液压与气动习题实验指导 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:华中科技大学出版社

作者:陆全龙

出品人:

页数:149

译者:

出版时间:2009-10

价格:16.00元

装帧:

isbn号码:9787560940670

丛书系列:

图书标签:

• 液压技术
• 气动技术
• 机械工程
• 工程教育
• 实验指导
• 习题集
• 液压系统
• 气动系统
• 机械原理
• 实践教学

流体力学基础：原理与应用 本书旨在系统阐述流体力学领域的核心概念、基本原理及其在工程实践中的广泛应用。内容涵盖流体静力学、流体运动学以及流体动力学三大核心分支，为读者打下坚实的理论基础。 第一部分：流体静力学 本部分重点探讨流体静止状态下的力学规律。首先，详细介绍了流体的基本性质，如密度、比重、粘度、表面张力等，并分析了这些性质对流体行为的影响。随后，深入讲解了流体静力学基本原理，特别是压力随深度的变化规律，推导了等压面概念。 核心内容包括：流体静力学基本方程的推导与应用，重点分析了平面受力和曲面受力，包括浮力、总压力的计算，以及浮心、压心等关键概念。书中通过大量的工程实例，如水坝设计中的侧墙压力计算、浮体稳定性分析（稳心高度计算），使抽象的理论得以具象化。此外，还专门辟章节讨论了测压仪器的工作原理，如皮托管、压力计、U型管压力计等，并教授如何利用这些工具准确测量流体压力。 第二部分：流体运动学 流体运动学关注流体的运动规律而不考虑作用于流体上的力。本部分从描述流体运动的不同角度出发，引入了拉格朗日和欧拉描述方法，并详细阐述了流线、迹线和时间线等描述工具。 关键概念包括：流体的连续性方程，这是基于质量守恒原理推导出的核心方程，展示了流速、管道截面积和密度之间的内在联系。运动学分析还涉及流体的速度场、加速度场的确定，以及涡度、旋度和流线曲率等描述流体微团运动状态的物理量。通过对层流和湍流两种基本流动状态的区分，为后续的动力学分析做铺垫。对流场中的基本运动模式，如平移、旋转和变形，进行了细致的数学描述。 第三部分：流体动力学——不可压缩牛顿流体 本部分是全书的重点和难点，将流体力学理论与牛顿第二定律相结合，构成了描述流体运动的动力学基础。 1. 欧拉方程与伯努利方程： 首先，基于对流体微团的受力分析，推导了描述无粘性、不可压缩流体运动的欧拉方程。随后，通过对欧拉方程的线积分，得到了流体力学中最著名的基本方程——伯努利方程。本书不仅给出了标准形式（理想流体），还详细推导了适用于实际工程的修正形式（包含水头损失项），用于分析管道、喷嘴、文丘里管等典型装置中的能量转换过程。章节通过分析水轮机、泵和压缩机基础工作原理，展示了伯努利方程的强大应用能力。 2. 粘性流体运动与流动损失： 认识到理想流体的局限性，本部分深入探讨了粘性对流体运动的决定性影响。详细介绍了牛顿流体和非牛顿流体的粘性特性。核心内容集中在对沿程流动损失和局部损失的分析。 沿程损失： 重点解析了著名的达西-韦斯巴赫（Darcy-Weisbach）方程，并深入探讨了雷诺数（Reynolds Number）在区分层流和湍流中的关键作用。通过引入摩擦系数（f），分析了光滑管道和粗糙管道中的流动阻力特性。对圆管中的层流和湍流速度分布进行了详细的数学建模和物理意义阐释。 局部损失： 系统性地分析了阀门、弯管、扩散管等流体部件引起的局部能量损失，并介绍了局部损失系数（K）的确定方法。 3. 相似理论与量纲分析： 为解决复杂流体力学问题的工程模拟和实验验证问题，本部分系统介绍了量纲分析和相似理论。详细阐述了普朗特数（Prandtl）、韦伯数（Weber）、傅里叶数（Fourier）等重要无量纲数在流体力学中的物理意义。重点讲解了如何运用π定理（Buckingham Pi Theorem）来构建无量纲参数组，从而指导物理模型的缩尺设计，确保实验结果能可靠地推广到实际工程规模。 第四部分：流动分离与边界层理论 本部分处理了更接近实际情况的复杂流动问题，即粘性流体在固体壁面附近的流动特性。 详细介绍了边界层的概念，分析了边界层内外的流体特性差异。核心内容包括：普朗特（Prandtl）提出的边界层理论的基本假设，以及对平板边界层（层流和湍流）厚度的经典解法（如Blasius解的定性描述）。深入讨论了流动分离现象的发生机理，特别是压力梯度对分离点的影响，并分析了流动分离对阻力（特别是压差阻力）和升力的重要影响。通过对翼型绕流的简要介绍，将边界层理论与空气动力学基本问题联系起来。 第五部分：特殊流动问题 本部分针对工程中常见的特定流动情景进行深入探讨。 1. 压缩性流动基础： 虽然本书主要关注不可压缩流体，但本章提供了对可压缩流动的初步认识，重点在于马赫数（Mach Number）的引入及其对流动特性的影响。讨论了等熵流动的基础概念，并简要介绍了喉道效应和气流加速/减速的一般规律。 2. 多相流与非牛顿流： 对工程中常见的非理想流体流动进行了概述。包括气液两相流（如气泡流、段塞流）的基本概念，以及在管道中输送泥浆、高分子溶液等非牛顿流体时，其流变学特性（如屈服应力、表观粘度）如何改变传统的摩擦阻力计算方法。 全书结构逻辑严密，理论推导清晰，辅以丰富的工程案例和图表，力求使读者不仅掌握流体力学的数学模型，更能理解其背后的物理实质，为后续深入研究、设计和优化流体系统提供坚实基础。

