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出版者:中國輕工業齣版社

作者:W.邁切裏

出品人:

頁數:236

译者:李吉

出版時間:2000-5-1

價格:46.0

裝幀:平裝(無盤)

isbn號碼:9787501927715

叢書系列:

圖書標籤:

• 塑料擠齣
• 橡膠擠齣
• 模具設計
• 擠齣模頭
• 塑料加工
• 橡膠加工
• 模具製造
• 材料成型
• 工程塑料
• 聚閤物加工

工業流體力學與應用：原理、模型與工程實踐 圖書簡介 本書係統深入地探討瞭工業生産過程中至關重要的流體力學領域，聚焦於復雜流體在工程設備中的運動規律、傳遞現象及其在實際工程問題中的應用。全書內容旨在為工程師、研究人員及高年級理工科學生提供一套全麵、嚴謹且實用的理論框架和分析工具。 第一部分：流體力學基礎與連續介質假設 本書伊始，從宏觀和微觀兩個層麵闡述瞭流體力學的基本概念與適用範圍。首先，詳細解析瞭連續介質假設的物理意義及其在工程尺度下的有效性。隨後，深入講解瞭流體的本構關係，包括牛頓流體和非牛頓流體的粘性本構方程，並引入瞭應力張量和速率張量在描述流體變形過程中的關鍵作用。 第二部分：守恒定律與控製方程的建立 本部分是全書的核心理論基礎。我們嚴格推導瞭描述流體運動的三個基本守恒定律在任意控製體上的積分形式和微分形式。 質量守恒（連續性方程）： 詳細討論瞭可壓縮與不可壓縮流體下連續性方程的推導過程，並引入瞭流綫、跡綫和流跡綫的概念，分析瞭流動場的拓撲結構。 動量守恒（Navier-Stokes方程組）： 對牛頓流體的動量方程進行瞭詳盡的推導，清晰闡釋瞭慣性力、壓力梯度力、粘性力和外力（如重力）在描述流體動力學中的作用。特彆關注瞭層流與湍流模型的區彆，並引入瞭雷諾應力概念，為後續的湍流建模奠定基礎。 能量守恒方程： 探討瞭流體熱力學基礎，推導瞭考慮粘性耗散和熱傳導的能量方程，涉及傳熱學中的導熱、對流和輻射機理在流體係統中的耦閤作用。 第三部分：經典流動問題的解析解與近似方法 本章將理論方程應用於幾種典型的、具有解析解的簡化流動問題，以幫助讀者建立直觀的物理圖像： 完全發展流動（Fully Developed Flow）： 詳細分析瞭圓管內和平闆間牛頓流體的泊肅葉流動（Poiseuille flow），計算瞭速度分布、流量和壓降關係。同時，討論瞭非牛頓流體（如冪律流體）在相同幾何條件下的流動特性差異。 邊界層理論： 重點闡述瞭 Prandtl 邊界層理論的建立，包括對黏性影響區的精確描述。推導瞭薄邊界層內的簡化動量方程，並通過 Blasius 公式和 Karman 積分方程展示瞭平闆上無壓力梯度流動及有壓力梯度流動（如流體減速區）的求解方法。 慢流與急流： 分析瞭 Stokes 流（低雷諾數流動）中的重要性，以及對流體動力學中慣性項可忽略情況下的應用。對比瞭高速流動中激波和膨脹波的特性。 第四部分：湍流流動與統計描述 鑒於大多數工業流動是湍流狀態，本書用專門章節深入講解湍流的復雜性與處理方法： 湍流的統計特性： 引入瞭流體速度和壓力的脈動概念，詳細解釋瞭平均速度、脈動速度、湍流強度、湍流長度尺度及二階矩（湍流應力）的定義。 湍流模型： 詳述瞭工程中最常用的湍流模型，包括： 零方程模型（代數模型）： 如混閤長度模型。 一階矩模型： 重點講解 $k-epsilon$ 模型（標準、重新歸一化）和 $k-omega$ 模型，分析它們在近壁區和自由剪切流中的優缺點及適用性。 雷諾平均 Navier-Stokes (RANS) 方程的應用： 討論瞭如何利用這些模型求解復雜的工程流動問題，例如管道彎麯、擴張和縮口中的流動分離。 第五部分：多相流與非牛頓流體的工程應用 本部分拓展瞭基礎理論至更具挑戰性的工業流體係統： 非牛頓流體動力學： 針對剪切變稀、剪切增稠、觸變性流體，詳細分析瞭流變模型（如 Herschel-Bulkley 模型）在描述其流動行為中的應用，並探討瞭它們在管道、靜態混閤器中的壓力損失計算。 氣固兩相流： 討論瞭顆粒在氣流中的輸運機理，包括阻力係數、曳力、沉降速度的計算，以及漿態化（Bubbling/Turbulent Fluidization）的判據。 氣液兩相流： 分析瞭氣泡、液滴和液膜的動力學，特彆是垂直管道中氣液兩相流的流型（如泡狀流、段塞流、環狀流）的識彆和轉換準則。 第六部分：數值模擬方法與工程工具 為連接理論與現代工程設計，本書提供瞭數值計算的基礎知識： 離散化方法概述： 簡要介紹瞭有限差分法（FDM）和有限體積法（FVM）在處理流體控製方程時的基本思想。 求解算法： 闡述瞭壓力-速度耦閤算法（如 SIMPLE 算法族）在綫性化求解 Navier-Stokes 方程中的作用。 網格生成與收斂性： 討論瞭結構化和非結構化網格的選擇原則，以及網格無關性驗證的重要性。 本書的特點在於其內容的深度和廣度並重，不僅提供瞭嚴格的數學推導，更強調瞭流體力學原理在實際化工、機械、能源工程中的應用案例分析，旨在培養讀者分析和解決復雜工業流動問題的能力。

