流体力学PDF电子书下载

目录 1

绪论 1

第1章 流体的宏观模型和物理属性 8

1.1 流体的连续介质假设 8

1.2 流体的主要物理性质 9

1.2.1 惯性 9

1.2.2 压缩性和膨胀性 10

1.2.3 粘性 11

1.2.4 液体的表面张力和毛细现象 15

1.3 非牛顿流体 16

1.4 习题 17

第2章 流体静力学 20

2.1 流体静压强及其特性 20

2.1.1 流体静压强 20

2.1.2 静止流体中应力的特征 20

2.2 欧拉平衡微分方程 22

2.2.1 平衡微分方程 22

2.2.2 平衡微分方程的全微分 23

2.2.3 等压面的概念 23

2.3 流体静压强的分布规律 24

2.3.1 静压强基本方程 24

2.3.2 测压管高度 26

2.4.1 计算标准 27

2.4 压强的计算标准和度量单位 27

2.4.2 度量单位 28

2.5 作用于平面的液体压力 29

2.5.1 解析法 29

2.5.2 图算法 31

2.6 作用于曲面的液体压力 33

2.6.1 曲面上的液体总压力 33

2.6.2 压力体 35

2.7 相对静止状态下流体的压力 36

2.7.1 等加速直线运动容器中液体的平衡 36

2.7.2 等角速度旋转容器中的液体平衡 37

2.8 习题 39

第3章 流体动力学基础 49

3.1 流体运动的描述方法 49

3.1.1 拉格朗日法 49

3.1.2 欧拉法 50

3.2 流场的基本概念 51

3.2.1 恒定流与非恒定流 52

3.2.2 流线和迹线 52

3.2.3 元流和总流 53

3.2.4 过流断面 53

3.2.5 一元流、二元流及三元流 54

3.3 流体运动的连续性方程 55

3.3.1 恒定流的连续性方程 55

3.3.2 三维流动的连续性方程 56

3.4 理想流体运动的微分方程式 57

3.5 伯努利积分及能量方程 59

3.5.1 理想流体运动微分方程的积分 59

3.5.2 重力作用下理想流体的伯努利方程 60

3.5.3 总流的伯努利方程 62

3.5.4 粘性流体总流的伯努利方程 64

3.6 动量方程 65

3.7 习题 68

4.1.1 流动阻力和能量损失的分类 72

4.1.2 能量损失的计算公式 72

4.1 沿程损失和局部损失 72

第4章 流动阻力和能量损失 72

4.2 层流、紊流与雷诺数 73

4.2.1 雷诺实验 73

4.2.2 两种流态的判别标准 75

4.2.3 流态分析 76

4.2.4 粘性底层 77

4.3 圆管中的层流运动 77

4.3.1 均匀流基本方程 77

4.3.2 圆管层流的速度分布、沿程损失 79

4.4 圆管中的紊流运动 81

4.4.1 紊流运动的特征 81

4.4.2 紊流切应力、普朗特混合长度理论 82

4.4.3 圆管紊流流速分布 84

4.5 管路中的沿程阻力 85

4.5.1 沿程阻力系数及其影响因素的分析 85

4.5.2 尼古拉兹实验 86

4.5.3 沿程阻力系数λ的计算公式 88

4.6 管路中的局部阻力 92

4.6.1 局部水头损失发生的原因 93

4.6.2 弯管的局部损失 95

4.6.3 三通的局部损失 95

4.6.4 圆管突然扩大的局部水头损失 96

4.6.5 各种管路配件的局部阻力系数 98

4.7.1 边界层的基本概念 99

4.7 边界层的基本概念及绕流阻力 99

4.7.2 边界层的分离 100

4.7.3 物体的绕流阻力 101

4.8 习题 104

第5章 孔口管嘴出流与管路水力计算 109

5.1 孔口出流 109

5.1.1 小孔口出流 109

5.1.2 大孔口出流 111

5.2 管嘴出流 111

5.2.1 管嘴出流流量公式 111

5.2.2 圆柱形管嘴内的真空度 112

5.2.3 其他类型管嘴出流 113

5.3.1 短管计算 114

