《多孔介质传热传质理论与应用》体系完整、内容全面，可供能源、动力、化工、材料、物理、电子、农业等领域的科技究人员参考，也可作为大专院校有关专业研究生的教学用书。多孔介质中质量、动量及能量的传递现象遍及于自然现象和工农业生产的许多领域，有着广泛的应用背景。《多孔介质传热传质理论与应用》内容包括饱和、非饱和多孔介质的理论分析和数学模型，裸露土壤及含植物土壤中热量与物质的迁移，土壤盐渍化的机理、预报和实验，多孔介质分形的研究进展，以及多孔介质理论在建筑节能、太阳温室、多孔填料、航天器热控制、CO2吸附、对 流干燥、生物传热、太阳能热气流发电等领域的应用。

　　土壤中薄膜水达到一定值后，若含水量进一步增加，则增加的水分便由毛细力吸附在土壤细小空隙中，形成毛细水，这些水分通过薄膜水相连通，呈现为弥散状态，此时的孔隙气体为连续状态。当水分含量继续增加时，水珠将相互接触，使得液态水与气体均处于连续状态，这时，可能出现在重力作用下可移动的水分，即重力水。
　　图3.1为土壤水分垂直分布简图。从以上分析可知：土壤中的薄膜水、毛管水、重力水具有迁移性的特征，这些水分的运动不仅仅由毛管力维持，而且受到多种力的驱动，如固体颗粒对液体的达西阻力，气体与液体之间的相互作用，液膜运动的惯性力及液体重力等。
　　3.1.1.2蒸汽扩散机制
　　土壤中蒸汽的扩散与土壤内部结构有非常密切的关系。扩散机理视土壤内部毛细孔道的形状、大小及气体的密度而异。当密度较大的气体通过孔道时，碰撞主要发生在气体的分子之间，而分子与孔道壁面碰撞的机会较少，此类扩散的规律仍遵循菲克定律，成为菲克型分子扩散。当毛细孔道的直径很小，密度较小的气体通过孔道时，碰撞主要发生在气体分子与孔道壁面之间，而分子之间的碰撞退居次要地位，其沿空隙的扩散阻力主要产生于分子对孔壁的碰撞，而不像一般扩散那样，是由于分子之间的碰撞，此类扩散不遵循菲克定律，称为克努森扩散。当毛细孔道直径与气体分子的平均自由程相当时，分子之间的碰撞以及分子与孔道壁面之间的碰撞同等重要，亦即既有菲克扩散，也有克努森扩散，这类扩散称为过渡区扩散。
　　土壤结构决定了蒸汽的扩散形式，通常有菲克扩散、克努森扩散，或二者兼有。由于一般所研究的土壤的毛细通道较大，因此，菲克扩散占主要地位。
　　蒸汽的运动除了要考虑其扩散运动外，还应考虑蒸汽跟随着不凝性气体（即空气）的整体运动，即蒸汽运动具有绝对速度和相对速度。

前言
主要符号
第一章 引论
§1.1 概述
1.1.1 多孔介质传输现象的研究概况
1.1.2 多孔介质的定义
1.1.2.1 定义
1.1.2.2 异质及各向异性
1.1.2.3 饱和多孔介质与非饱和多孔介质
1.1.3 多孔介质热质传输过程研究方法
1.1.3.1 基本研究方法
1.1.3.2 表征体元
§1.2 多孔介质的基本参数
1.2.1 结构参数
1.2.1.1 孔隙率
1.2.1.2 比面
1.2.1.3 迂曲度
1.2.1.4 固体颗粒尺寸
1.2.1.5 空隙尺寸
1.2.2 基本特性参数
1.2.2.1 渗透率
1.2.2.2 水力传导系数
1.2.2.3 饱和度
1.2.2.4 毛细压力
1.2.3 基本参数的测量
1.2.3.1 孔隙率的测量
1.2.3.2 比面的测量
1.2.3.3 渗透率的测量
1.2.4 孔隙率、渗透率和比面的典型值
§1.3 多孔介质传热传质过程的表述
1.3.1 多孔介质中的传热过程
1.3.2 多孔介质中的传质过程
§1.4 理论建模及求解
1.4.1 理论建模的基本过程
1.4.2 唯象定律
1.4.2.1 基本定律
1.4.2.2 唯象律的适用性
1.4.2.3 多孔介质各种传递过程的耦合
1.4.3 体积平均方法
1.4.4 初始条件与边界条件
1.4.5 数学模型的简化
1.4.5.1 确定无因次量
1.4.5.2 方程无因次化
1.4.5.3 求解方法
参考文献

