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工程流體力學(xué)(黃衛(wèi)星)(第4版) 版權(quán)信息
- ISBN：9787122459046
- 條形碼：9787122459046 ; 978-7-122-45904-6
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
工程流體力學(xué)(黃衛(wèi)星)(第4版) 內(nèi)容簡介
本書在第3版基礎(chǔ)上總結(jié)教學(xué)和工程實踐修訂成稿，內(nèi)容涉及流體力學(xué)基本概念、基本原理、研究方法和工程應(yīng)用四個方面。全書共12章，包括：流體的力學(xué)特性、流體流動的基本概念、流體靜力學(xué)、流體流動的守恒原理、不可壓縮流體的一維層流流動、流體流動微分方程、不可壓縮理想流體的平面流動、流動相似與模型實驗、管內(nèi)不可壓縮流體的湍流流動、邊界層及繞流流動、可壓縮流動基礎(chǔ)與管內(nèi)流動、過程設(shè)備內(nèi)流體的停留時間分布。 本書內(nèi)容編排層次清晰，概念闡述直觀明確，理論應(yīng)用與過程裝備流動問題結(jié)合緊密；各章均有開篇導(dǎo)言，介紹該章的科學(xué)背景、內(nèi)容構(gòu)成及學(xué)習(xí)意義；書中例題習(xí)題及原理圖例豐富，可有效促進知識的理解與掌握；并以二維碼形式給出全書習(xí)題答案或解題提示，以及相關(guān)學(xué)習(xí)資料。 本書內(nèi)容定位于工程專業(yè)本科，但亦有擴展以滿足研究生教學(xué)基本需要，在作為過程裝備與控制工程專業(yè)核心課教材的同時，可供高；ぽp工、能源動力、環(huán)境安全及機械工程類專業(yè)作為教材或教學(xué)參考書使用，對以上專業(yè)的科研和工程技術(shù)人員亦有重要參考價值。
工程流體力學(xué)(黃衛(wèi)星)(第4版) 目錄
1 流體的力學(xué)特性001
1.1 流體的連續(xù)介質(zhì)模型001
1.1.1 流體質(zhì)點的概念001
1.1.2 流體連續(xù)介質(zhì)模型002
1.2 流體的力學(xué)特性002
1.2.1 流動性003
1.2.2 可壓縮性003
1.2.3 黏滯性004
1.2.4 液體表面張力特性007
1.3 牛頓流體和非牛頓流體011
1.3.1 牛頓流體與非牛頓流體011
1.3.2 非牛頓流體及其黏度特性011
習(xí)題012
2 流體流動的基本概念016
2.1 流場及流動分類016
2.1.1 流場的概念016
2.1.2 流動分類017
2.2 描述流體運動的兩種方法018
2.2.1 拉格朗日法018
2.2.2 歐拉法018
2.2.3 兩種方法的關(guān)系019
2.2.4 質(zhì)點導(dǎo)數(shù)019
2.3 跡線和流線022
2.3.1 跡線及跡線方程022
2.3.2 流線及流線方程022
2.3.3 流管與管流連續(xù)性方程024
2.4 流體的運動與變形025
2.4.1 微元流體線的變形速率025
2.4.2 微元流體團的變形速率026
2.5 流體的流動與阻力029
2.5.1 流體流動的推動力029
2.5.2 層流與湍流029
2.5.3 固壁邊界的影響及三種典型流動031
2.5.4 流動阻力與阻力系數(shù)033
習(xí)題035
3 流體靜力學(xué)038
3.1 作用在流體上的力038
3.1.1 質(zhì)量力038
3.1.2 表面力——應(yīng)力與壓力039
3.1.3 靜止流場中的表面力040
3.1.4 壓力的表示方法及單位040
3.2 流體靜力學(xué)基本方程041
3.2.1 流體靜力平衡方程041
