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出版者:化學工業齣版社

作者:周仕安

出品人:

頁數:289

译者:

出版時間:1999-8

價格:24.00元

裝幀:平裝

isbn號碼:9787502525231

叢書系列:

圖書標籤:

• 機械工程
• 機械基礎
• 機械原理
• 機械設計
• 工程力學
• 材料力學
• 製造技術
• 機械製圖
• 工業工程
• 機械設備

《流體力學與傳熱學基礎》：揭示物質運動與能量傳遞的深層奧秘 導言：跨越工程實踐與理論前沿的橋梁 在現代工程與科學研究的宏大敘事中，對物質運動規律和能量傳遞機製的深刻理解是實現技術突破的基石。《流體力學與傳熱學基礎》一書，正是一部緻力於係統闡述這兩大核心學科基本原理、分析方法及其工程應用的權威著作。它旨在為讀者，無論是初涉熱力學與流體力學領域的本科生，還是尋求理論深化的研究生及工程師，提供一個全麵、嚴謹且富有洞察力的學習平颱。本書的價值不僅在於匯集瞭經典理論，更在於其強調理論與實際問題的緊密結閤，力求構建一個從微觀機理到宏觀現象的完整認知框架。 第一部分：流體力學——物質在運動中的行為解析 流體力學是研究流體（液體和氣體）靜止或運動狀態下規律的科學。本書將流體力學部分劃分為若乾邏輯清晰的章節，確保讀者能循序漸進地掌握其精髓。 第一章：流體力學緒論與流體本構特性 本章首先界定瞭流體這一研究對象，闡明瞭其與固體在力學特性上的本質區彆。重點探討瞭流體的基本物理性質，包括密度、比重、粘度（牛頓流體與非牛頓流體）、錶麵張力以及可壓縮性。粘性是流體運動的核心因素，因此，本章會深入剖析牛頓內摩擦定律，並引入流體的本構關係方程，為後續的動量方程建立奠定基礎。 第二章：流體靜力學 流體靜力學是流體力學的入門基礎，研究流體處於平衡狀態時的受力情況。內容涵蓋靜力學基本原理，如壓力隨深度的變化規律（帕斯卡定律），以及如何應用等壓麵概念來分析復雜幾何形狀容器內的作用力與力矩。此外，浮力、浮心、穩性分析以及流體測壓技術（如皮托管、壓力傳感器原理）也在此部分得到詳盡論述。 第三章：流體運動學 運動學關注的是流體的運動描述，而不涉及産生運動的力。本書采用拉格朗日和歐拉兩種描述方法，詳細解釋瞭流場的概念，包括流綫、跡綫和渦綫。關鍵概念如流速場、流綫傾角、物質導數（或隨體導數）的物理意義被深入解析。對於速度場的分析，諸如流場的會聚、發散、鏇轉特性（鏇度）的數學錶達和物理含義是本章的重點。 第四章：流體動力學——控製方程的建立與應用 這是流體力學最核心的部分。本章基於四大基本守恒定律——質量守恒（連續性方程）、動量守恒（納維-斯托剋斯方程）、能量守恒和角動量守恒——推導齣適用於不同流動情況的控製方程。 不可壓縮牛頓流體：重點闡述瞭納維-斯托剋斯方程的簡化形式（如歐拉方程和簡化後的納維-斯托剋斯方程）。 經典解析解：通過對伯努利方程的推導、應用和局限性分析，講解瞭圓管層流（泊肅葉流動）和圓盤繞流等經典解析解，幫助讀者理解理想流動與粘性流動之間的橋梁。 量綱分析與相似性：引入雷諾數、傅汝德數等無量綱參數，結閤π定理，講解如何進行物理模型的縮尺設計和實驗研究，這是連接理論模型與實際工程的重要工具。 第五章：粘性流動的深入分析 本章聚焦於粘性對流體運動的實際影響，主要圍繞邊界層理論展開。 邊界層概念：闡述瞭在固體壁麵附近，由於粘性作用形成的薄層——邊界層。邊界層內外的速度梯度和剪切應力是係統研究的重點。 流動分離與阻力：分析瞭流動發生分離的條件，以及由摩擦阻力和壓差阻力構成的總阻力計算方法。 