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工程流體力學(xué)

作者：向偉編著
出版社：西安電子科技大學(xué)出版社出版時(shí)間：2017-02-01
開(kāi)本： 32開(kāi) 頁(yè)數(shù)： 300
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工程流體力學(xué) 版權(quán)信息

工程流體力學(xué) 本書(shū)特色

本書(shū)是應(yīng)用型本科“十三五”教改規(guī)劃教材。 “工程流體力學(xué)”是高等學(xué)校工程基礎(chǔ)類(lèi)課程。本書(shū)參考了國(guó)外工程應(yīng)用型本科教材內(nèi)容， 并結(jié)合國(guó)內(nèi)應(yīng)用型本科教改要求而編寫(xiě)，內(nèi)容全面，側(cè)重基礎(chǔ)和工程的實(shí)際應(yīng)用。全書(shū)共九章，主要包括流體的性質(zhì)，流體靜力學(xué)，流體運(yùn)動(dòng)的基本方程，量綱分析與相似理論，黏性流體的管內(nèi)流動(dòng)，明渠流動(dòng)，黏性流體的繞流流動(dòng)，孔口管嘴和縫隙的水力計(jì)算，氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)等內(nèi)容，對(duì)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)及工程流體力學(xué)在工程上的應(yīng)用進(jìn)行了全面系統(tǒng)的介紹。本書(shū)可作為能源動(dòng)力工程、機(jī)械工程、城市建筑工程、環(huán)境工程、石油和化學(xué)工程、航空航天工程以及生物工程等專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)教材，也可作為從事與流體傳動(dòng)相關(guān)研究和應(yīng)用的工程技術(shù)人員、教師的參考書(shū)。

工程流體力學(xué) 內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書(shū)是應(yīng)用型本科“十三五”教改規(guī)劃教材。 “工程流體力學(xué)”是高等學(xué)校工程基礎(chǔ)類(lèi)課程。本書(shū)參考了國(guó)外工程應(yīng)用型本科教材內(nèi)容， 并結(jié)合國(guó)內(nèi)應(yīng)用型本科教改要求而編寫(xiě)，內(nèi)容全面，側(cè)重基礎(chǔ)和工程的實(shí)際應(yīng)用。 全書(shū)共九章，主要包括流體的性質(zhì)，流體靜力學(xué)，流體運(yùn)動(dòng)的基本方程，量綱分析與相似理論，黏性流體的管內(nèi)流動(dòng)，明渠流動(dòng)，黏性流體的繞流流動(dòng)，孔口管嘴和縫隙的水力計(jì)算，氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)等內(nèi)容，對(duì)工程流體力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)及工程流體力學(xué)在工程上的應(yīng)用進(jìn)行了全面系統(tǒng)的介紹。 本書(shū)可作為能源動(dòng)力工程、機(jī)械工程、城市建筑工程、環(huán)境工程、石油和化學(xué)工程、航空航天工程以及生物工程等專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)教材，也可作為從事與流體傳動(dòng)相關(guān)研究和應(yīng)用的工程技術(shù)人員、教師的參考書(shū)。

工程流體力學(xué) 目錄

第1章 流體的性質(zhì) 1
1.1 流體的基本概念 1
1.2 密度、 比容和飽和蒸汽壓力 2
1.3 流體的壓縮性 5
1.4 流體的黏性 6
1.5 液體的表面張力 11
1.6 作用在流體上的力 13
1.7 閱讀材料：工程流體力學(xué)學(xué)習(xí)導(dǎo)論 14
思考題 17
習(xí)題 17

第2章 流體靜力學(xué) 19
2.1 流體靜壓力及其特性 19
2.2 靜止流體平衡方程 21
2.2.1 流體平衡微分方程式的建立 21
2.2.2 等壓面 22
2.2.3 靜力學(xué)基本方程式 22
2.2.4 靜力學(xué)基本方程式的意義 24
2.3 流體靜力學(xué)基本公式及其應(yīng)用 24
2.3.1 流體靜力學(xué)基本公式 25
2.3.2 流體靜壓力的表示方法和計(jì)量單位 26
2.3.3 液柱式測(cè)壓計(jì) 27
2.4 其他質(zhì)量力作用下的流體平衡 29
2.4.1 等加速水平運(yùn)動(dòng)容器中流體的相對(duì)平衡 29
2.4.2 等角速旋轉(zhuǎn)容器中流體的相對(duì)平衡 30
2.4.3 工程應(yīng)用 33
2.5 平衡液體對(duì)壁面的作用力 35
2.5.1 作用在平面上液體的總壓力 35
2.5.2 作用在曲面上液體的總壓力 40
2.5.3 壓力體 42
2.6 浮力與浮體的穩(wěn)定性 45
2.6.1 浮力 46
2.6.2 浮體的穩(wěn)定性 48
思考題 50
習(xí)題 50

