工程流體力學

前言
緒論

第1章 流體的主要物理性質
1.1 連續(xù)介質概論
1.2 流體的密度和相對密度
1.3 流體的黏性
1.3.1 黏性產生的原因
1.3.2 牛頓內摩擦定律
1.3.3 流體的黏度
1.3.4 理想流體
1.4 流體的膨脹性和壓縮性
1.4.1 體脹系數(shù)
1.4.2 壓縮系數(shù)和體積彈性系數(shù)
1.4.3 不可壓縮流體的概念
本章小結
思考與練習

第2章 流體靜力學
2.1 作用在流體上的力
2.1.1 質量力
2.1.2 表面力
2.1.3 流體靜壓強
2.2 流體平衡微分方程
2.2.1 流體平衡微分方程的導出
2.2.2 質量力的勢函數(shù)
2.2.3 等壓面
2.3 重力場中的平衡流體
2.3.1 不可壓縮流體的靜壓強基本公式
2.3.2 可壓縮流體的靜壓強分布公式
2.4 靜壓強的計算與測量
2.4.1 靜壓強的計算單位
2.4.2 靜壓強的計算標準
2.4.3 靜壓強的測量
2.5 平衡流體對壁面的作用力
2.5.1 作用在傾斜平面上的總壓力
2.5.2 作用在曲面上的總壓力
2.5.3 作用在沉沒物體上的總壓力
2.6 流體在非慣性坐標系中的相對平衡
2.6.1 等加速水平直線運動容器中液體的相對平衡
2.6.2 等角速度旋轉容器中液體的相對平衡
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思考與練習

第3章 流體動力學基礎
3.1 研究流體流動的方法
3.1.1 拉格朗日法
3.1.2 歐拉法
3.2 流動的分類
3.2.1 定常流動和非定常流動
3.2.2 一維流動、二維流動與三維流動
3.2.3 均勻流和非均勻流
3.2.4 緩變流和急變流
3.3 用歐拉法描述流體運動的基本概念
3.3.1 流線
3.3.2 流管、流束、有效斷面
3.3.3 流量
3.3.4 平均流速
3.4 系統(tǒng)與控制體
3.5 連續(xù)方程
3.6 實際流體的運動微分方程(納維一斯托克斯方程)
3.7 能量方程
3.8 伯努利方程及其應用
3.8.1 伯努利方程的幾何意義及物理意義
3.8.2 舉例說明伯努利方程在工程實際中的應用
3.9 沿流線主法線方向壓強和速度的變化
3.10 黏性流體總流的伯努利方程
3.11 動量方程與動量矩方程
3.11.1 慣性坐標系中的動量方程與動量矩方程
3.11.2 定常管流的動量方程
3.11.3 動量方程的應用
3.12 旋流、勢流及渦
3.12.1 流體質點的變形與旋轉運動
3.12.2 旋流、勢流及渦的概念
3.13 點渦速度場的規(guī)律及其應用
3.13.1 點渦速度場的概念和模型
3.13.2 無旋流動的能量方程
3.13.3 圓周運動的壓力與速度關系
3.13.4 點渦速度場的規(guī)律
3.13.5 渦核內外部流場靜壓頭及總水頭
3.13.6 旋風分離器壓強損失的分析
3.14 渦輪機械基本方程
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第4章 流體在圓管中的流動
4.1 雷諾實驗
4.1.1 層流和湍流
4.1.2 流動狀態(tài)的判定
4.1.3 沿程損失與速度的關系
4.1.4 水力直徑的概念
4.2 圓管中的層流流動
4.2.1 流速分布和流量
4.2.2 平均流速和最大流速
4.2.3 層流的動能和動量修正系數(shù)
4.2.4 層流的沿程損失
4.2.5 管路進口起始段
4.3 圓管中的湍流流動
4.3.1 時均流動與脈動
4.3.2 混合長度理論
4.3.3 湍流的速度分布
4.4 管路流動的沿程阻力
4.4.1 尼古拉茲實驗
4.4.2 莫迪圖
4.5 管路流動的局部阻力
4.5.1 局部損失產生的原因
4.5.2 管路突然擴大的局部阻力
4.5.3 幾種常用的局部阻力系數(shù)
4.5.4 局部阻力的相互干擾
4.6 管路計算
4.6.1 簡單管路
4.6.2 串聯(lián)管路
4.6.3 并聯(lián)管路
4.6.4 管路特性
4.7 水擊現(xiàn)象
4.7.1 水擊的物理過程
4.7.2 水擊壓強和水擊波的傳播速度
4.7.3 防止水擊危害的措施
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第5章 孔口出流
5.1 薄壁孔口出流
5.1.1 孔口出流的速度和流量計算
5.1.2 孔口出流系數(shù)
5.2 厚壁孔口出流
5.2.1 厚壁孔口出流的速度和流量
5.2.2 孔口出流系數(shù)
5.3 幾種孔口出流性能比較
5.4 機械中的氣穴現(xiàn)象
5.4.1 氣穴概念
5.4.2 節(jié)流氣穴
5.4.3 泵進口處的氣穴
5.5 相似原理
5.5.1 相似概念
5.5.2 相似準則
5.5.3 近似模型法
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第6章 縫隙流動
6.1 平行平面縫隙
6.1.1 速度分布規(guī)律與流量
6.1.2 切應力與摩擦力
6.1.3 功率損失與最佳縫隙
6.2 環(huán)形縫隙
6.2.1 同心環(huán)形縫隙
6.2.2 偏心環(huán)形縫隙
6.3 平行圓盤縫隙
6.3.1 放射流動
6.3.2 擠壓流動
6.4 傾斜平面間的縫隙流動
6.4.1 縫隙間的速度分布
6.4.2 壓強分布與流量
6.4.3 柱塞運動中的卡緊力
6.4.4 動壓支撐的支撐力
6.4.5 關于漸縮縫隙流問題
本章小結
思考與練習

第7章 可壓縮氣體的一元流動
7.1 聲速和馬赫數(shù)
7.1.1 聲速
7.1.2 馬赫數(shù)
7.2 可壓縮氣體一元流動的基本方程
7.2.1 可壓縮性氣體總流的連續(xù)性方程
7.2.2 可壓縮性氣體的能量方程
7.2.3 可壓縮性氣體的運動方程
7.3 一元氣體的基本特征
7.3.1 滯止狀態(tài)和滯止參數(shù)
7.3.2 最大速度狀態(tài)
7.3.3 臨界狀態(tài)和臨界參數(shù)
7.4 氣體在半截面管(噴管)中的流動
7.4.1 馬赫數(shù)和截面面積的關系
7.4.2 漸縮噴管和拉瓦爾噴管
本章小結
思考與練習
參考文獻