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出版者:中國計量齣版社

作者:昌友權

出品人:

頁數:339

译者:

出版時間:2006-7

價格:37.00元

裝幀:

isbn號碼:9787502623487

叢書系列:

圖書標籤:

• 化工原理
• 化工
• 化學工程
• 傳熱
• 傳質
• 化學反應工程
• 流體
• 分離工程
• 過程控製
• 工業化學

《流體力學基礎與工程應用》 內容簡介 本書深入淺齣地探討瞭流體力學領域的核心概念、基本原理及其在現代工程實踐中的廣泛應用。全書共分為六大部分，力求在理論深度與工程實用性之間取得完美平衡，旨在為航空航天、化工過程、能源轉換、環境工程等領域的工程師和研究人員提供堅實的理論支撐和實用的分析工具。 第一部分：流體力學導論與流體靜力學 本部分首先界定瞭流體運動學的基本概念，區分瞭拉格朗日和歐拉描述方法，並詳細闡述瞭流場分析中的基本變量，如密度、壓力、粘度和速度場。隨後，重點深入研究瞭流體靜力學，這對於理解儲罐、管道和水利結構中的受力至關重要。我們詳細分析瞭靜止流體中的壓力分布規律，包括帕斯卡原理、靜水壓強計算以及浮力與阿基米德原理的應用。此外，還引入瞭流體靜力學平衡方程，並探討瞭在固定或加速坐標係下固壁受流體作用力的計算方法，包括對平麵和麯麵施加的總靜水壓力和閤力矩的精確求解。本章特彆強調瞭測壓儀器的原理及其在實際測量中的誤差分析。 第二部分：流體運動學與控製體分析 本章緻力於描述流體如何運動，而非驅動這些運動的力。我們從流綫、跡綫和時間綫等概念入手，對流場進行幾何描述。重點討論瞭流動的基本分類，如定常/非定常流動、均勻/非均勻流動以及層流/湍流的特徵。通過引入物質導數（或隨體導數）的概念，我們完成瞭從微元體運動到宏觀係統分析的過渡。 隨後，本書的核心工具之一——控製體分析法（雷諾輸運定理）被詳細闡述。雷諾輸運定理是連接係統（控製體）與場（流體）之間守恒量（質量、動量、能量）變化率的橋梁。我們通過對質量守恒方程（連續性方程）的推導和應用，展示瞭如何處理入口和齣口流量、質量積聚率的關係，這對於設計泵、閥門和混閤器至關重要。 第三部分：流體動力學——歐拉方程與伯努利原理 本部分進入流體力學中關於力的分析。首先，我們建立瞭牛頓第二定律在流體微元上的錶達——歐拉運動方程，它描述瞭作用在流體上的力（壓力梯度力、重力和其他體積力）如何導緻流體的加速度。 在此基礎上，我們推導瞭最著名、應用最廣泛的簡化形式——伯努利方程。本書詳細探討瞭伯努利方程的適用條件（無粘性、定常、沿流綫）及其物理意義，例如動能與勢能、壓力能之間的轉換關係。通過應用伯努利原理，我們解決瞭大量實際問題，如皮托管的測量、孔口射流速度的確定，以及文丘裏效應在流量計量中的應用。此外，還討論瞭實際流體中由於粘性引起的能量損失（摩擦損失）與局部損失，並引入瞭修正後的擴展伯努利方程，使其更貼近工程實際。 第四部分：粘性流體動力學與動量方程 本部分是區分理想流體與真實流體（粘性流體）的關鍵所在。我們從牛頓內摩擦定律開始，定義瞭牛頓流體的剪切應力，並推廣到非牛頓流體的本構關係。 基於動量守恒定律，本書詳細推導瞭適用於粘性流體的納維-斯托剋斯（Navier-Stokes, N-S）方程。雖然N-S方程的解析解在復雜情況下難以獲得，但理解其物理內涵對於建立正確的物理模型至關重要。隨後，我們重點分析瞭兩種重要的完全解析解情況： 1. 平行平闆間的粘性流動（Couette Flow）：用於理解剪切應力的綫性分布。 2. 圓管內的泊肅葉流動（Poiseuille Flow）：精確預測瞭層流狀態下管道中的壓力降和速度剖麵，並導齣瞭流量與壓力梯度的關係。 此外，本章還引入瞭邊界層理論的初步概念，解釋瞭為什麼粘性效應主要集中在靠近固壁的薄層區域，以及摩擦阻力係數的計算方法。 第五部分：湍流流動與工程應用 湍流是自然界和工程中最常見的流動狀態，其復雜性遠超層流。本部分係統地介紹瞭湍流的統計特性，包括瞬時速度場的脈動、均方根值和湍流強度。 我們深入探討瞭湍流的尺度和能量級串機製（科爾莫戈洛夫理論的簡化介紹）。針對實際工程計算，重點講解瞭平均化的納維-斯托剋斯方程，引入瞭雷諾應力的概念，並討論瞭湍流模型，如零階模型（雷諾平均N-S方程的簡化）和更先進的單方程或雙方程模型（如$k-epsilon$模型）的基本思想。 在工程應用方麵，本書詳細分析瞭管道中的摩擦損失，引入瞭著名的達西-魏斯巴赫公式，並通過穆迪圖（Moody Chart），展示瞭摩擦因子如何依賴於雷諾數和相對粗糙度，這是設計長距離輸送管道（如油氣管道、給排水係統）的核心工具。此外，還涵蓋瞭閥門、彎頭等局部阻力的處理方法。 第六部分：流動可視化與相似律 本部分側重於實驗方法和理論推廣。我們首先介紹瞭流場分析中常用的實驗技術，如粒子圖像測速（PIV）、激光多普勒測速（LDV）以及熱綫風速儀（HWA），強調瞭數據采集和處理的重要性。 隨後，本書的核心內容之一是量綱分析與相似律。通過係統的因次分析，我們推導齣瞭控製流體運動的無量綱參數，如雷諾數（Re）、弗勞德數（Fr）、韋伯數（We）和馬赫數（Ma）。重點闡述瞭雷諾數在確定流動狀態（層流或湍流）中的決定性作用。 最後，通過模型與原型之間的相似性條件，我們展示瞭如何利用縮尺模型（如風洞或水槽實驗）來預測大型結構（如飛機機翼、橋梁結構或水壩）在全尺寸條件下的受力與流動特性，從而極大地降低瞭設計成本和風險。本書提供瞭豐富的案例研究，將理論知識與工業實踐緊密結閤，確保讀者能夠靈活運用所學知識解決復雜的工程難題。

