工程流体力学(水力学)(第三版) 禹华谦 主编 国家工科基础课程力学教学基地系列教材 西南交通大学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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店铺： 浮光掠影图书专营店

出版社： 西南交通大学出版社

ISBN：9787564322083

商品编码：29800995288

丛书名： 工程流体力学(水力学)(第三版)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

《机械工程基础：流体机械与动力设备》 内容概述 《机械工程基础：流体机械与动力设备》一书，聚焦于现代机械工程领域至关重要的流体机械及其配套动力设备，旨在为相关专业学生和工程技术人员构建系统、扎实的理论基础与实践应用能力。本书全面涵盖了流体静力学、流体动力学、量纲分析与相似理论、泵、风机、水轮机、透平膨压机等核心内容，并深入探讨了流体机械的设计原理、性能分析、运行工况以及故障诊断与维护等关键环节。本书的编写力求理论严谨，联系实际，注重培养读者的工程思维和解决实际问题的能力。 第一部分：流体基本概念与理论 第一章 流体及其基本性质 本章首先界定流体的概念，区分其与固体的本质区别，强调流体在变形过程中无永久形变，且抵抗剪切应力的能力随时间衰减。随后，深入阐述流体的物理性质，包括密度、比重、比体积、分子量、粘性、表面张力、压缩性、蒸汽压等。对于粘性，将详细介绍牛顿粘性流体和非牛顿粘性流体的概念，并着重讲解粘性对流体运动的影响，如产生内摩擦力和能量损失。同时，会引入动力粘度和运动粘度的概念及其计算方法，为后续流体运动分析打下基础。对于表面张力，会解释其产生原因及其在小尺寸流动或界面现象中的重要性。蒸汽压则与流体发生气蚀现象密切相关，本章将对其进行初步介绍。 第二章 流体静力学 本章主要研究静止流体的力学规律。重点在于阐述流体静压强的产生原理、特点及其计算方法。将详细推导静止流体中任意一点的压强随深度变化的规律（静压强公式），并解释压强作用在平面和曲面上的大小与方向。此外，还将深入讲解静止流体中压强分布的特点，如等压面、等压线等。本书将重点介绍压强计，包括U形管压强计、倾斜式压强计等，并讲解其在测量静压强中的应用。此外，还将探讨浮力定律（阿基米德原理），解释物体在静止流体中受到的浮力大小及其作用点，并以此为基础分析船体、浮标等物体的漂浮稳定性。本章还将引入流体静力学中的重要概念——总压和合压力，讲解如何计算作用在平面和曲面上的总压以及其作用点。 第三章 流体动力学基础 本章将引入流体运动的基本概念和描述方法。首先，会介绍流体的运动状态，区分层流和紊流，并阐述产生这两种运动状态的物理机制。随后，将介绍流体运动的两种描述方法：拉格朗日描述和欧拉描述，并重点讲解欧拉描述在分析宏观流体流动中的优势。接着，将引入流体微团的运动学参数，如速度场、加速度场，并解释散度和旋度在描述流体运动中的意义。在此基础上，本书将推导并阐述流体运动的基本方程：连续性方程（质量守恒方程）和能量方程（伯努利方程）。 伯努利方程的推导将基于理想流体、稳定流动和无阻力条件，揭示流体在流动过程中，动能、势能和压能之间的相互转化关系，并讲解其在工程中的广泛应用，如测量流速、分析管路压降等。同时，也会讨论实际流体中的伯努利方程，引入能量损失的概念，为后续章节分析实际流动做好铺垫。 第四章 量纲分析与相似理论 本章旨在介绍一种重要的工程分析方法，即量纲分析与相似理论。首先，将解释量纲分析的基本原理，包括普适性、基本量纲和导出量纲的概念。随后，将详细介绍两种常用的量纲分析方法：达西-巴金汉 π 定理和指数法。通过这些方法，可以从复杂的物理方程中提取出无量纲的参数，极大地简化问题的分析和实验设计。 本书将重点讲解相似准则的应用，包括几何相似、运动相似和动力相似。在此基础上，将介绍在流体力学研究中常见的无量纲参数，如雷诺数（Re）、弗劳德数（Fr）、马赫数（Ma）等，并详细阐述它们各自的物理意义和适用范围。通过相似理论，可以在模型试验中获得的数据外推到原型，有效预测大型工程结构或复杂流体系统的性能，这在航空航天、水利工程、船舶设计等领域具有极其重要的意义。 第二部分：流体机械及其应用 第五章 泵 本章将系统介绍各种类型的水泵，并深入分析其工作原理、结构特点和性能参数。