第3章 流體運(yùn)動(dòng)的基本方程 55
3.1 描述流體運(yùn)動(dòng)的基本概念 55
3.1.1 描述流體運(yùn)動(dòng)的方法 55
3.1.2 描述流場(chǎng)的基本概念 56
3.2 連續(xù)性方程 62
3.2.1 一元定常流動(dòng)的連續(xù)性方程 62
3.2.2 空間流動(dòng)的連續(xù)性方程 65
3.3 理想流體的運(yùn)動(dòng)微分方程 66
3.3.1 歐拉運(yùn)動(dòng)方程 66
3.3.2 理想流體的伯努利方程 69
3.3.3 伯努利方程的意義 70
3.4 總流的伯努利方程及其應(yīng)用 70
3.4.1 總流的伯努利方程 70
3.4.2 伯努利方程的應(yīng)用 74
3.4.3 水力坡度與水頭線 80
3.5 伯努利方程的擴(kuò)展 82
3.5.1 重力、離心力聯(lián)合場(chǎng)的伯努利方程 82
3.5.2 分流量或合流量的伯努利方程 84
3.5.3 過(guò)流斷面間有能量的輸入和輸出的伯努利方程 85
3.6 動(dòng)量和動(dòng)量矩方程 87
3.6.1 定常流動(dòng)量方程 88
3.6.2 動(dòng)量矩方程及應(yīng)用 93
3.7 流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)分析 95
3.7.1 流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)分解 95
3.7.2 流體微團(tuán)變形和旋轉(zhuǎn)的特征量 95
3.8 流體的有旋流動(dòng) 98
3.8.1 強(qiáng)制渦流 99
3.8.2 自由渦流 100
3.8.3 組合渦流 101
3.8.4 放射流和自由渦流的組合 102
3.9 黏性流體的運(yùn)動(dòng)微分方程 103
3.9.1 納維-斯托克斯方程的建立 103
3.9.2 在簡(jiǎn)單邊界條件下納維-斯托克斯方程的精確解 106
3.10 歐拉運(yùn)動(dòng)方程與平面勢(shì)流 109
3.10.1 空間歐拉運(yùn)動(dòng)方程 109
3.10.2 平面勢(shì)流模型 110
3.10.3 平面勢(shì)流的應(yīng)用 116
思考題 117
習(xí)題 117

第4章 量綱分析與相似理論 123
4.1 量綱分析 123
4.2 相似理論 127
4.3 模型實(shí)驗(yàn) 131
思考題 132
習(xí)題 132

第5章 黏性流體的管內(nèi)流動(dòng) 133
5.1 流體流動(dòng)的兩種流動(dòng)狀態(tài) 133
5.2 圓管中的層流流動(dòng) 136
5.3 圓管中的紊流流動(dòng) 139
5.3.1 紊流的產(chǎn)生和脈動(dòng)性 139
5.3.2 紊流附加應(yīng)力和混合長(zhǎng)度理論 140
5.3.3 圓管紊流的速度分布和紊流的結(jié)構(gòu) 143
5.3.4 紊流速度分布的對(duì)數(shù)定律 144
5.3.5 紊流速度分布的指數(shù)定律 146
5.4 管路紊流的沿程水頭損失 146
5.4.1 尼古拉茲實(shí)驗(yàn) 147
5.4.2 莫迪圖 149
5.4.3 非圓形截面管流動(dòng)沿程水頭損失 152
5.5 局部水頭損失 153
5.5.1 斷面積急速變化的水頭損失 153
5.5.2 斷面漸擴(kuò)管的水頭損失 155
5.5.3 彎管的水頭損失 157
5.5.4 閥門(mén)的水頭損失 159
5.5.5 分支管、合流管的水頭損失 161
5.6 管路的水力計(jì)算 163
5.6.1 管路工程計(jì)算簡(jiǎn)介 163
5.6.2 簡(jiǎn)單長(zhǎng)管的水力計(jì)算 165
5.6.3 復(fù)雜管路的水力計(jì)算 167
5.6.4 短管的水力計(jì)算 171
5.7 氣穴和汽蝕 174
5.8 有壓管中的水擊現(xiàn)象 176
5.9 管路的流體動(dòng)力 180
思考題 181
習(xí)題 182

