目錄
前言
緒論
第1章流體的主要物理性質(zhì) 3
1.1連續(xù)介質(zhì)概論 3
1.2流體的密度和相對密度 4
1.3流體的黏性 5
1.3.1黏性產(chǎn)生的原因 5
1.3.2牛頓內(nèi)摩擦定律 5
1.3.3流體的黏度 6
1.3.4理想流體 8
1.4流體的膨脹性和壓縮性 10
1.4.1體脹系數(shù) 10
1.4.2壓縮系數(shù)和體積彈性系數(shù) 10
1.4.3不可壓縮流體的概念 11
本章小結(jié) 12
思考與練習(xí) 12
第2章流體靜力學(xué) 15
2.1作用在流體上的力 15
2.1.1質(zhì)量力 15
2.1.2表面力 16
2.1.3流體靜壓強 16
2.2流體平衡微分方程 17
2.2.1流體平衡微分方程的導(dǎo)出 17
2.2.2質(zhì)量力的勢函數(shù) 1 8
2.2.3等壓面 19
2.3重力場中的平衡流體 20
2.3.1不可壓縮流體的靜壓強基本公式 20
2.3.2可壓縮流體的靜壓強分布公式 22
2.4靜壓強的計算與測量 23
2.4.1靜壓強的計算單位 23
2.4.2靜壓強的計算標(biāo)準(zhǔn) 24
2.4.3靜壓強的測量 24
2.5平衡流體對壁面的作用力 27
2.5.1作用在傾斜平面上的總壓力 28
2.5.2作用在曲面上的總壓力 3 1
2.5.3作用在沉沒物體上的總壓力 35
2.6流體在非慣性坐標(biāo)系中的相對平衡 35
2.6.1等加速水平直線運動容器中液體的相對平衡 36
2.6.2等角速度旋轉(zhuǎn)容器中液體的相對平衡 36
本章小結(jié) 38
思考與練習(xí) 39
第3章流體動力學(xué)基礎(chǔ) 45
3.1研究流體流動的方法 45
3.1.1拉格朗日法 45
3.1.2歐拉法 46
3.2流動的分類 47
3.2.1定常流動和非定常流動 47
3.2.2—維流動、二維流動和三維流動 48
3.2.3均勻流和非均勻流 48
3.2.4緩變流和急變流 49
3.3用歐拉法描述流體運動的基本概念 49
3.3.1流線 49
3.3.2流管、流束、有效斷面 50
3.3.3流量 51
3.3.4平均流速 51
3.4 系統(tǒng)與控制體 51
3.5連續(xù)方程 53
3.6實際流體的運動微分方程（納維-斯托克斯方程） 54
3.7能量方程 58
3.8伯努利方程及其應(yīng)用 60
3.8.1伯努利方程的幾何意義及物理意義 60
3.8.2伯努利方程在工程實際中的應(yīng)用 61
3.9沿流線主法線方向壓強和速度的變化 63
3.10 黏性流體總流的伯努利方程 64
3.11動量方程與動量矩方程 66
3.11.1慣性坐標(biāo)系中的動量方程與動量矩方程 66
3.11.2定常管流的動量方程 66
3.11.3動量方程的應(yīng)用 67
3.12旋流、勢流及渦 74
3.12.1流體質(zhì)點的變形與旋轉(zhuǎn)運動 74
3.12.2旋流、勢流及渦的概念 76
3.13點渦速度場的規(guī)律及其應(yīng)用 77
3.13.1點渦速度場的概念和模型 77
3.13.2無旋流動的能量方程 78
3.13.3圓周運動的壓強與速度的關(guān)系 79
3.13.4點渦速度場的規(guī)律 80
3.13.5渦核內(nèi)外部流場靜壓頭及總水頭 80
3.13.6旋風(fēng)分離器壓強損失的分析 82
3.14渦輪機械基本方程 83
本章小結(jié) 85
思考與練習(xí) 85
第4章流體在圓管中的流動 91
4.1雷諾實驗 91
4.1.1M流織流 92
4.1.2流動狀態(tài)的判定 92
4.1.3沿程損失與速度的關(guān)系 93
4.1.4水力直徑的概念 94