首先，将分类介绍离心泵，包括其叶轮、泵壳、导流器等主要部件的作用。随后，将详细推导离心泵的理论扬程公式，并分析影响扬程的主要因素。本书将重点讲解泵的特性曲线，包括扬程-流量特性曲线、效率-流量特性曲线、功率-流量特性曲线等，并阐述如何根据特性曲线选择合适的泵型及运行工况。 本书还将介绍容积式泵，包括齿轮泵、柱塞泵、隔膜泵等，分析它们的结构特点和适用范围。同时，将探讨泵的汽蚀现象，解释其产生原因、危害以及防止措施。此外，还将介绍泵的安装、运行、维护以及常见故障的诊断与排除。 第六章 风机 风机作为重要的气体输送设备，在本章中将得到详细阐述。本书将介绍离心风机和轴流风机两大类，分析它们的结构特点，如叶轮的形状、角度以及风筒的设计等。 将详细讲解风机的性能参数，包括风量、风压、效率、功率等，并推导其理论风压公式。与泵类似，本书将重点分析风机的特性曲线，并指导读者如何根据风机特性曲线和系统管路的阻力特性曲线来选择合适的风机及确定最佳运行点，以实现节能高效运行。 此外，本章还将探讨风机的选型原则，并简要介绍其在通风、除尘、空调、工业排气等方面的广泛应用。 第七章 水轮机 水轮机是水力发电的核心设备，本章将对水轮机的原理、类型、性能和应用进行深入分析。本书将详细介绍水轮机的基本类型，包括冲击式水轮机（如冲动式水轮机）和反动式水轮机（如卡普兰式水轮机、弗朗西斯式水轮机）。 将深入分析各类水轮机的工作原理，讲解水流与叶轮的相互作用，以及能量转换的过程。本书将重点介绍水轮机的性能参数，如效率、比转速等，并阐述如何根据水力发电站的水头和流量来选择适用水轮机型。 此外，还将讨论水轮机的调节系统，以及水轮机在水力发电、抽水蓄能等工程中的应用。 第八章 透平压气机 透平压气机是航空发动机和燃气轮机中的关键部件，本章将对其进行详细介绍。本书将分析透平压气机的基本原理，包括其通过旋转的叶轮将机械能转化为流体的动能和压能。 将重点介绍离心式压气机和轴流式压气机，分析它们的结构特点和工作方式。本书将详细阐述压气机的性能参数，如压比、效率、流量等，并讲解如何绘制压气机的特性曲线。 此外，还将讨论压气机的气动设计原则，以及其在航空发动机、燃气轮机、涡轮增压器等领域的应用。 第九章 流体机械的效率与能量损失 本章将对流体机械的能量损失进行系统分析，并阐述提高效率的途径。本书将详细分析流体机械中存在的各种能量损失，包括机械损失（如轴承摩擦、密封摩擦）、容积损失（如泄漏）、水力损失（如流动阻力、激振损失）等。 将讲解如何计算和评估这些能量损失，并以此为基础分析流体机械的综合效率。本书将引导读者认识到，通过优化设计、改进制造工艺、合理运行和维护，可以有效降低能量损失，提高流体机械的整体效率。 第十章 流体机械的安装、运行与维护 本章为工程实践性内容，旨在为读者提供流体机械安装、运行和维护方面的指导。本书将详细介绍各类流体机械的安装要求，包括基础要求、连接方式、对中校准等，并强调安装质量对设备性能和寿命的重要性。 在运行方面，将讲解设备的启动、停机步骤，以及运行过程中的注意事项，如监测压力、流量、温度、振动等关键参数。本书还将重点介绍设备的日常检查、定期维护和故障诊断方法。通过掌握这些知识，读者可以有效保障流体机械的安全、稳定和经济运行。 本书特色 《机械工程基础：流体机械与动力设备》一书的编写特色在于： 1. 理论与实践相结合： 既包含流体力学基本理论的严谨论述，又紧密结合流体机械的实际应用，使读者在掌握理论的同时，也能理解其在工程中的实现方式。 2. 系统全面： 涵盖了流体静力学、流体动力学、量纲分析、泵、风机、水轮机、透平压气机等核心内容，为读者构建了一个完整的知识体系。 3. 工程导向： 强调工程思维和解决实际问题的能力培养，通过丰富的工程实例和应用场景，帮助读者理解理论知识的价值。 4. 图文并茂： 配备了大量的示意图、结构图和性能曲线图，使复杂的概念和原理更加直观易懂。 5. 语言流畅，逻辑清晰： 编写过程中力求语言的准确性和通俗性，章节之间的逻辑关系清晰，便于读者循序渐进地学习。 本书的出版，将为机械工程、动力工程、水利工程、航空航天等相关专业的学生和工程师提供一本宝贵的参考书，帮助他们深入理解流体机械的工作原理，掌握流体机械的设计、选型、运行和维护技能，为解决工程实际问题奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

