流体力学及其工程应用 英文版PDF电子书下载

目录 1

译者序 1

原书序 1

物理量单位换算表 1

物理量符号表 1

第1章　绪论 1

1.1 流体力学的范畴 1

1.2　流体力学的发展简史 2

1.3 本书的内容及怎样学好流体力学 2

1.4　解题的方法 3

1.5　量纲和单位 5

第2章　流体的属性 10

2.1 固体和流体的区别 10

2.2　气体和液体的区别 10

2.3　密度重度比体积相对密度 11

2.4　可压缩流体与不可压缩流体 12

2.5　液体的压缩性 13

2.6　液体的重度 14

2.7 完全气体的属性关系式 16

2.8 完全气体的压缩性 19

2.9　标准大气 20

2.10　理想流体 22

2.11 粘性 22

2.12　表面张力 28

2.13　液体的蒸气压 30

习题 31

第3章　流体静力学 35

3.1 一点处的压强与方向无关 35

3.2　静止液体中压强的变化 36

3.3 用流体高度表示的压强 39

3.4　绝对压强与表压 41

3.5　压强的测量 42

3.6 平面面积上的作用力 50

3.7　压力中心 51

3.8　曲面上的作用力 58

3.9　浮力与淹没物体及浮体的稳定性 61

3.10　有加速度作用时的液体质量 66

习题 69

第4章　流体运动学基础 73

4.1　流体流动分类 73

4.2　层流与湍流 74

4.3 定常流与直匀流 76

4.4　轨线、流线及染色线 77

4.5　流量与平均流速 77

4.6　流体系统与控制体 79

4.7　连续方程 81

4.8　一维流、二维流及三维流 82

4.9　流动网络 83

4.10　流动网络的应用与限制 85

4.11 流动问题中的参考架构 87

4.12　定常流中的速度和加速度 88

4.13　非定常流中的速度和加速度 91

习题 93

第5章　定常流中的能量 96

5.1　运动流体中的各种能量 96

5.2　理想流体沿流线的定常流运动方程及伯努利定理 99

5.3 实际流体沿流线的定常 101

流运动方程 101

5.4　流体流动时的压强 104

5.5　任意流体定常流的通用能量方程 105

5.6　不可压缩流体定常流的能量方程及伯努利定理 108

5.7 可压缩流体定常流的能量方程 111

5.8 能量头 113

5.9　运动流体的功率 113

5.10　空化 116

5.11 水力坡度线与能量线的定义 118

5.12　淹没式出流的压头损失 120

5.13 水力坡度线与能量线的应用 120

5.14　液体流动问题的求解方法 123

5.15　射流轨迹 126

5.16 弯曲通道中的流动 128

5.17　强迫涡或有漩涡 129

5.18 自由涡或无漩涡 131

习题 134

第6章　运动流体的动量和力 139

6.1　动量定理的推导 139

6.2　纳维—斯托克斯方程 141

6.3　动量修正系数 142

6.4　动量定理的应用 143

6.5　作用在压力管道上的力 145

6.6 自由射流作用在固定叶片或浆叶上的力 149

6.7　运动叶片的绝对速度与相对速度之间的关系 151

6.8　射流作用在一个或多个运动叶片上的力 152

6.9　射流的反作用 156

6.10　喷气推进 159

6.11 旋转机械的连续性、相对速度及转矩 160

6.13　通过旋转通道的流动 166

6.12　机械功的压头当量 166

6.14　有旋转条件下的反作用 167

6.15 动量定理在螺旋桨及风车上的应用 168

习题 171

第7章　相似律及量纲分析 177

7.1 相似律的定义及应用 177

7.2　几何相似 177

7.3　运动相似 178

7.4　动力相似 178

7.5　尺度比 184

7.6　对模型的一些说明 185

7.7　量纲分析 187

习题 192

第8章　加压导管中的定常不可压缩流 195

8.1　层流与湍流 195

8.2　临界雷诺数 196

8.4　等截面导管中的摩擦头损失 197

8.3　水力半径、水力直径 197

8.5 圆形导管中的摩擦损失 199

8.6　非圆形导管中的摩擦损失 201

8.7 圆管层流 202

8.8　层流的进口段状况 203

8.9 湍流 205

8.10　湍流的粘性底层 208

8.11 湍流的速度型 211

8.12　管壁粗糙度 213

8.13　摩擦系数图线 216

8.14　单管流动：求解的基础 218

8.15　单管流动：猜试法求解 219

8.16　单管流动：直接求解 224

8.17　单管流动：自动化求解 227

8.18　单管流动的经验公式 228

8.19　不严谨的压头损失公式 229

8.20　湍流的次要损失 230

8.21 进口段的压头损失 231

8.22 淹没式出流的压头损失 232

8.23 收缩损失 234

8.24 扩张损失 235

8.25 管接头中的损失 238

8.26 弯管与弯头中的损失 239

8.27 有次要损失的单管流动 241

8.28　装有水泵或水轮机的管路 246

8.29　分支管路 249

8.30 串联管路 255

8.31 并联管路 257

8.32 管网 260

8.33 管道流动的进一步讨论 263

习题 264

第9章　绕流物体所受的力 276

9.1 引言 276

9.2 不可压缩流边界层的摩擦阻力 277

9.3 不可压缩流中光滑平板的层流边界层 279

9.4 不可压缩流体沿光滑平板的湍流边界层 281

9.5 不可压缩流体沿光滑平板转捩区的摩擦阻力 284

9.6　边界层的分离与压差阻力 286

9.7　作用在三维物体上的阻力（不可压缩流体） 288

9.8　作用在二维物体上的阻力（不可压缩流体） 293

