工程流體力學(水力學)(第三版) 禹華謙 主編 國傢工科基礎課程力學教學基地係列教材 西南交通大學 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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齣版社： 西南交通大學齣版社

ISBN：9787564322083

商品編碼：29800995288

叢書名： 工程流體力學(水力學)(第三版)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

《機械工程基礎：流體機械與動力設備》 內容概述 《機械工程基礎：流體機械與動力設備》一書，聚焦於現代機械工程領域至關重要的流體機械及其配套動力設備，旨在為相關專業學生和工程技術人員構建係統、紮實的理論基礎與實踐應用能力。本書全麵涵蓋瞭流體靜力學、流體動力學、量綱分析與相似理論、泵、風機、水輪機、透平膨壓機等核心內容，並深入探討瞭流體機械的設計原理、性能分析、運行工況以及故障診斷與維護等關鍵環節。本書的編寫力求理論嚴謹，聯係實際，注重培養讀者的工程思維和解決實際問題的能力。 第一部分：流體基本概念與理論 第一章 流體及其基本性質 本章首先界定流體的概念，區分其與固體的本質區彆，強調流體在變形過程中無永久形變，且抵抗剪切應力的能力隨時間衰減。隨後，深入闡述流體的物理性質，包括密度、比重、比體積、分子量、粘性、錶麵張力、壓縮性、蒸汽壓等。對於粘性，將詳細介紹牛頓粘性流體和非牛頓粘性流體的概念，並著重講解粘性對流體運動的影響，如産生內摩擦力和能量損失。同時，會引入動力粘度和運動粘度的概念及其計算方法，為後續流體運動分析打下基礎。對於錶麵張力，會解釋其産生原因及其在小尺寸流動或界麵現象中的重要性。蒸汽壓則與流體發生氣蝕現象密切相關，本章將對其進行初步介紹。 第二章 流體靜力學 本章主要研究靜止流體的力學規律。重點在於闡述流體靜壓強的産生原理、特點及其計算方法。將詳細推導靜止流體中任意一點的壓強隨深度變化的規律（靜壓強公式），並解釋壓強作用在平麵和麯麵上的大小與方嚮。此外，還將深入講解靜止流體中壓強分布的特點，如等壓麵、等壓綫等。本書將重點介紹壓強計，包括U形管壓強計、傾斜式壓強計等，並講解其在測量靜壓強中的應用。此外，還將探討浮力定律（阿基米德原理），解釋物體在靜止流體中受到的浮力大小及其作用點，並以此為基礎分析船體、浮標等物體的漂浮穩定性。本章還將引入流體靜力學中的重要概念——總壓和閤壓力，講解如何計算作用在平麵和麯麵上的總壓以及其作用點。 第三章 流體動力學基礎 本章將引入流體運動的基本概念和描述方法。首先，會介紹流體的運動狀態，區分層流和紊流，並闡述産生這兩種運動狀態的物理機製。隨後，將介紹流體運動的兩種描述方法：拉格朗日描述和歐拉描述，並重點講解歐拉描述在分析宏觀流體流動中的優勢。接著，將引入流體微團的運動學參數，如速度場、加速度場，並解釋散度和鏇度在描述流體運動中的意義。在此基礎上，本書將推導並闡述流體運動的基本方程：連續性方程（質量守恒方程）和能量方程（伯努利方程）。 伯努利方程的推導將基於理想流體、穩定流動和無阻力條件，揭示流體在流動過程中，動能、勢能和壓能之間的相互轉化關係，並講解其在工程中的廣泛應用，如測量流速、分析管路壓降等。同時，也會討論實際流體中的伯努利方程，引入能量損失的概念，為後續章節分析實際流動做好鋪墊。 第四章 量綱分析與相似理論 本章旨在介紹一種重要的工程分析方法，即量綱分析與相似理論。首先，將解釋量綱分析的基本原理，包括普適性、基本量綱和導齣量綱的概念。隨後，將詳細介紹兩種常用的量綱分析方法：達西-巴金漢 π 定理和指數法。通過這些方法，可以從復雜的物理方程中提取齣無量綱的參數，極大地簡化問題的分析和實驗設計。 本書將重點講解相似準則的應用，包括幾何相似、運動相似和動力相似。在此基礎上，將介紹在流體力學研究中常見的無量綱參數，如雷諾數（Re）、弗勞德數（Fr）、馬赫數（Ma）等，並詳細闡述它們各自的物理意義和適用範圍。通過相似理論，可以在模型試驗中獲得的數據外推到原型，有效預測大型工程結構或復雜流體係統的性能，這在航空航天、水利工程、船舶設計等領域具有極其重要的意義。 第二部分：流體機械及其應用 第五章 泵 本章將係統介紹各種類型的水泵，並深入分析其工作原理、結構特點和性能參數。首先，將分類介紹離心泵，包括其葉輪、泵殼、導流器等主要部件的作用。隨後，將詳細推導離心泵的理論揚程公式，並分析影響揚程的主要因素。本書將重點講解泵的特性麯綫，包括揚程-流量特性麯綫、效率-流量特性麯綫、功率-流量特性麯綫等，並闡述如何根據特性麯綫選擇閤適的泵型及運行工況。 本書還將介紹容積式泵，包括齒輪泵、柱塞泵、隔膜泵等，分析它們的結構特點和適用範圍。同時，將探討泵的汽蝕現象，解釋其産生原因、危害以及防止措施。此外，還將介紹泵的安裝、運行、維護以及常見故障的診斷與排除。 第六章 風機 風機作為重要的氣體輸送設備，在本章中將得到詳細闡述。本書將介紹離心風機和軸流風機兩大類，分析它們的結構特點，如葉輪的形狀、角度以及風筒的設計等。 將詳細講解風機的性能參數，包括風量、風壓、效率、功率等，並推導其理論風壓公式。與泵類似，本書將重點分析風機的特性麯綫，並指導讀者如何根據風機特性麯綫和係統管路的阻力特性麯綫來選擇閤適的風機及確定最佳運行點，以實現節能高效運行。 此外，本章還將探討風機的選型原則，並簡要介紹其在通風、除塵、空調、工業排氣等方麵的廣泛應用。 第七章 水輪機 水輪機是水力發電的核心設備，本章將對水輪機的原理、類型、性能和應用進行深入分析。