4.2圓管中的層流流動 95
4.2.1流速分布和流量 95
4.2.2平均流速和最大流速 97
4.2.3層流的動能和動量修正系數(shù) 97
4.2.4層流的沿程損失 97
4.2.5管路進口起始段 99
4.3圓管中的湍流流動 99
4.3.1時均流動與脈動 101
4.3.2混合長度理論 102
4.3.3湍流的速度分布 105
4.4管路流動的沿程阻力 107
4.4.1尼古拉茲實驗 108
4.4.2莫迪圖 111
4.5管路流動的局部阻力 115
4.5.1局部損失產(chǎn)生的原因 115
4.5.2管路突然擴大的局部阻力 116
4.5.3幾種常用的局部阻力系數(shù) 116
4.5.4局部損失一般表達式 120
4.5.5局部阻力的相互干擾 120
4.6管路計算 121
4.6.1簡單管路 122
4.6.2串聯(lián)管路 123
4.6.3并聯(lián)管路 124
4.6.4管路特性 126
4.7 水擊現(xiàn)象 128
4.7.1水擊的物理過程 128
4.7.2水擊壓強和水擊波的傳播速度 130
4.7.3防止水擊危害的措施 132
本章小結(jié) 132
思考與練習(xí) 133
第5章孔口出流與相似原理 141
5.1孔口出流概述 141
5.1.1薄壁孔口和厚壁孔口 141
5.1.2自由出流和淹沒出流 142
5.1.3完善收縮和不完善收縮 142
5.1.4恒定出流和非恒定出流 143
5.2薄壁孔口恒定出流 143
5.2.1薄壁孔口出流的速度和流量計算 143
5.2.2孔口出流系數(shù) 145
5.3厚壁孔口恒定出流 145
5.3.1厚壁孔口出流的速度和流量 146
5.3.2孔口出流系數(shù) 146
5.3.3不同孔口出流系數(shù) 148
5.4機械中的氣穴現(xiàn)象 150
5.4.1氣穴與氣蝕 150
5.4.2節(jié)流氣穴 151
5.4.3泵進口處的氣穴 152
5.5相似原理 152
5.5.1流體的力學(xué)相似 153
5.5.2動力相似準(zhǔn)則 154
5.5.3近似模型法 157
本章小結(jié) 161
思考與練習(xí) 161
第6章縫隙流動 165
6.1平行平面縫隙 165
6.1.1速度分布規(guī)律與流量 165
6.1.2切應(yīng)力與摩擦力 166
6.1.3功率損失與最佳縫隙 167
6.2環(huán)形縫隙 167
6.2.1同心環(huán)形縫隙 167
6.2.2偏心環(huán)形縫隙 168
6.3平行圓盤縫隙 169
6.3.1放射流動 169
6.3.2擠壓流動 170
6.4傾斜平面間的縫隙流動 171
6.4.1縫隙間的速度分布 171
6.4.2壓強分布與流量 172
6.4.3柱塞運動中的卡緊力 173
6.4.4動壓支撐的支撐力 174
本章小結(jié) 176
思考與練習(xí) 176
第7章可壓縮氣體的一元流動 180
7.1聲速和馬赫數(shù) 180
7.1.1聲速 180
7.1.2馬赫數(shù) 182
7.2可壓縮氣體一元流動的基本方程 184
7.2.1可壓縮性氣體總流的連續(xù)性方程 184
7.2.2可壓縮性氣體的能量方程 185
7.2.3可壓縮性氣體的運動方程 186
7.3—元氣體的流動特性 186
7.3.1滯止?fàn)顟B(tài)和滯止參數(shù) 186
7.3.2最大速度狀態(tài) 188
7.3.3臨界狀態(tài)和臨界參數(shù) 188
7.4氣體在半截面管(噴管)中的流動 189
7.4.1馬赫數(shù)和截面面積的關(guān)系 190
7.4.2漸縮噴管和拉瓦爾噴管 191
本章小結(jié) 195
思考與練習(xí) 195
參考文獻 198