
第五节流动阻力和能量损失46
一、流体阻力与能量损失的类型47
二、流体流动形态及其判定47
三、圆管内流体层流运动沿程阻力损失50
四、圆管内流体湍流运动沿程阻力损失53
五、圆管流动沿程阻力系数的计算57
六、管道内流体局部阻力损失60
七、减小阻力损失的措施68
八、管路计算69
九、烟囱计算72
第六节流体流动相似原理及量纲分析75
一、力学相似性原理75
二、相似特征数77
三、模型律79
四、量纲分析80
第七节流体输送机械82
一、离心式泵与风机基础理论82
二、相似原理在离心泵与风机中的应用88
三、泵与风机的运行特性93
四、泵与风机的工况调节95
五、泵的气蚀现象及安装高度96
六、泵与风机的选型98
本章小结99
思考题99
习题100
参考文献104
第二章热量传递原理105
第一节导热107
一、导热的基本概念及基本定律107
二、导热微分方程及单值性条件110
三、内热源的稳态导热114
四、有内热源的稳态导热128
五、非稳态导热131
六、导热过程温度场求解方法133
第二节对流换热142
一、对流换热基本定律及分类142
二、对流换热过程的数学描述145
三、对流换热边界层及边界层换热微分方程组147
四、对流换热过程的特征数方程151
五、流体强制对流换热156
六、流体自然对流换热167
七、沸腾与凝结换热171
第三节辐射换热176
一、基本概念176
二、黑体辐射基本定律178
三、实际物体与灰体的辐射184
四、物体间的辐射换热186
五、辐射换热的强化与削弱199
六、气体辐射202
七、火焰辐射210
第四节综合传热212
一、复合传热212
二、器壁为平壁时的综合传热过程213
三、器壁为圆筒壁时的综合传热过程215
四、强化传热217
本章小结219
思考题220
习题221
参考文献225
第三章质量传递原理226
第一节传质的基本概念227
一、浓度的表示方法227
二、成分表示法227
三、扩散速度228
四、扩散通量228
第二节分子扩散传质229
一、菲克定律229
二、分子扩散系数231
三、传质微分方程及其单值性条件233
四、化学反应的一维稳态分子扩散238
五、有化学反应的一维稳态分子扩散241
六、固体中的分子扩散242
七、非稳态扩散244
第三节对流传质245
一、对流传质的微分方程组245
二、浓度边界层与边界层传质微分方程组246
三、对流传质准数方程247
本章小结249
思考题249
习题249
参考文献251
第四章干燥原理252
第一节干燥静力学253
一、湿空气的性质253
二、湿空气状态的变化过程260
三、物料中所含水分的性质262
第二节干燥动力学263
一、恒定干燥条件下的干燥速率263
二、间歇干燥过程的干燥时间计算267
三、连续干燥过程269
本章小结274
思考题274
习题275
参考文献276
第五章燃烧原理277
第一节燃料的种类及组成277
一、燃料的种类277
二、燃料的组成及换算279
第二节燃料的性质284
一、发热量284
二、其他热工性质285
第三节燃烧计算289
一、计算的目的与内容289
二、分析计算289
三、操作计算297
四、燃烧温度计算301
第四节燃烧理论与过程304
一、燃料的燃烧理论304
二、燃料的燃烧过程307
本章小结309
思考题309
习题310
参考文献312
附录313
附录1缓变流中动压强的分布规律313
附录2国际制、工程制单位换算表314
附录3常用材料的物理参数315
附录4烟气的物理参数317
附录5干空气的物理参数318
附录6在饱和线上水蒸气的物理参数319
附录7在饱和线上水的物理参数320
附录8某些材料在法线方向上的黑度321
附录9限大平板θm/θ0、θ/θm及θ/θ0的计算图322
附录10计算辐射系数和核算面积的公式和图323
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