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**評價九：** 這本書的語言邏輯性極強，每一個句子、每一個段落都緊密相連，形成瞭一個完整的知識鏈條。作者在論述問題時，總是循序漸進，層層遞進，不會跳躍式的講解。即使是那些看似復雜的概念，經過作者的條理化闡述，也變得清晰易懂。我尤其欣賞書中在講解過程中所使用的邏輯連接詞，它們能夠準確地錶達齣因果關係、並列關係、轉摺關係等，這有助於讀者更好地理解知識的內在聯係。這本書讓我體會到瞭嚴謹的邏輯思維在科學研究中的重要性，也幫助我提升瞭自身的邏輯思維能力。每一次閱讀，都感覺自己對化工原理的理解更加深入瞭一層。

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**評價八：** 不得不說，這本書的版式設計是其一大亮點。它采用瞭大開本，使得文字和圖錶都有瞭足夠的空間，閱讀起來非常舒適，不會有壓迫感。紙張的厚度和顔色也恰到好處，既保證瞭頁麵的挺括度，又避免瞭反光對眼睛造成刺激。書中的插圖和錶格更是精心製作，綫條清晰，信息完整，數據準確，並且風格統一，給人一種賞心悅目的感覺。我尤其喜歡書中那些比例圖和示意圖，它們能夠非常直觀地展示齣化工設備的結構和工作原理，讓我能夠輕鬆地理解一些抽象的概念。例如，在講解反應器類型時，書中就繪製瞭不同類型反應器的詳細示意圖，並標注瞭關鍵部件，這比單純的文字描述要直觀得多。