从一个偏向实践应用的角度来看待这本教材，它更像是一本扎实的“内功心法秘籍”。它把每一个基本原理——从伯努利到动量方程——都剖析得淋漓尽致，确保你对“为什么”的理解比对“怎么算”的记忆更深刻。比如，在讲解水泵性能曲线拟合时，它没有直接给出拟合公式，而是引导读者去理解曲线的物理成因，这对于未来进行设备选型至关重要。但是，我必须指出，书中关于水工结构物与水流相互作用的耦合分析部分，篇幅相对有限。对于从事大坝、渠道设计等领域的工程师而言，这部分内容的重要性不言而喻，但目前的介绍更偏向于流体本身的特性，缺乏对流固耦合作用下应力分析的深入探讨。如果能增加专门的一章来探讨水力作用对结构稳定性的影响，这本书的实用价值将大大提升。

评分☆☆☆☆☆

这本书的目录结构清晰到近乎严苛，每一个定义、每一个定理都像被精心编码了一样，排列得井井有条，体现了编者对教学体系的深度思考。对于需要系统性准备考试或者考证的人来说，它的结构优势是显而易见的，因为它几乎没有跑题或冗余的内容。我的一个主要感受是，它对“量纲分析”和“物理相似性”这部分内容的讲解，简直是教科书级别的范本，通过清晰的量纲推导，将复杂的物理现象归纳为可操作的无量纲参数，这对于实验设计和工程放大至关重要。然而，在涉及非牛顿流体或特殊介质（如泥石流、高粘度流体）的初步介绍上，处理得略显保守和简化，主要还是围绕着清水或理想流体的基本假设展开。这使得这本书在面对一些前沿或非常规流体力学问题时，显得后劲略有不足，需要读者自行扩展，但这或许也是经典教材的特点——打好最坚实的地基，让学生自己去搭建上层的楼房。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，与其说是在学习一门学科，不如说是在和一位经验丰富的导师对话。作者在很多关键的理论阐述后面，总会不经意地插入一些“过来人”的经验之谈，比如在讨论湍流模型选择时，那种“在实际工程中，往往优先考虑计算效率而非绝对精度”的提醒，对我触动很大，让我理解了工程学科的本质——平衡与取舍。这本书的语言风格是那种非常严谨但又带着一丝人文关怀的理工科叙述，不像有些教材干巴巴的，读起来枯燥乏味。不过，有一点让我比较困惑，就是关于现代计算流体力学（CFD）的最新进展介绍得相对较少，似乎更侧重于经典的解析解法和半经验公式。对于身处信息时代，习惯于使用数值模拟工具的学生来说，这本书在连接传统理论与现代计算方法上的桥梁搭建得还不够坚固，希望未来能看到更多这方面的融合。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节安排是典型的国内工科教材的风格，知识点覆盖面广，从最基础的流体静力学一直延伸到复杂的管网和水力瞬变，体系是完整的，这一点值得肯定。我最欣赏它在基础理论部分的处理方式，比如对纳维-斯托克斯方程的引入和简化过程，讲得非常细致，为后续深入学习打下了坚实的基础。然而，它在非正交坐标系下的流体运动描述部分，似乎处理得过于“教科书式”了，缺乏一种直观的物理图像引导。我花了很长时间才把那些复杂的张量运算和物理意义对应起来。如果是自学，光靠这本书可能需要耗费大量精力去“想象”那些三维空间中的矢量变化。我期待作者能在习题设计上多花些心思，现在的习题感觉更像是对概念的简单复述，缺少一些需要综合运用多个知识点来解决的综合性大题，那样对提升解决实际工程问题的能力会更有帮助。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量确实让人眼前一亮，纸张摸起来很有质感，不是那种廉价的纸张，长时间阅读也不会觉得眼睛很累。封面设计也挺大气，一看就是正规的教材，能感受到编者在细节上的用心。不过，说实话，里面的公式推导过程有几个地方感觉还是略显单薄了，特别是涉及到一些复杂的边界条件处理时，如果能再多给几个具体的例子来穿插讲解，可能对初学者会更加友好一些。我个人在学习“明渠均匀流”那章节时，就感觉有些概念的过渡不够平滑，需要反复对照其他参考资料才能完全吃透。尽管如此，整体的逻辑框架是非常严谨的，章节之间的衔接也做得不错，读起来虽然有挑战性，但只要静下心来，还是能感受到作者深厚的学术功底和对学科脉络的清晰把握。希望再版时，能考虑增加一些近期的工程应用案例，让理论和实际结合得更紧密一些。