泵与风机/普通高等教育十五规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国电力

作者:郭立君

出品人:

页数:191

译者:

出版时间:2004-8

价格:19.00元

装帧:

isbn号码:9787508325170

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流体力学与流体机械基础 内容简介 本书系统地阐述了流体力学和流体机械的基本原理、计算方法及其在工程实践中的应用。全书内容涵盖了从流体静力学、流体运动学到流体动力学的理论基础，并深入探讨了离心泵、轴流泵、风机以及压缩机等关键流体机械的工作原理、设计选型和运行优化。本书旨在为机械工程、能源动力、土木工程、化学工程等相关专业本科生提供扎实的理论框架和必要的工程技能。 第一部分：流体力学基础 第一章 绪论 本章首先界定流体力学的研究范围、历史沿革及其在现代工程技术中的重要地位。重点介绍了流体的基本概念，如连续介质假设、密度、比重、粘度等流体宏观性质。清晰区分了牛顿流体与非牛顿流体，并引入了流体的基本物理模型——牛顿内摩擦定律，为后续的分析奠定了基础。讨论了压力、压强及其在不同参考系下的表示方法，包括表压、绝对压强和真空度。 第二章 流体静力学 本章集中研究流体处于静止平衡状态时的规律。核心内容是静压强分布规律，推导出流体中任意一点的压强与其深度成正比的关系式，即基本静力学方程 $frac{partial p}{partial z} = - ho g$。详细讲解了压强在不同方向上的等值性，并以此为基础，推导了测压管、压力计的工作原理，特别是U型管压力计的测量方法。深入分析了作用在平面和曲面上的静水总压力、合力和作用点（压力中心）的计算方法，这对于水工结构、船体设计至关重要。同时，引入了浮力和阿基米德原理，探讨了物体的浮沉条件。 第三章 流体运动学 本章侧重于描述流体的运动状态，而不考虑引起运动的力。首先，引入描述流体微团运动的两种基本方法：拉格朗日法和欧拉法。随后，建立了流线、迹线和涡线等描述流体运动的空间和时间关系的几何概念，并明确区分了它们的物理含义。运动学分析的关键在于速度场的描述，本章详细推导了速度的位移矢量和速度梯度张量。在此基础上，引入了流动的基本特征量，如连续性方程（质量守恒原理在流体运动中的体现），并分别阐述了恒定流、不可压缩流和定常流的数学表达式。 第四章 流体动力学 本章将流体运动与作用在其上的力联系起来，是流体力学分析的核心。首先引入理想流体的概念，基于动量守恒定律，推导了描述无粘性流体运动的欧拉方程。随后，通过对欧拉方程的线积分，得到了著名的伯努利方程，这是分析管路流动、流量测量和流速计算的基石。伯努利方程的实际应用（如文丘里管、皮托管）被详尽阐述。接着，将分析范围扩展到粘性流体，引入了纳维-斯托克斯方程，这是描述牛顿流体运动的完整动力学方程。为简化分析，本章重点探讨了粘性流体在圆管中的稳定层流（泊肃叶流动），并计算了沿程水头损失。 第五章 量纲分析与相似理论 本章提供了一种在不进行复杂计算或试验的情况下，预测工程问题规律的有力工具。首先解释了物理量的量纲、单位和量纲齐次性原则。随后，详细介绍了π定理（Buckingham定理）的应用步骤，通过将复杂的物理问题归结为一组无量纲参数的函数关系，极大地简化了问题。重点讨论了雷诺数（Re）、弗劳德数（Fr）等关键无量纲参数的物理意义。基于相似理论，阐述了物理模型试验与原型之间建立联系的方法，包括几何相似、运动学相似和动力学相似的判据。 第六章 实际流体的流动与能量损失 本章深入研究真实流体（粘性流体）在管道、渠道中的流动特性及能量耗散问题。重点分析了流动的紊流特性，阐述了边界层理论的基本概念，包括边界层的形成、分离现象及其对阻力的影响。详细讲解了沿程水头损失的计算方法，引入了摩阻系数（f）的概念，并介绍了沿程阻力图（Moody图）在确定湍流损失中的实际应用。此外，还分析了由于管道突缩、放大、阀门、弯管等局部结构变化引起的局部水头损失，并给出了损失系数的计算方法。 --- 第二部分：流体机械基础 第七章 流体机械概述与流体动力学基础 本章为流体机械的学习建立理论基础。首先对流体机械（包括输送机械和动力机械）进行分类，概述了其在工业中的应用。随后，从动量守恒原理出发，详细推导了作用在固定或运动叶轮上的冲击力计算公式，即动量方程在流体机械中的应用形式。引入欧拉能量方程，阐明了流体机械对流体所做的功（或从流体中获取的能量）与流体相对速度和绝对速度变化之间的内在联系。 第八章 离心泵 本章聚焦于应用最广泛的输送机械——离心泵。系统阐述了其工作原理，包括能量转换过程。重点分析了叶轮、蜗壳（涡卷室）和导向叶片等主要部件的功能。详细推导了理论扬程和实际扬程的计算公式，并分析了水力损失和机械损失。着重介绍了泵的性能曲线（扬程-流量、效率-流量、功率-流量），并解释了有效吸入头（NPSH）的概念及其重要性，这是防止汽蚀的关键参数。讲解了泵的选型、并联与串联运行的工况点确定方法。 第九章 轴流泵与混流泵 本章讨论了适用于大流量、低扬程工况的轴流泵和混流泵。阐述了轴流泵和混流泵的工作特性与离心泵的主要区别，特别是叶轮对流体作用的角度变化。通过翼型理论和圆柱面静止/旋转叶栅理论，分析了轴流泵叶片上的速度三角形和能量传递过程。介绍了混流泵的结构特点，并对比了三种主要泵型在特定工况下的适用性。 第十章 风机与压缩机基础 本章扩展至气体输送和压缩设备。对于风机，重点讨论了其与泵相似的性能曲线，但需要计入气体可压缩性对性能的影响。详细介绍了风机的比速概念及其对风机结构形式选择的指导意义。在压缩机部分，主要介绍了容积式压缩机（如往复式）和速度式压缩机（如离心式、轴流式）的基本工作原理和特点。着重分析了等温压缩、多级压缩和增湿压缩的热力学过程及其功耗计算。 第十一章 流体机械的效率与特性 本章对流体机械的性能进行全面量化评估。详细定义了总效率、容积效率和机械效率，并分析了影响各项效率的物理因素。深入探讨了相似定律在流体机械中的应用，特别是如何利用相似系数（如比转速、流量系数、扬程系数）对不同尺寸或转速的机械进行性能换算。讲解了汽蚀现象的机理、危害及防治措施，这在水泵和低压风机的设计中至关重要。 第十二章 流体机械的安装与运行 本章侧重于工程实践。介绍了流体机械的安装基础要求，包括对基础刚度和地基沉降的控制。详细讲解了管路系统的水力特性，包括管路阻力系数的确定和水击现象的分析及其控制。最后，探讨了流体机械在实际系统中的运行调节方法（如调节阀门、改变转速），并介绍了常见的故障诊断与排除的基本步骤。 本书内容结构严谨，理论推导清晰，注重理论与工程应用的结合，是流体机械领域专业人员必备的参考书目。

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