5.3 简单管路 114

5.3.2 长管计算 116

5.4 管路的串联和并联 117

5.4.1 串联管道 117

5.4.2 并联管道 118

5.4.3 管网 119

5.5 习题 121

第6章 明渠恒定均匀流 125

6.1 明渠均匀流的特性及其计算公式 125

6.1.1 明渠的类型 125

6.1.2 明渠均匀流形成的条件及其特性 128

6.1.3 明渠均匀流的计算公式 128

6.1.4 水力最佳断面 130

6.1.5 渠道允许流速 131

6.2 简单断面明渠均匀流的水力计算 132

6.2.1 验算渠道的输水能力 132

6.2.2 确定渠道底坡 132

6.2.3 确定渠道的断面尺寸 133

6.3 无压圆管均匀流的水力计算 136

6.3.1 无压圆管均匀流水力的最佳充满度 136

6.3.2 无压圆管均匀流的水力计算 139

6.4 粗糙系数变化及复式断面明渠均匀流的水力计算 141

6.4.1 粗糙系数变化的明渠均匀流的水力计算 141

6.4.2 复式断面明渠均匀流的水力计算 142

6.5 习题 143

7.1 堰流的定义及类型 146

7.1.1 堰流的定义 146

7.1.2 堰流的类型 146

第7章 堰流 146

7.2 堰流的水力计算 148

7.2.1 薄壁堰的水力计算 149

7.2.2 实用堰的水力计算 151

7.2.3 宽顶堰的水力计算 161

7.3 习题 168

8.1 渗流的基本概念 170

8.1.1 多孔介质与渗流 170

第8章 渗流 170

8.1.2 渗流基本定律 172

8.2 渗流在井流中的应用 174

8.2.1 潜水完整井 175

8.2.2 承压完整井 176

8.2.3 因次分析和相似原理 177

8.2.4 相似准则 179

8.3 岩土工程中的渗流问题 182

8.3.1 岩体与土体渗流的区别 182

8.3.2 岩体的渗流问题 183

8.4 习题 185

9.1.2 实验设备及测量仪器 186

9.1.1 实验目的 186

9.1 水静力学实验 186

第9章 水力学实验 186

9.1.3 实验原理 187

9.1.4 实验方法与步骤 188

9.1.5 注意事项 188

9.1.6 资料整理与结果分析 189

9.1.7 思考题 189

9.2 不可压缩恒定流能量方程实验 190

9.2.1 实验目的 190

9.2.2 实验基本原理 190

9.2.3 实验设备及测量仪器 190

9.2.6 资料整理与成果分析 191

9.2.5 注意事项 191

9.2.4 实验方法和步骤 191

9.2.7 思考题 192

9.3 文丘里流量计实验 192

9.3.1 实验目的 192

9.3.2 实验设备及测量仪器 193

9.3.3 实验基本原理 193

9.3.4 实验方法与步骤 193

9.3.5 注意事项 194

9.3.6 资料整理与结果分析 194

9.3.7 思考题 194

9.4.4 实验方法与步骤 195

9.4.3 实验原理及计算公式 195

9.4 雷诺实验 195

9.4.2 实验设备及测量仪器 195

9.4.1 实验目的 195

9.4.5 注意事项 196

9.4.6 资料整理与结果分析 196

9.4.7 思考题 196

9.5 动量方程实验 196

9.5.1 实验目的 196

9.5.2 实验装置 197

9.5.3 实验原理 197

9.5.6 思考题 198

9.5.5 资料整理与结果分析 198

9.5.4 实验方法与步骤 198

9.6 管流的沿程阻力实验 199

9.6.1 实验目的 199

9.6.2 实验设备及测量仪器 199

9.6.3 实验基本原理 199

9.6.4 实验步骤 200

9.6.5 注意事项 200

9.6.6 资料整理与结果分析 200

9.6.7 思考题 201

参考文献 202