內部流動與外部流動：係統分析瞭圓管中的充分發展湍流（如摩阻因子與雷諾數的關係，穆迪圖的應用）和翼型繞流的升力與阻力特性。 第六章：可壓縮流動基礎 對於高速流動（如航空航天領域），流體的密度變化不可忽略。本章引入瞭馬赫數概念，重點分析瞭等熵流動、斜激波和正激波的形成、傳播及其熱力學分析，是理解超音速流動的關鍵。 第二部分：傳熱學——能量傳遞的機製與速率 傳熱學是研究能量在不同溫度物質之間傳遞規律的科學。本書將傳熱過程劃分為三大基本模式，並係統地探究其內在機理和計算方法。 第七章：傳熱學總論與導熱基礎 本章首先界定傳熱學的基本概念，如熱流密度、導熱係數、溫度梯度等，並明確瞭熱量傳遞的三個基本方式。重點在於導熱現象。 傅裏葉導熱定律：深入剖析瞭熱流密度與溫度梯度的綫性關係，這是導熱分析的基石。 一維穩態導熱：詳細推導瞭平闆、圓柱壁和球壁的穩態導熱微分方程，並求解瞭無內熱源和有內熱源情況下的溫度分布。傅裏葉級數在求解非穩態問題中的應用被作為重點講解。 熱阻概念：引入熱阻的概念來簡化復雜結構的傳熱計算，特彆是復閤壁結構的熱阻串聯與並聯計算方法。 第八章：瞬態導熱 本章探討溫度隨時間變化的非穩態導熱問題。 集總參數法：在生物工程或小型設備中，當物體內部溫度梯度可忽略時采用的近似解法，並界定時常數和畢奧數（Biot Number）的意義。 半無限大體導熱：求解初始溫度均勻的物體在受到階躍或周期性邊界條件下的溫度場演化，引入誤差函數（erf）。 利用導熱形狀因子：針對二維瞬態問題，介紹利用圖解法或查錶法快速估算復雜幾何體瞬態導熱速率的方法。 第九章：對流傳熱學 對流傳熱是流體力學與傳熱學交叉融閤的領域，涉及流體運動對熱量傳遞的增強作用。 對流傳熱基礎：區分自然對流（浮力驅動）和強製對流（外力驅動）。重點分析瞭無量綱準則數（如努塞爾數Nu、彭剋萊數Pr、格拉曉夫數Gr）的物理意義及其在無量綱關聯式中的地位。 強製對流：詳細推導瞭邊界層內的能量方程，並利用相似性方法求解瞭平闆的層流和湍流邊界層內的努塞爾數關聯式。圓管內流動（層流與湍流）的平均努塞爾數計算是工程應用的重要內容。 自然對流：分析瞭垂直平闆、水平平闆等典型幾何外形周圍的自然對流換熱，尤其關注浮力項在動量方程中的處理。 第十章：輻射傳熱學 輻射傳熱是依靠電磁波進行的能量傳遞，是高溫過程和真空環境下的主要傳熱方式。 輻射基本概念：定義瞭黑體、灰體、漫反射錶麵等理想化模型。闡述瞭輻射強度、輻射力、形狀因子（視圖因子）等關鍵參數。 形狀因子計算：詳細介紹瞭計算復雜幾何體之間輻射換熱形狀因子的代數方法，包括互易性原理、疊加原理和輻射網絡法。 輻射換熱分析：重點分析瞭黑體腔體之間的輻射換熱，以及灰體之間包含大氣吸收和散射的輻射網絡模型建立與求解。 第十一章：傳熱與流動的耦閤問題 本章將前述知識融會貫通，探討實際工程中流體流動與熱量傳遞同時發生的復雜係統。包括： 換熱器設計基礎：講解瞭並流、逆流等不同流嚮換熱器的基本原理、對數平均溫差（LMTD）法和有效-傳熱係數（NTU）法的應用，以及換熱器性能評估指標。 相變傳熱概述：簡要介紹瞭沸騰和凝結等相變過程中獨特的傳熱特性，特彆是核態沸騰和膜態沸騰的機理。 結語：麵嚮未來的工程思維 《流體力學與傳熱學基礎》通過嚴謹的數學推導、詳盡的物理圖像和豐富的工程案例，旨在培養讀者運用守恒思想解決實際問題的能力。它不僅是知識的載體，更是工程思維訓練的工具，為讀者後續深入研究計算流體力學（CFD）、熱交換器設計、能源工程和環境工程等前沿領域打下瞭堅實而全麵的基礎。全書結構嚴謹，內容詳實，是工程師和科研人員案頭的常備參考書。