本書將詳細介紹水輪機的基本類型，包括衝擊式水輪機（如衝動式水輪機）和反動式水輪機（如卡普蘭式水輪機、弗朗西斯式水輪機）。 將深入分析各類水輪機的工作原理，講解水流與葉輪的相互作用，以及能量轉換的過程。本書將重點介紹水輪機的性能參數，如效率、比轉速等，並闡述如何根據水力發電站的水頭和流量來選擇適用水輪機型。 此外，還將討論水輪機的調節係統，以及水輪機在水力發電、抽水蓄能等工程中的應用。 第八章 透平壓氣機 透平壓氣機是航空發動機和燃氣輪機中的關鍵部件，本章將對其進行詳細介紹。本書將分析透平壓氣機的基本原理，包括其通過鏇轉的葉輪將機械能轉化為流體的動能和壓能。 將重點介紹離心式壓氣機和軸流式壓氣機，分析它們的結構特點和工作方式。本書將詳細闡述壓氣機的性能參數，如壓比、效率、流量等，並講解如何繪製壓氣機的特性麯綫。 此外，還將討論壓氣機的氣動設計原則，以及其在航空發動機、燃氣輪機、渦輪增壓器等領域的應用。 第九章 流體機械的效率與能量損失 本章將對流體機械的能量損失進行係統分析，並闡述提高效率的途徑。本書將詳細分析流體機械中存在的各種能量損失，包括機械損失（如軸承摩擦、密封摩擦）、容積損失（如泄漏）、水力損失（如流動阻力、激振損失）等。 將講解如何計算和評估這些能量損失，並以此為基礎分析流體機械的綜閤效率。本書將引導讀者認識到，通過優化設計、改進製造工藝、閤理運行和維護，可以有效降低能量損失，提高流體機械的整體效率。 第十章 流體機械的安裝、運行與維護 本章為工程實踐性內容，旨在為讀者提供流體機械安裝、運行和維護方麵的指導。本書將詳細介紹各類流體機械的安裝要求，包括基礎要求、連接方式、對中校準等，並強調安裝質量對設備性能和壽命的重要性。 在運行方麵，將講解設備的啓動、停機步驟，以及運行過程中的注意事項，如監測壓力、流量、溫度、振動等關鍵參數。本書還將重點介紹設備的日常檢查、定期維護和故障診斷方法。通過掌握這些知識，讀者可以有效保障流體機械的安全、穩定和經濟運行。 本書特色 《機械工程基礎：流體機械與動力設備》一書的編寫特色在於： 1. 理論與實踐相結閤： 既包含流體力學基本理論的嚴謹論述，又緊密結閤流體機械的實際應用，使讀者在掌握理論的同時，也能理解其在工程中的實現方式。 2. 係統全麵： 涵蓋瞭流體靜力學、流體動力學、量綱分析、泵、風機、水輪機、透平壓氣機等核心內容，為讀者構建瞭一個完整的知識體係。 3. 工程導嚮： 強調工程思維和解決實際問題的能力培養，通過豐富的工程實例和應用場景，幫助讀者理解理論知識的價值。 4. 圖文並茂： 配備瞭大量的示意圖、結構圖和性能麯綫圖，使復雜的概念和原理更加直觀易懂。 5. 語言流暢，邏輯清晰： 編寫過程中力求語言的準確性和通俗性，章節之間的邏輯關係清晰，便於讀者循序漸進地學習。 本書的齣版，將為機械工程、動力工程、水利工程、航空航天等相關專業的學生和工程師提供一本寶貴的參考書，幫助他們深入理解流體機械的工作原理，掌握流體機械的設計、選型、運行和維護技能，為解決工程實際問題奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，與其說是在學習一門學科，不如說是在和一位經驗豐富的導師對話。作者在很多關鍵的理論闡述後麵，總會不經意地插入一些“過來人”的經驗之談，比如在討論湍流模型選擇時，那種“在實際工程中，往往優先考慮計算效率而非絕對精度”的提醒，對我觸動很大，讓我理解瞭工程學科的本質——平衡與取捨。這本書的語言風格是那種非常嚴謹但又帶著一絲人文關懷的理工科敘述，不像有些教材乾巴巴的，讀起來枯燥乏味。不過，有一點讓我比較睏惑，就是關於現代計算流體力學（CFD）的最新進展介紹得相對較少，似乎更側重於經典的解析解法和半經驗公式。對於身處信息時代，習慣於使用數值模擬工具的學生來說，這本書在連接傳統理論與現代計算方法上的橋梁搭建得還不夠堅固，希望未來能看到更多這方麵的融閤。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量確實讓人眼前一亮，紙張摸起來很有質感，不是那種廉價的紙張，長時間閱讀也不會覺得眼睛很纍。封麵設計也挺大氣，一看就是正規的教材，能感受到編者在細節上的用心。不過，說實話，裏麵的公式推導過程有幾個地方感覺還是略顯單薄瞭，特彆是涉及到一些復雜的邊界條件處理時，如果能再多給幾個具體的例子來穿插講解，可能對初學者會更加友好一些。我個人在學習“明渠均勻流”那章節時，就感覺有些概念的過渡不夠平滑，需要反復對照其他參考資料纔能完全吃透。盡管如此，整體的邏輯框架是非常嚴謹的，章節之間的銜接也做得不錯，讀起來雖然有挑戰性，但隻要靜下心來，還是能感受到作者深厚的學術功底和對學科脈絡的清晰把握。希望再版時，能考慮增加一些近期的工程應用案例，讓理論和實際結閤得更緊密一些。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節安排是典型的國內工科教材的風格，知識點覆蓋麵廣，從最基礎的流體靜力學一直延伸到復雜的管網和水力瞬變，體係是完整的，這一點值得肯定。我最欣賞它在基礎理論部分的處理方式，比如對納維-斯托剋斯方程的引入和簡化過程，講得非常細緻，為後續深入學習打下瞭堅實的基礎。然而，它在非正交坐標係下的流體運動描述部分，似乎處理得過於“教科書式”瞭，缺乏一種直觀的物理圖像引導。我花瞭很長時間纔把那些復雜的張量運算和物理意義對應起來。如果是自學，光靠這本書可能需要耗費大量精力去“想象”那些三維空間中的矢量變化。我期待作者能在習題設計上多花些心思，現在的習題感覺更像是對概念的簡單復述，缺少一些需要綜閤運用多個知識點來解決的綜閤性大題，那樣對提升解決實際工程問題的能力會更有幫助。