第6章 明渠流動(dòng) 186
6.1 明渠 186
6.2 均勻流的平均速度公式 188
6.3 緩流、急流和臨界水深 191
6.4 水躍和水跌 193
6.4.1 水躍 193
6.4.2 水躍 196
6.5 堰流 197
思考題 199
習(xí)題 199

第7章 黏性流體的繞流流動(dòng) 201
7.1 繞流的阻力和升力 201
7.2 邊界層 203
7.2.1 邊界層分析 203
7.2.2 邊界層的分離和壓力阻力的產(chǎn)生 205
7.3 平板的摩擦阻力 207
7.3.1 層流邊界層的摩擦阻力計(jì)算 208
7.3.2 紊流邊界層的摩擦阻力計(jì)算 210
7.4 壓力阻力 213
7.5 翼型及葉柵 218
*7.6 翼型繞流中環(huán)量和升力的產(chǎn)生 222
7.7 射流 224
7.7.1 射流的分類(lèi)和形成 224
7.7.2 射流的特征和計(jì)算 225
7.7.3 溫差（濃差）射流 229
思考題 229
習(xí)題 229

第8章 孔口、管嘴和縫隙的水力計(jì)算 234
8.1 孔口出流 234
8.1.1 定常水頭下薄壁圓形小孔的穩(wěn)定自由出流 234
8.1.2 定常水頭下薄壁圓形小孔的穩(wěn)定淹沒(méi)出流 236
8.1.3 變水頭孔口出流 237
8.2 管嘴出流 238
8.2.1 圓柱形管嘴定常出流 238
8.2.2 其他形狀管嘴出流 239
8.3 縫隙流動(dòng) 241
8.3.1 平行平板間的縫隙流動(dòng) 241
8.3.2 圓環(huán)的縫隙流動(dòng) 244
8.3.3 平行圓盤(pán)端面縫隙流動(dòng) 245
思考題 247
習(xí)題 247

第9章 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 249
9.1 氣體的狀態(tài)參數(shù) 249
9.2 一元定？蓧嚎s流動(dòng)的基本方程 251
9.2.1 連續(xù)性方程 251
9.2.2 運(yùn)動(dòng)方程 251
9.2.3 能量方程 251
9.3 完全氣體的過(guò)程方程 255
9.4 聲速和馬赫數(shù) 262
9.4.1 聲速 262
9.4.2 馬赫數(shù) 263
9.4.3 弱擾動(dòng)在氣流中的傳播 264
9.5 一元定常等熵氣流參數(shù) 265
9.5.1 滯止?fàn)顟B(tài)參數(shù) 265
9.5.2 極限速度和滯止聲速 267
9.5.3 臨界狀態(tài)參數(shù) 267
9.6 氣流參數(shù)與通道面積的關(guān)系 268
9.6.1 截面積的變化對(duì)氣流參數(shù)的影響 268
9.6.2 收縮形噴管 270
9.6.3 縮擴(kuò)形噴管——拉伐爾噴管 273
9.7 激波簡(jiǎn)介 274
9.8 等截面摩擦管流 276
9.9 等截面換熱管流 279
思考題 283
習(xí)題 284

附錄A 壓力的測(cè)量 285
附錄B 流速和流量的測(cè)量 288
附錄C 工程流體力學(xué)常用量及單位換算表 293
習(xí)題答案 295
參考文獻(xiàn) 300
第1章 流體的性質(zhì) 1
1.1 流體的基本概念 1
1.2 密度、 比容和飽和蒸汽壓力 2
1.3 流體的壓縮性 5
1.4 流體的黏性 6
1.5 液體的表面張力 11
1.6 作用在流體上的力 13
1.7 閱讀材料：工程流體力學(xué)學(xué)習(xí)導(dǎo)論 14
思考題 17
習(xí)題 17