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《機械基礎》這本書的魅力在於它的係統性和全麵性。我之前接觸過一些機械方麵的零散知識，但總感覺不成體係。讀瞭這本書之後，我纔意識到，原來機械設計是一門如此龐大的學科，它包含瞭材料、力學、傳動、控製等多個子領域。書本在介紹機械傳動時，對於各種傳動方式的優缺點分析得非常透徹，例如鏈傳動、帶傳動、齒輪傳動之間的選擇，不僅僅是簡單的性能羅列，還結閤瞭實際應用場景，給齣瞭非常具有指導意義的建議。我尤其喜歡書中關於公差與配閤的那部分內容。如何精確地控製零件的尺寸，如何保證不同零件之間的順利裝配，這些看似細微之處，卻直接關係到機械産品的質量和性能。書中的講解讓我第一次真正理解瞭“精密”的含義。

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這本書我讀瞭大概有幾個月瞭，期間反復翻閱，每次都有新的體會。最初拿到《機械基礎》的時候，我抱著一種“先睹為快”的心情，畢竟是領域內的經典，總想看看裏頭究竟藏著什麼“寶貝”。剛開始讀的時候，確實有些吃力，裏麵涉及到一些我之前接觸比較少的理論知識，比如材料力學的應力、應變分析，還有一些關於機構運動學和動力學的概念，光是理解這些就花瞭我不少時間。書本的講解邏輯非常嚴謹，每一步推導都力求清晰，這對於我這樣一個基礎相對薄弱的讀者來說，既是挑戰也是福音。我尤其喜歡書中大量的圖示和案例分析，它們將抽象的理論具象化，讓我能更直觀地理解那些復雜的機械原理。比如，在講到齒輪傳動時，書中不僅有詳細的齒形繪製和傳動比計算，還配有不同類型齒輪在實際應用中的圖片，像是汽車變速箱、工業減速機等等，這讓我立刻能聯想到生活中常見的機械裝置，感覺那些枯燥的公式一下子有瞭生命。

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《機械基礎》這本書的閱讀體驗是一次深刻的知識探索之旅。我之前一直覺得機械設計是一個非常實踐性的領域，但這本書讓我看到瞭其背後蘊含的深厚理論基礎。我印象深刻的是書中關於動力學分析的部分，它不僅介紹瞭牛頓第二定律在機械係統中的應用，還深入探討瞭能量守恒定律和動量守恒定律的原理。書本的案例分析十分豐富，而且具有很強的代錶性，讓我能夠將理論知識與實際工程問題緊密聯係起來。我發現，當我遇到一些模糊的概念時，隻要迴到書中查找，總能找到清晰的解釋和詳細的推導過程。

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這本書給我最深刻的感受就是它的嚴謹和係統。我之前接觸過一些機械方麵的書籍，但都感覺不夠全麵，或者講解不夠深入。《機械基礎》這本書的內容非常全麵，從機械零件的設計、材料選擇，到機械係統的運動分析、動力學仿真，幾乎涵蓋瞭機械工程的所有基礎知識。我特彆喜歡書中關於設計流程的講解，它詳細介紹瞭從需求分析、概念設計到詳細設計、製造檢驗的整個過程，讓我對機械設計的整體流程有瞭清晰的認識。書本的語言風格非常專業，但又不失清晰易懂，它用非常嚴謹的邏輯，一步步地引導讀者深入理解機械工程的本質。

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當我打開《機械基礎》這本書時，我被它內容的深度和廣度所震撼。這本書的內容非常豐富，從最基礎的材料力學原理，到復雜的機械係統設計，幾乎無所不包。我尤其對書中關於機械設計準則的闡述印象深刻。書本強調瞭安全性、可靠性、經濟性和可製造性等多個方麵的考量，並且詳細介紹瞭如何在設計過程中平衡這些相互製約的因素。我嘗試著運用書中的一些設計方法，對一個簡單的結構件進行優化，雖然最終的結果並不完美，但整個過程讓我學到瞭很多。書中的語言風格十分專業，但並非晦澀難懂，它采用瞭一種非常清晰、有邏輯的敘述方式，讓即使是初學者也能逐步理解。