評分☆☆☆☆☆

從一個偏嚮實踐應用的角度來看待這本教材，它更像是一本紮實的“內功心法秘籍”。它把每一個基本原理——從伯努利到動量方程——都剖析得淋灕盡緻，確保你對“為什麼”的理解比對“怎麼算”的記憶更深刻。比如，在講解水泵性能麯綫擬閤時，它沒有直接給齣擬閤公式，而是引導讀者去理解麯綫的物理成因，這對於未來進行設備選型至關重要。但是，我必須指齣，書中關於水工結構物與水流相互作用的耦閤分析部分，篇幅相對有限。對於從事大壩、渠道設計等領域的工程師而言，這部分內容的重要性不言而喻，但目前的介紹更偏嚮於流體本身的特性，缺乏對流固耦閤作用下應力分析的深入探討。如果能增加專門的一章來探討水力作用對結構穩定性的影響，這本書的實用價值將大大提升。

評分☆☆☆☆☆

這本書的目錄結構清晰到近乎嚴苛，每一個定義、每一個定理都像被精心編碼瞭一樣，排列得井井有條，體現瞭編者對教學體係的深度思考。對於需要係統性準備考試或者考證的人來說，它的結構優勢是顯而易見的，因為它幾乎沒有跑題或冗餘的內容。我的一個主要感受是，它對“量綱分析”和“物理相似性”這部分內容的講解，簡直是教科書級彆的範本，通過清晰的量綱推導，將復雜的物理現象歸納為可操作的無量綱參數，這對於實驗設計和工程放大至關重要。然而，在涉及非牛頓流體或特殊介質（如泥石流、高粘度流體）的初步介紹上，處理得略顯保守和簡化，主要還是圍繞著清水或理想流體的基本假設展開。這使得這本書在麵對一些前沿或非常規流體力學問題時，顯得後勁略有不足，需要讀者自行擴展，但這或許也是經典教材的特點——打好最堅實的地基，讓學生自己去搭建上層的樓房。