9.9　升力与环量 295

9.10　理想流体绕圆柱体流动 296

9.11 翼型的升力 299

9.12 有限长度翼型的诱导阻力 300

9.13 升力及阻力图线 302

9.14　压缩性对阻力和升力的影响 304

9.15 小结 305

习题 306

第10章　明渠中的定常流 311

10.1 明渠 311

10.2　均匀流 312

10.3 均匀流问题的解 316

10.4 明渠中的流速分布 319

10.5 宽而浅的水流 320

10.6　水力最佳断面 321

10.7　非满流的圆形断面 324

10.8 明渠中的层流 326

10.9　矩形渠道中的比能与水深的关系 328

10.10　缓流与急流 331

10.11 非矩形渠道的临界水深 332

10.12 临界流的产生 334

10.13　隆起与收缩 335

10.14　非均匀流 339

10.15 渐变流的能量方程 340

10.16　渐变流水面线（矩形渠） 342

10.17　水面线的类型 345

10.18　水跃 348

10.19　水跃的位置 352

10.20　重力波的速度 354

10.21 弯渠水流 356

10.22　过渡区 358

10.23　涵洞的水力学 360

10.24　明渠流动的深入论题 363

习题 364

第11章　流体的测量 372

11.1 流体属性的测量 372

11.2　静压的测量 374

11.3 用皮托管测量液体的速度 375

11.4　测量水流速度的其他方法 378

11.5　流量的测量 380

11.6　孔口、喷嘴、管嘴 381

11.7 文丘里管流量计 388

11.8　流量喷嘴 392

11.9　孔板流量计 394

11.10　可压缩流体的流量测量 395

11.11 薄壁堰 398

11.12　流线形溢流堰和自由溢流 402

11.13　溢洪道 404

11.14　水闸 406

11.15　液面高度的测量 407

11.16　测量流量的其他方法 407

习题 408

第12章　非定常流问题 413

12.1 引言 413

12.2　变水头的流量 413

12.3 管道中不可压缩流体的非定常流 416

12.4　趋近于定常流 419

12.5　管道中压力波的传播速度 422

12.6　水锤 423

12.7　调压塔 429

习题 433

第13章　可压缩流体的定常流 438

13.1 热力学基础知识 438

13.2　基本方程在可压缩流体中的应用 440

13.3　声速 441

13.4　绝热流动（有摩擦或无摩擦） 443

13.5　滞止属性 444

13.6　等熵流动 447

13.7 截面积变化对一元可压缩定常流的影响 448

13.8　渐缩喷嘴中的可压缩流动 449

13.9　渐缩—扩张喷嘴中的等熵流 452

13.10　一元流冲击波 455

13.11 斜向流冲击波 458

13.12 等温流 459

13.13　等截面管中的等温流 460

13.14　等截面管中的绝热流 463

13.15　不同流动方式的比较 466

13.16 小结 466

习题 467

第14章　理想流体的数学问题 469

14.1　连续性微分方程 469

14.2　无漩流 471

14.3　环量与涡量 473

14.4　流函数 474

14.5　基本流场 475

14.6　速度势 478

14.7　流线的正交和等势线 479

14.8 多孔介质流 481

习题 483

第15章　水力机械——水泵 487

15.1 离心泵和轴流泵概述 487

15.2　水泵的扬程 489

15.3　水泵的效率 489

15.4　水泵的相似定律 490

15.5 水泵在等速运转时的特性曲线 492

15.6　典型混流离心泵的特性曲线 493

15.7　水泵的工况点 495

15.8　水泵的额定转速 496

15.9　周向速度系数 498

15.10　水泵中的气蚀现象 500

15.12　水泵的选择 503

15.11 粘性效应 503

15.13　水泵的串联和并联运行 506

15.14　水泵的安装 507

习题 508

第16章　水力机械——水轮机 515

16.1 水轮机 515

16.2　冲击式水轮机 515

16.3　冲击式水轮机的工作原理 517

16.4　冲击式水轮机的水头及效率 520

16.5 冲击式水轮机的喷嘴 522

16.6　反击式水轮机 524

16.7　反击式水轮机的工作原理 527

16.8　反击式水轮机的排放管及有效水头 528

16.9　水轮机的效率 531

16.10　反击式水轮机的相似定律 533

16.11 水轮机的周向速度系数及比转速 535

16.12　水轮机中的气蚀 536

16.13　水轮机的选择 539

16.14　水泵水轮机 541

16.15　水轮机的安装 542

习题 544

附录 549

附录A　流体及其几何特性 549

附表A.1 在标准海平面大气压下水的物理特性（BG、SI两种单位制） 549

附图A.1 流体的动力粘度 550

附图A.2　流体的运动粘度 551

附表A.2　在标准海平面大气压下空气的物理特性（BG、SI两种单位制） 552

附表A.3　ICAO标准大气压（BG、SI两种单位制） 553

附表A.4　在标准海平面大气压下普通液体的物理特性（BG、SI两种单位制） 554

附表A.5　在标准海平面大气压下普通气体的物理特性（BG、SI两种单位制） 555

附表A.6 圆的面积（BG、SI两种单位制） 556

附表A.7 面积的性质 556

附表A.8　立体的性质 557

附录B　流体力学的方程 557

附录C　计算机编程与程序应用 561

附录D　操练题答案 566