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我最近在尋找一套能夠係統梳理現代高分子材料成型工藝中，關於流變學基礎與模具結構演變的書籍，主要是想深入理解在不同剪切速率和溫度梯度下，聚閤物熔體的非牛頓行為如何精確地映射到最終産品的幾何精度上。這本書的目錄結構給我留下瞭深刻印象，它似乎並沒有直接堆砌大量的公式，而是采取瞭一種從宏觀應用場景逐步深入到微觀物理機製的敘事路徑。我特彆關注到其中關於壓力分布預測模型的章節標題，它暗示瞭作者可能采用瞭先進的有限元分析（FEA）視角來處理模具內部的復雜流動難題，這對於解決實際生産中常見的壁厚不均、拉伸比不閤理等問題至關重要。閱讀體驗上，我期待它能提供大量經過實際案例驗證的參數優化流程，而非僅僅停留在理論闡述層麵，因為在實際操作中，經驗與理論的完美結閤纔是高效生産的關鍵。

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這本書的深度和廣度，對於我們這些長期在注塑領域打滾的工程師來說，是一個非常及時的補充。我最感興趣的，是它對於新型功能性復閤材料（比如含短縴維或納米填料的塑料）在模具內流動特性的探討。傳統模具設計手冊往往側重於通用熱塑性樹脂，但麵對這些新材料，縴維取嚮和填料分散性對最終力學性能的影響是決定性的。我希望書中能詳細闡述如何通過調整模具入口幾何形狀、流道設計以及排氣口的設置，來有效控製這些復雜流體的行為，確保最終製件的各嚮異性在可控範圍之內。如果書中能提供一套針對高粘度、高填充體係的“經驗法則”與“理論修正”相結閤的工具箱，那這本書的實用價值將是無可估量的，它能幫助我們打破傳統經驗的局限，邁嚮更精細化的工藝控製。

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初翻閱此書，我立刻被其中對“效率與可持續性”這一主題的關注所吸引。在當前全球對能耗和材料浪費日益敏感的背景下，任何關於提高設備利用率和減少廢品的工具書都具有極強的現實意義。我注意到其中似乎有一部分章節專門討論瞭如何通過優化模具結構來降低擠齣過程中的能耗，例如通過改進流道截麵形狀以減小壓力損失，從而允許機器在較低的驅動功率下維持相同的生産速率。這種將熱力學、流體力學與經濟效益緊密結閤的分析角度，顯示瞭作者對現代製造業全鏈條的深刻理解。它不僅僅是一本關於“如何做”的指南，更是一本關於“如何做得更好、更省”的戰略參考，對於企業提升核心競爭力具有直接的指導價值。

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我一直認為，一本優秀的技術專著，其價值不僅在於傳授知識，更在於啓發思考。這本書的章節編排似乎在鼓勵讀者進行批判性閱讀和創新性實踐。例如，在討論模具維護與壽命預測的部分，如果它能超越簡單的磨損分析，轉而探討基於實時傳感器數據（如溫度和壓力波動）的預測性維護模型，那將是極具前瞻性的。這種將數字化、智能製造的前沿理念融入傳統機械設計的過程，是技術迭代的必然趨勢。我期望這本書能夠提供足夠的理論深度，讓讀者在理解現有設計原理的基礎上，敢於挑戰和改進既有的設計範式，從而推動整個行業的進步，而不是僅僅滿足於復製現有的成熟方案。

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這部書的裝幀設計頗具匠心，封麵的色彩搭配既穩重又不失現代感，那種深邃的藍色調讓人聯想到精密儀器的質感，觸感上選擇瞭略帶磨砂的紙張，握在手中分量十足，透著一種專業書籍應有的可靠感。內頁的印刷質量更是令人贊嘆，字體的選擇清晰易讀，頁邊距處理得當，即便是長時間閱讀也不會感到視覺疲勞。版式的設計上，能看齣編者在細節上的用心，圖文的排布邏輯性很強，不會齣現信息擁堵的狀況，使得復雜的概念得以更直觀地呈現。裝訂方麵，平裝的工藝處理得非常牢固，書脊部分可以完全攤平，這對於經常需要對照參考、翻閱查找特定章節的讀者來說，無疑是一個極大的便利。總的來說，從物理層麵來看，這本書在設計和製作上達到瞭很高的水準，體現瞭對讀者閱讀體驗的尊重，讓人在捧讀之初就對其中蘊含的知識內容充滿瞭期待與敬意。

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