第2章 流體靜力學(xué) 19
2.1 流體靜壓力及其特性 19
2.2 靜止流體平衡方程 21
2.2.1 流體平衡微分方程式的建立 21
2.2.2 等壓面 22
2.2.3 靜力學(xué)基本方程式 22
2.2.4 靜力學(xué)基本方程式的意義 24
2.3 流體靜力學(xué)基本公式及其應(yīng)用 24
2.3.1 流體靜力學(xué)基本公式 25
2.3.2 流體靜壓力的表示方法和計(jì)量單位 26
2.3.3 液柱式測(cè)壓計(jì) 27
2.4 其他質(zhì)量力作用下的流體平衡 29
2.4.1 等加速水平運(yùn)動(dòng)容器中流體的相對(duì)平衡 29
2.4.2 等角速旋轉(zhuǎn)容器中流體的相對(duì)平衡 30
2.4.3 工程應(yīng)用 33
2.5 平衡液體對(duì)壁面的作用力 35
2.5.1 作用在平面上液體的總壓力 35
2.5.2 作用在曲面上液體的總壓力 40
2.5.3 壓力體 42
2.6 浮力與浮體的穩(wěn)定性 45
2.6.1 浮力 46
2.6.2 浮體的穩(wěn)定性 48
思考題 50
習(xí)題 50

第3章 流體運(yùn)動(dòng)的基本方程 55
3.1 描述流體運(yùn)動(dòng)的基本概念 55
3.1.1 描述流體運(yùn)動(dòng)的方法 55
3.1.2 描述流場(chǎng)的基本概念 56
3.2 連續(xù)性方程 62
3.2.1 一元定常流動(dòng)的連續(xù)性方程 62
3.2.2 空間流動(dòng)的連續(xù)性方程 65
3.3 理想流體的運(yùn)動(dòng)微分方程 66
3.3.1 歐拉運(yùn)動(dòng)方程 66
3.3.2 理想流體的伯努利方程 69
3.3.3 伯努利方程的意義 70
3.4 總流的伯努利方程及其應(yīng)用 70
3.4.1 總流的伯努利方程 70
3.4.2 伯努利方程的應(yīng)用 74
3.4.3 水力坡度與水頭線 80
3.5 伯努利方程的擴(kuò)展 82
3.5.1 重力、離心力聯(lián)合場(chǎng)的伯努利方程 82
3.5.2 分流量或合流量的伯努利方程 84
3.5.3 過(guò)流斷面間有能量的輸入和輸出的伯努利方程 85
3.6 動(dòng)量和動(dòng)量矩方程 87
3.6.1 定常流動(dòng)量方程 88
3.6.2 動(dòng)量矩方程及應(yīng)用 93
3.7 流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)分析 95
3.7.1 流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)分解 95
3.7.2 流體微團(tuán)變形和旋轉(zhuǎn)的特征量 95
3.8 流體的有旋流動(dòng) 98
3.8.1 強(qiáng)制渦流 99
3.8.2 自由渦流 100
3.8.3 組合渦流 101
3.8.4 放射流和自由渦流的組合 102
3.9 黏性流體的運(yùn)動(dòng)微分方程 103
3.9.1 納維-斯托克斯方程的建立 103
3.9.2 在簡(jiǎn)單邊界條件下納維-斯托克斯方程的精確解 106
3.10 歐拉運(yùn)動(dòng)方程與平面勢(shì)流 109
3.10.1 空間歐拉運(yùn)動(dòng)方程 109
3.10.2 平面勢(shì)流模型 110
3.10.3 平面勢(shì)流的應(yīng)用 116
思考題 117
習(xí)題 117

第4章 量綱分析與相似理論 123
4.1 量綱分析 123
4.2 相似理論 127
4.3 模型實(shí)驗(yàn) 131
思考題 132
習(xí)題 132