第二章 多孔介质传热与流动的理论基础
§2.1 饱和多孔介质传热与流动的控制方程
2.1.1 连续方程
2.1.2 运动方程
2.1.2.1 达西定律
2.1.2.2 滑动流动
2.1.2.3 达西定律的修正
2.1.3 能量方程
2.1.3.1 简单流动
2.1.3.2 较复杂流动的扩展
§2.2 非饱和多孔介质传热与流动的控制方程
2.2.1 非饱和多孔介质输运模型的发展过程
2.2.1.1 梯度驱动模型
2.2.1.2 连续介质模型
2.2.1.3 混合模型
2.2.2 非饱和多孔介质输运机制
2.2.2.1 质量传输机制
2.2.2.2 热量传输机制
2.2.3 非饱和多孔介质传热与流动的数学模型
2.2.3.1 连续性方程
2.2.3.2 动量方程
2.2.3.3 能量方程
2.2.4 非饱和多孔介质的物性参数
2.2.4.1 平均比热容
2.2.4.2 有效渗透率
2.2.4.3 水力传导系数和气体传导系数
2.2.4.4 有效导热系数
2.2.4.5 有效热弥散系数
2.2.4.6 温度对物性的影响
2.2.5 小结
参考文献

第三章 土壤内的热量、湿分和溶质传输过程
§3.1 土壤水热传输机制
3.1.1 土壤内水气运动机制
3.1.1.1 水分运动机制
3.1.1.2 蒸汽扩散机制
3.1.1.3 土壤内气相运动机制
3.1.2 土壤内热迁移机制
3.1.3 土壤内热、湿迁移的理论模型
§3.2 土壤内热、湿传递过程的数值计算
3.2.1 物理模型
3.2.2 边界条件
3.2.3 计算结果与分析
3.2.3.1 夏天和冬天土壤温度响应的比较
3.2.3.2 环境因素对土壤内热湿迁移的动态影响
3.2.3.3 小结
§3.3 湿分分层土壤内的热湿传递过程
3.3.1 数学模型
3.3.2 计算结果与分析
3.3.2.1 湿分分层时土壤床热湿传输的非稳态数值模拟
3.3.2.2 湿分分层时土壤床热湿传输的非稳态数值模拟
3.3.2.3 土壤床内部水分含量和温度的动态变化
3.3.2.4 环境因素对土壤热、湿迁移的动态影响
3.3.3 自然条件下土壤热湿迁移及水分蒸发的分层实验
3.3.3.1 实验过程
3.3.3.2 实验结果与分析
3.3.3.3 小结
§3.4 温度效应对土壤热、湿运动的影响
3.4.1 温度效应对土壤湿分及其物性的影响
3.4.2 考虑温度效应的土壤热、湿耦合运移的改进模型
3.4.3 温度效应影响的计算比较
3.4.4 小结
§3.5 土壤次生盐渍化的机理研究
3.5.1 土壤中热量、水分和溶质的耦合运移模型
3.5.1.1 土壤中盐分运移的机理
3.5.1.2 土壤水、热和溶质耦合运移模型
3.5.2 土壤次生盐渍化水盐运动规律的实验研究和数值分析
3.5.2.1 地下水埋深和矿化度与土壤积盐的关系
3.5.2.2 土壤次生盐渍化之水盐运动规律的实验研究
3.5.2.3 土壤次生盐渍化过程中水分和盐分运移的数值模拟
3.5.2.4 小结
3.5.3 热效应对土壤中盐分输运的影响
3.5.3.1 热效应对土壤盐分物性的影响
3.5.3.2 考虑温度效应的土壤热量、湿分和盐分耦合运移模型
3.5.3.3 土壤盐分运移温度效应的数值分析
3.5.3.4 小结
3.5.4 地下水水位及矿化度对土壤盐分运移的影响
3.5.4.1 数值模拟
3.5.4.2 实验模拟
3.5.4.3 小结
参考文献

第四章 植物覆盖土壤中的热物理现象
§4.1 REPS系统中的传输问题
4.1.1 土温对植物生长发育的影响
4.1.2 土壤水分迁移模型
4.1.3 土壤空气状况
4.1.4 小结
§4.2 植物土壤内传热传质过程
4.2.1 根系吸水模型
4.2.2 作物冠层对土壤表面热通量
4.2.3 植物覆盖土壤的热湿耦合迁移模型及数值模拟
4.2.3.1 基本假设
4.2.3.2 数学模型
4.2.3.3 数值计算结果及分析
4.2.4 小结
§4.3 作物生长土壤中热量、湿分和氧气的耦合迁移
4.3.1 土壤空气的迁移转化
4.3.1.1 土壤空气的浊化过程
4.3.1.2 土壤空气的更新过程
4.3.2 氧气输运方程
4.3.3 作物生长土壤中热量、湿分和氧气的耦合迁移模型
4.3.4 土壤氧气浓度场的数值模拟
……

第五章 多孔介质在建筑物节能及温室中的应用
第六章 封闭空腔中多孔介质的流动与传热特性
第七章 多孔介质理论在航天器热控制技术中的应用
第八章 分形理论在多孔介质研究中的应用
第九章 多孔介质理论的其他应用