3.2.2 靜止流場的壓力微分方程041
3.3 重力場液體靜力學(xué)問題043
3.3.1 重力場中靜止液體的壓力分布043
3.3.2 U形管測壓原理044
3.3.3 靜止液體中固體壁面的受力045
3.3.4 靜止液體中物體的浮力與浮力矩051
3.4 非慣性坐標(biāo)系液體靜力學(xué)052
3.4.1 重力場非慣性坐標(biāo)系液體靜力學(xué)方程052
3.4.2 直線勻加速系統(tǒng)中液體的壓力分布053
3.4.3 勻速旋轉(zhuǎn)容器中液體的壓力分布054
3.4.4 高速回轉(zhuǎn)圓筒內(nèi)液體的壓力分布057
習(xí)題058
4 流體流動的守恒原理063
4.1 概述063
4.1.1 系統(tǒng)與控制體063
4.1.2 守恒定律與輸運公式064
4.2 質(zhì)量守恒方程065
4.2.1 控制面上的質(zhì)量流量065
4.2.2 控制體質(zhì)量守恒方程066
4.2.3 多組分系統(tǒng)的質(zhì)量守恒方程069
4.3 動量守恒方程070
4.3.1 控制體動量守恒積分方程070
4.3.2 以平均速度表示的動量方程071
4.4 動量矩守恒方程074
4.4.1 控制體動量矩守恒積分方程074
4.4.2 穩(wěn)態(tài)平面系統(tǒng)的動量矩方程074
4.5 能量守恒方程077
4.5.1 運動流體的能量078
4.5.2 控制體能量守恒積分方程080
4.5.3 過程設(shè)備流動系統(tǒng)的能量方程081
4.5.4 機械能守恒方程——伯努利方程085
4.6 守恒方程綜合應(yīng)用分析089
4.6.1 小孔流動問題089
4.6.2 虹吸管流動及離心泵汽蝕問題091
4.6.3 駐點壓力與皮托管測速093
4.6.4 管道局部阻力問題095
習(xí)題098
5 不可壓縮流體的一維層流流動109
5.1 流動微分方程的建立及定解條件109
5.1.1 建立流動微分方程的基本步驟109
5.1.2 流動微分方程的定解條件110
5.2 不可壓縮一維穩(wěn)態(tài)層流及其特點111
5.2.1 不可壓縮一維穩(wěn)態(tài)層流111
5.2.2 質(zhì)量與動量守恒的特點111
5.2.3 微元體表面力的特點112
5.3 狹縫流動分析112
5.3.1 平壁層流的微分方程113
5.3.2 狹縫流動問題分析114
5.4 管內(nèi)流動分析118
5.4.1 管狀層流的微分方程118
5.4.2 圓管及圓形套管內(nèi)的層流流動120
5.5 降膜流動分析123
5.5.1 傾斜平壁上充分發(fā)展的降膜流動123
5.5.2 豎直圓管外壁的降膜流動125
5.5.3 變厚度降膜流動問題分析126
習(xí)題128
6 流體流動微分方程133
6.1 連續(xù)性方程134
6.1.1 直角坐標(biāo)系中的連續(xù)性方程134
6.1.2 柱坐標(biāo)和球坐標(biāo)系中的連續(xù)性方程135
6.2 應(yīng)力形式的運動方程135
6.2.1 作用于微元體上的力136
6.2.2 動量流量及動量變化率137
6.2.3 以應(yīng)力表示的運動方程138
6.3 牛頓流體的本構(gòu)方程139
6.3.1 基本假設(shè)139
6.3.2 牛頓流體本構(gòu)方程139
6.3.3 本構(gòu)方程的討論 139
6.4 流體運動微分方程——N-S方程141
6.4.1 直角坐標(biāo)系中的N-S方程141
6.4.2 柱坐標(biāo)和球坐標(biāo)系中的N-S方程142
6.5 N-S方程應(yīng)用概述及舉例144
6.5.1 N-S方程應(yīng)用概述144
6.5.2 N-S方程應(yīng)用舉例145
習(xí)題151