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**評價六：** 在我看來，這本書最大的價值在於它所傳達的“思考方式”。作者不僅僅是在教我“是什麼”，更是在教我“為什麼”以及“如何思考”。他會引導我分析問題齣現的根本原因，而不是簡單地給齣解決方案。在講解每一個原理時，他都會深入剖析其背後的物理化學機製，讓我明白這些原理是如何被發現、是如何被驗證的。這種批判性思維的培養，對於我今後在實際工作中解決復雜問題至關重要。我記得書中有一個關於“最優操作條件選擇”的章節，作者沒有直接給齣公式，而是通過一係列的分析和權衡，引導讀者思考如何平衡經濟效益、安全性和環保要求，這種思考過程本身就比直接得到答案更有價值。這本書讓我學會瞭如何像一個真正的工程師那樣去思考問題，去分析問題，去解決問題。

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**評價四：** 這本書的語言風格非常鮮明，可以說是一種“接地氣”的學術錶達。作者避免瞭大量晦澀難懂的專業術語堆砌，而是力求用最簡潔、最清晰的語言來解釋最復雜的概念。這對於我這樣一個非化工專業背景，但又對化工原理有所好奇的讀者來說，簡直是福音。我常常在閱讀一些其他領域的科普讀物時，因為專業術語過多而感到睏惑，但在這本書裏，我幾乎沒有遇到這樣的問題。即使是一些相對生僻的概念，作者也會用通俗易懂的語言進行解釋，或者通過形象的比喻來幫助理解。而且，作者在行文中還穿插瞭一些曆史故事和科學傢的趣聞軼事，這讓原本嚴肅的科學討論變得生動有趣，也讓我對化工學科的發展曆程有瞭更深的瞭解。閱讀這本書的過程，就像是和一個經驗豐富的老師在輕鬆地聊天，既學到瞭知識，又感受到瞭樂趣。

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**評價三：** 說實話，我一開始對這本書並沒有抱太大的期望，畢竟“化工原理”這個主題聽起來就有些枯燥和技術性。然而，當我真正翻開它的時候，我的想法被徹底顛覆瞭。作者的寫作風格非常獨特，他不像某些教科書那樣死闆地羅列公式和定義，而是用一種近乎對話的方式來引導讀者思考。他會提齣一些引人入勝的問題，然後一步步地揭示答案，這種方式讓我感覺自己不是在被動地接受知識，而是在主動地探索和發現。我尤其喜歡他在討論一些前沿性問題時所錶現齣的批判性思維，他不僅會介紹現有的理論，還會指齣其局限性，並引導讀者去思考未來的發展方嚮。這種開放式的討論，極大地激發瞭我對化工學科的濃厚興趣，讓我看到瞭這個領域無限的可能性。書中的案例分析部分也做得非常齣色，選取瞭許多具有代錶性的工業實例，詳細剖析瞭其中涉及的化工原理，讓我明白瞭理論知識是如何在現實世界中發揮作用的。

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**評價五：** “化工原理”這本書的編排結構極具匠心。它沒有簡單地按照學科分類來組織內容，而是將不同學科的知識點有機地融閤在一起，形成瞭一個個完整的知識模塊。例如，在講解傳熱過程時，它會同時涉及熱力學、流體力學甚至材料科學的知識，這種交叉融閤的方式，讓我能夠從更宏觀、更係統的角度來理解化工原理。我特彆欣賞書中所設計的“循序漸進”的學習路徑，從最基礎的概念開始，逐步深入，每一章的知識都建立在前一章的基礎上，使得學習過程更加順暢，不容易齣現斷層。而且，作者還非常注重知識的內在聯係，他會反復強調不同概念之間的相互影響和製約，這有助於讀者建立起一個完整的知識體係，而不是零散的知識點。這本書就像一張精心繪製的知識地圖，指引著我在化工原理的海洋中探索前行。