第5章 黏性流體的管內(nèi)流動(dòng) 133
5.1 流體流動(dòng)的兩種流動(dòng)狀態(tài) 133
5.2 圓管中的層流流動(dòng) 136
5.3 圓管中的紊流流動(dòng) 139
5.3.1 紊流的產(chǎn)生和脈動(dòng)性 139
5.3.2 紊流附加應(yīng)力和混合長(zhǎng)度理論 140
5.3.3 圓管紊流的速度分布和紊流的結(jié)構(gòu) 143
5.3.4 紊流速度分布的對(duì)數(shù)定律 144
5.3.5 紊流速度分布的指數(shù)定律 146
5.4 管路紊流的沿程水頭損失 146
5.4.1 尼古拉茲實(shí)驗(yàn) 147
5.4.2 莫迪圖 149
5.4.3 非圓形截面管流動(dòng)沿程水頭損失 152
5.5 局部水頭損失 153
5.5.1 斷面積急速變化的水頭損失 153
5.5.2 斷面漸擴(kuò)管的水頭損失 155
5.5.3 彎管的水頭損失 157
5.5.4 閥門(mén)的水頭損失 159
5.5.5 分支管、合流管的水頭損失 161
5.6 管路的水力計(jì)算 163
5.6.1 管路工程計(jì)算簡(jiǎn)介 163
5.6.2 簡(jiǎn)單長(zhǎng)管的水力計(jì)算 165
5.6.3 復(fù)雜管路的水力計(jì)算 167
5.6.4 短管的水力計(jì)算 171
5.7 氣穴和汽蝕 174
5.8 有壓管中的水擊現(xiàn)象 176
5.9 管路的流體動(dòng)力 180
思考題 181
習(xí)題 182

第6章 明渠流動(dòng) 186
6.1 明渠 186
6.2 均勻流的平均速度公式 188
6.3 緩流、急流和臨界水深 191
6.4 水躍和水跌 193
6.4.1 水躍 193
6.4.2 水躍 196
6.5 堰流 197
思考題 199
習(xí)題 199

第7章 黏性流體的繞流流動(dòng) 201
7.1 繞流的阻力和升力 201
7.2 邊界層 203
7.2.1 邊界層分析 203
7.2.2 邊界層的分離和壓力阻力的產(chǎn)生 205
7.3 平板的摩擦阻力 207
7.3.1 層流邊界層的摩擦阻力計(jì)算 208
7.3.2 紊流邊界層的摩擦阻力計(jì)算 210
7.4 壓力阻力 213
7.5 翼型及葉柵 218
*7.6 翼型繞流中環(huán)量和升力的產(chǎn)生 222
7.7 射流 224
7.7.1 射流的分類(lèi)和形成 224
7.7.2 射流的特征和計(jì)算 225
7.7.3 溫差（濃差）射流 229
思考題 229
習(xí)題 229

第8章 孔口、管嘴和縫隙的水力計(jì)算 234
8.1 孔口出流 234
8.1.1 定常水頭下薄壁圓形小孔的穩(wěn)定自由出流 234
8.1.2 定常水頭下薄壁圓形小孔的穩(wěn)定淹沒(méi)出流 236
8.1.3 變水頭孔口出流 237
8.2 管嘴出流 238
8.2.1 圓柱形管嘴定常出流 238
8.2.2 其他形狀管嘴出流 239
8.3 縫隙流動(dòng) 241
8.3.1 平行平板間的縫隙流動(dòng) 241
8.3.2 圓環(huán)的縫隙流動(dòng) 244
8.3.3 平行圓盤(pán)端面縫隙流動(dòng) 245
思考題 247
習(xí)題 247

第9章 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 249
9.1 氣體的狀態(tài)參數(shù) 249
9.2 一元定？蓧嚎s流動(dòng)的基本方程 251
9.2.1 連續(xù)性方程 251
9.2.2 運(yùn)動(dòng)方程 251
9.2.3 能量方程 251
9.3 完全氣體的過(guò)程方程 255
9.4 聲速和馬赫數(shù) 262
9.4.1 聲速 262
9.4.2 馬赫數(shù) 263
9.4.3 弱擾動(dòng)在氣流中的傳播 264
9.5 一元定常等熵氣流參數(shù) 265
9.5.1 滯止?fàn)顟B(tài)參數(shù) 265
9.5.2 極限速度和滯止聲速 267
9.5.3 臨界狀態(tài)參數(shù) 267
9.6 氣流參數(shù)與通道面積的關(guān)系 268
9.6.1 截面積的變化對(duì)氣流參數(shù)的影響 268
9.6.2 收縮形噴管 270
9.6.3 縮擴(kuò)形噴管——拉伐爾噴管 273
9.7 激波簡(jiǎn)介 274
9.8 等截面摩擦管流 276
9.9 等截面換熱管流 279
思考題 283
習(xí)題 284

附錄A 壓力的測(cè)量 285
附錄B 流速和流量的測(cè)量 288
附錄C 工程流體力學(xué)常用量及單位換算表 293
習(xí)題答案 295
參考文獻(xiàn) 300
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暫無(wú)評(píng)論……
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