7 不可壓縮理想流體的平面流動156
7.1 流體平面運動的速度分解156
7.2 有旋流動與無旋流動157
7.2.1 速度環(huán)量與線流量157
7.2.2 有旋流動及其運動學(xué)特性158
7.2.3 無旋流動（勢流）及其運動學(xué)特性160
7.3 不可壓縮平面流動的流函數(shù)162
7.3.1 流函數(shù)的定義及全微分方程162
7.3.2 流函數(shù)的性質(zhì)——流線及流線間的流量162
7.4 不可壓縮平面勢流及基本方程164
7.4.1 柯西-黎曼方程及流網(wǎng)164
7.4.2 拉普拉斯方程及疊加原理165
7.4.3 定常不可壓縮勢流的伯努利方程166
7.5 不可壓縮平面勢流典型問題分析166
7.5.1 平行直線等速流動167
7.5.2 點源與點匯流動167
7.5.3 點渦流動168
7.5.4 角形區(qū)域內(nèi)的流動169
7.5.5 幾種典型的復(fù)合流動170
7.5.6 理想流體繞固定圓柱體的流動173
7.5.7 理想流體繞轉(zhuǎn)動圓柱體的流動175
思考題177
習(xí)題178
8 流動相似與模型實驗181
8.1 流動相似及相似準(zhǔn)則 181
8.1.1 幾何相似181
8.1.2 運動相似及時間準(zhǔn)則182
8.1.3 動力相似及動力相似準(zhǔn)則182
8.1.4 典型相似數(shù)及其意義183
8.1.5 相似數(shù)在模型實驗中的應(yīng)用185
8.2 相似準(zhǔn)則的分析方法188
8.2.1 微分方程法188
8.2.2 因次分析法190
8.2.3 用因次分析指導(dǎo)模型實驗的意義192
8.3 模型實驗設(shè)計及應(yīng)用舉例193
8.3.1 模型實驗設(shè)計的基本要點193
8.3.2 模型實驗設(shè)計應(yīng)用舉例194
8.3.3 實驗數(shù)據(jù)的整理及應(yīng)用說明201
思考題201
習(xí)題202
9 管內(nèi)不可壓縮流體的湍流流動206
9.1 圓管流動概述 206
9.1.1 層流與湍流——雷諾實驗206
9.1.2 圓管進口區(qū)的流動207
9.1.3 圓管充分發(fā)展區(qū)的流動 208
9.2 湍流的基本特性及雷諾方程209
9.2.1 湍流的基本特性209
9.2.2 雷諾方程210
9.2.3 湍流理論簡介211
9.3 湍流的半經(jīng)驗理論212
9.3.1 普朗特混合長度理論212
9.3.2 通用速度分布——壁面律213
9.4 圓管充分發(fā)展區(qū)的湍流速度分布215
9.4.1 光滑管內(nèi)的湍流速度分布215
9.4.2 粗糙管內(nèi)的湍流速度分布216
9.5 圓管的阻力損失與阻力系數(shù)217
9.5.1 阻力損失與阻力系數(shù)定義217
9.5.2 光滑圓管的摩擦阻力系數(shù)217
9.5.3 粗糙圓管的摩擦阻力系數(shù)218
9.5.4 局部阻力系數(shù)221
9.6 非圓形管及彎曲管內(nèi)的流動224
9.6.1 非圓形管內(nèi)的流動與阻力損失224
9.6.2 彎曲管道內(nèi)的流動及阻力損失 225
9.7 管流問題的基本類型與解析要領(lǐng)227
思考題229
習(xí)題229
10 邊界層及繞流流動234
10.1 邊界層的基本概念234
10.1.1 邊界層及邊界層理論234
10.1.2 邊界層的厚度與流態(tài)235
10.1.3 平壁繞流的摩擦阻力與阻力系數(shù)236
10.2 平壁邊界層流動237
10.2.1 普朗特邊界層方程237
10.2.2 平壁層流邊界層的布拉修斯解238
10.2.3 馮·卡門邊界層動量積分方程241
10.2.4 平壁層流邊界層的近似解242
10.2.5 平壁湍流邊界層的近似解244