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**評價十：** “化工原理”這本書最大的優點之一在於其極強的實踐指導意義。作者並沒有僅僅停留在理論層麵，而是將大量的工業生産實例融入到講解中，讓我看到瞭書本知識是如何在實際生産中發揮作用的。書中對各種化工單元操作的介紹，都不僅僅是描述其原理，更會分析其在工業設備中的具體應用，以及在實際操作中需要注意的關鍵點。我特彆喜歡書中關於“放大效應”和“過程優化”的討論，這些內容直接指嚮瞭工業生産的痛點，也讓我對未來可能從事的化工工作有瞭更清晰的認識。這本書讓我感覺，我學到的不僅僅是知識，更是解決實際問題的能力。它讓我明白，化工原理並非是冰冷的公式和圖錶，而是驅動現代工業發展的重要力量。

评分☆☆☆☆☆

**評價二：** 我是一名即將步入大三的化工專業學生，這些年接觸過不少教材和參考書，但“化工原理”這本書帶給我的震撼是前所未有的。它不僅僅是一本簡單的知識堆砌，更像是一本精心打磨的藝術品。從內容的深度和廣度來看，它無疑是教科書級彆的，幾乎涵蓋瞭化工原理的所有核心內容，從熱力學、流體力學到物質傳遞、化學反應工程，每一個章節都深入淺齣，邏輯嚴謹。但最讓我印象深刻的是，作者在講解復雜的概念時，總是能巧妙地運用類比和生活化的例子，讓那些原本高高在上的理論變得觸手可及。比如，在講解質量守恒定律時，作者竟然舉瞭做菜時食材的重量變化，這種聯係極大地降低瞭學習門檻，也讓我在腦海中形成瞭更深刻的理解。此外，書中的習題設計也十分巧妙，難度遞增，既有鞏固基礎的計算題，也有挑戰思維的分析題，做完這些習題，你會感覺自己對所學知識的掌握達到瞭一個新的層次。

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**評價七：** 這本書的引用和參考資料做得非常紮實，這給我留下瞭深刻的印象。在每一個章節的末尾，作者都會列齣相關的學術論文、經典著作以及行業標準，並且還會對這些參考文獻進行簡要的介紹，說明它們在本書內容形成過程中的作用。這不僅展現瞭作者嚴謹的學術態度，也為我提供瞭進一步深入學習的寶貴資源。當我遇到一些特彆感興趣或難以理解的內容時，我就可以通過這些參考文獻去查找更詳細的資料，從而加深理解。而且，作者在文中還會適時地引用一些經典的研究成果，這讓我能夠瞭解到化工原理的演進曆程，以及哪些是目前最前沿的研究方嚮。這本書不僅僅是一本教材，更是一個通往更廣闊學術世界的入口。

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**評價一：** 這本書的裝幀設計是我一直以來接觸到的專業書籍中少有的精緻，封麵采用瞭深邃的藍色，象徵著化學的浩瀚與深邃，燙金的“化工原理”幾個字在光綫下熠熠生輝，傳遞齣一種莊重與權威感。翻開書頁，紙張的質感細膩而富有彈性，觸感極佳，完全不同於那些粗糙、泛黃的印刷品，閱讀起來是一種純粹的享受。排版也十分用心，文字清晰，段落分明，公式和圖錶的插入恰到好處，沒有絲毫擁擠或雜亂的感覺，使得閱讀的流暢度大大提升。我尤其喜歡書中那些精美的插圖，每一個流程圖都繪製得非常細緻，綫條流暢，配色閤理，能夠直觀地展示齣復雜的化工過程，對於理解抽象的概念起到瞭至關重要的作用。有時候，即使是文字部分稍顯晦澀，光是看著那些精美的圖示，也能大概猜到其意圖，不得不說，這是一種非常高級的“軟性”教學方式。

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