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我個人認為，《機械基礎》這本書最大的亮點在於它對基礎理論的深刻剖析。它不僅僅是告訴你“是什麼”，更重要的是告訴你“為什麼是這樣”。我記得書中有一章詳細講解瞭材料的塑性變形機理，從晶體學角度解釋瞭金屬材料是如何在受力下産生形變的。這種深入的解釋讓我對材料的宏觀性能有瞭更深層次的理解。書本的案例選擇也十分精妙，涵蓋瞭機械工程的各個分支，從微觀的材料結構到宏觀的機械係統，都給齣瞭詳實的應用示例。我特彆欣賞書中關於可靠性分析的內容，它讓我認識到，在實際工程中，我們必須充分考慮各種不確定性因素，並采取相應的措施來提高産品的可靠性。

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坦白說，《機械基礎》這本書的內容非常紮實，它不是那種“翻翻就能懂”的快餐式讀物，而是需要靜下心來，一點點啃的硬骨頭。我印象最深的是關於機械零件強度設計的那一部分。書中詳細介紹瞭各種失效模式，包括屈服、斷裂、疲勞等等，並且給齣瞭詳細的計算方法和設計準則。我嘗試著按照書中的步驟，對一個簡單的軸進行應力分析，雖然計算過程相當繁瑣，但當我最終得到一個滿足安全要求的尺寸時，那種成就感是無與倫比的。書本的語言風格相對比較正式和學術，但又不失嚴謹性，我覺得這對於培養嚴謹的學習態度非常有幫助。我發現，很多時候我理解不瞭某個概念，並不是因為概念本身有多難，而是因為我之前的某些基礎知識不夠牢固。這本書就像一麵鏡子，讓我清晰地認識到自己的知識盲區，從而有針對性地去彌補。

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這本書就像一本厚重的百科全書，裏麵涵蓋瞭機械領域最基本、最重要的知識。我記得有一段內容是關於機械振動的分析，裏麵介紹瞭自由振動、受迫振動、阻尼振動等概念，並且給齣瞭相應的微分方程求解方法。雖然微分方程對我來說已經有些年頭瞭，但書中的講解非常細緻，一步步地引導我迴憶和理解。讓我印象深刻的是，書中將復雜的理論問題與實際的工程應用緊密結閤。比如，在講解機械失效分析時，書中列舉瞭很多真實案例，分析瞭失效的原因和預防措施，這讓我看到瞭理論知識在實際工程中的巨大價值。我感覺這本書不僅僅是知識的傳遞，更是一種思維方式的培養，它教會我如何去分析問題、解決問題。

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這本書給我的感覺就像一位經驗豐富的老工匠，用最樸實無華的語言，卻能把最精深的技藝娓娓道來。我特彆贊賞它在介紹機械摩擦和潤滑時所采用的方法。不同於其他書籍泛泛而談，它深入探討瞭不同摩擦狀態下的磨損機理，並且詳細介紹瞭各種潤滑劑的性能特點和選擇依據。我記得書中有一個章節專門講到滾動軸承的壽命計算，那個公式涉及到的參數非常多，一開始看得我頭暈眼花。但當我仔細閱讀完後麵的解釋，並對照著書中的錶格進行參數查找時，我纔慢慢理解瞭每一個參數背後的物理意義。書本的排版也非常用心，字體大小適中，行距閤理，即使長時間閱讀也不會感到疲勞。而且，重要的公式和概念都有高亮或者加粗處理，方便我快速迴顧和記憶。

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這本書的價值在於它提供瞭一個紮實的知識框架，讓我能夠將零散的機械知識串聯起來。我記得在閱讀關於機械加工工藝的那一部分時，書中對各種加工方法（如車削、銑削、磨削等）的原理、適用範圍和精度等級都進行瞭詳細的介紹。這對於我理解不同零件的製造過程非常有幫助。書中的配圖質量很高，清晰地展示瞭各種機械零件的結構和運動狀態，這大大減輕瞭我的閱讀負擔。我覺得這本書的作者非常懂得如何引導讀者思考，它提齣的問題往往能觸及問題的核心，並且鼓勵讀者自己去尋找答案。

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