10.2.6 平壁湍流邊界層的速度分布246
10.3 邊界層分離及繞流總阻力247
10.3.1 邊界層分離現(xiàn)象247
10.3.2 彎曲壁面的繞流總阻力248
10.4 繞圓柱體的流動分析250
10.4.1 繞圓柱體的流動250
10.4.2 圓柱繞流總阻力251
10.5 繞球體的流動分析252
10.5.1 繞球體的流動252
10.5.2 球體繞流總阻力253
10.5.3 球形顆粒的沉降速度254
思考題255
習(xí)題256
11 可壓縮流動基礎(chǔ)與管內(nèi)流動259
11.1 可壓縮流動的基本假設(shè)與方程259
11.1.1 基本假設(shè)與熱力學(xué)過程259
11.1.2 熱力學(xué)基本方程260
11.1.3 質(zhì)量守恒及能量守恒方程260
11.2 聲波傳播速度及馬赫數(shù)261
11.2.1 小擾動壓力波（聲波）的傳播速度261
11.2.2 聲速與馬赫數(shù)263
11.3 滯止?fàn)顟B(tài)及滯止參數(shù)264
11.3.1 滯止?fàn)顟B(tài)264
11.3.2 滯止焓與滯止溫度264
11.3.3 滯止壓力與滯止密度265
11.4 激波的形成及正激波參數(shù)計算265
11.4.1 激波的形成及基本行為265
11.4.2 正激波前后參數(shù)的變化266
11.5 變截面管內(nèi)可壓縮流體的等熵流動268
11.5.1 速度與管道截面變化的關(guān)系268
11.5.2 臨界狀態(tài)及臨界參數(shù)270
11.5.3 拉伐爾噴管271
11.5.4 漸縮管內(nèi)的等熵流動275
11.5.5 噴管及擴壓管設(shè)計要點276
11.6 等截面管道內(nèi)可壓縮流體的摩擦流動277
11.6.1 有摩擦的絕熱流動277
11.6.2 有摩擦的等溫流動282
11.7 可壓縮流體的速度與流量測試284
11.7.1 亞聲速氣流中的皮托管284
11.7.2 超聲速氣流中的皮托管285
11.7.3 可壓縮流動流量測量285
思考題286
習(xí)題286
12 過程設(shè)備內(nèi)流體的停留時間分布292
12.1 停留時間的基本概念與關(guān)系292
12.1.1 停留時間與返混292
12.1.2 流體停留時間與進口時間的關(guān)系293
12.2 停留時間分布的相關(guān)函數(shù)294
12.2.1 停留時間分布函數(shù)F(t)與密度函數(shù)E(t)294
12.2.2 特定輸入/輸出時間的流體量計算295
12.2.3 內(nèi)部年齡密度函數(shù)I(t)297
12.2.4 無因次時間與無因次函數(shù) 297
12.3 停留時間分布的測試及其數(shù)字特征298
12.3.1 脈沖響應(yīng)法298
12.3.2 階躍響應(yīng)法 299
12.3.3 停留時間分布的數(shù)字特征 299
12.4 幾種典型的停留時間分布模型300
12.4.1 平推流模型300
12.4.2 全混流模型301
12.4.3 多釜串聯(lián)模型302
12.4.4 軸向擴散流模型303
12.5 停留時間分布曲線的應(yīng)用305
12.5.1 根據(jù)E(t)曲線定性推斷流動情況305
12.5.2 確定流動模式及其模型參數(shù)305
12.5.3 確定設(shè)備結(jié)構(gòu)對流動模式的影響307
習(xí)題307
附錄313
附錄A 矢量與場論的基本定義和公式313
附錄B 常見物理量的量綱、單位換算及常見特征數(shù)316
附錄C 常見流體的物性參數(shù)318
參考文獻321
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