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我对这本书的习题部分的评价是“量足而质偏单调”。习题数量是相当可观的，几乎每个知识点后面都配有数道练习题，这在巩固基础概念方面作用显著。我个人通过反复练习后面的选择题和填空题，确实对液压泵的工作原理和气缸的驱动方式有了非常牢固的记忆。然而，当涉及到综合性的设计题或计算题时，发现这些题目往往是围绕着单一、理想化的工作条件设计的。例如，要求计算一个双作用气缸在特定负载下的供气量时，题目给出的所有参数都是精确的、理想化的数值。在现实的工厂环境中，压缩空气的质量（含油、含水）、管路的微小泄漏、环境温度波动等因素都会对最终的能耗和运行精度产生不可忽视的影响。这本书的习题似乎有意规避了这些“不确定性”因素，这虽然有利于初学者建立基线认识，但对于培养具备应对复杂工况能力的工程师来说，显得准备不足。我们需要更多贴近真实世界中“非理想状态”的习题来锻炼我们的系统思维和鲁棒性设计能力。

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这本书的封面设计得非常朴实，深蓝色的背景配上白色的字体，给人一种严谨、专业的初步印象。我是在准备一项复杂的工业自动化项目时接触到它的，当时急需快速掌握液压与气动系统的基础控制逻辑和实际故障排除方法。首先吸引我的是它清晰的章节划分，从最基础的元件符号识别、流体动力学原理，到复杂的回路设计，逻辑推进非常顺畅，就像是给一个新手量身定做的学习路径图。然而，在我翻阅到关于比例控制和伺服系统应用的部分时，我略感失望。书中对这些前沿技术的介绍相对简略，缺乏足够多的现代集成系统案例分析。例如，关于节能型变量泵在闭环控制中的应用，只是简单地提了一下工作原理，并没有深入探讨其在不同负载下的动态响应特性与调优技巧。对于期待通过本书快速攀登到高级控制阶段的工程师来说，这部分内容可能略显“纸上谈兵”，需要结合其他更专业的文献进行交叉学习。总体而言，作为一本基础入门教材，它的理论阐述到位，但想用它来解决实际生产线上的高端难题，可能还需要在实践中大量补充知识空白。

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这本书的语言风格非常“学术化”，每一个定义、每一个公式推导都力求严谨到无可挑剔，这对于需要深入理解背后的物理定律的读者来说是优点。作者在阐述帕斯卡定律、伯努利方程时，几乎引用了所有相关的经典物理学论证，推导过程详略得当，逻辑链条清晰。但是，这种极致的严谨性，也无形中增加了阅读的门槛。很多关键的工程经验和“陷阱”提示，并没有以更口语化、更贴近实际操作者的形式呈现出来。举个例子，在讨论管路尺寸选择时，书中仅给出了基于流量和允许压力降的计算公式，但完全没有提及在实际工程中，由于弯头、阀门等附件造成的局部阻力系数的估算问题，也没有强调如何根据现场条件（如空间限制、振动等）对计算结果进行折减或放大。这使得读者在面对一个复杂的、管路交错的实际系统时，往往会因为缺少这些“经验值”的参考，而不得不把精力过多地消耗在重复验证那些在行业内早已被总结好的经验法则上，效率大打折扣。

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说实话，我买这本书的时候是抱着非常高的期望的，毕竟在工程技术领域，一本好的习题集和实验指导手册是理论知识转化为实践能力的关键桥梁。这本书的实验部分设计得非常“复古”，或者说，它非常侧重于对经典、基础回路的搭建和验证。比如，关于顺序动作回路、Y/Δ启动回路这些在基础电控柜里常见的应用，都有非常详尽的步骤指导，甚至连接线颜色和管路走向都标注得清清楚楚，这对于初次接触实验室设备的学生来说无疑是极大的便利。但问题也出在这里，它的实验环境似乎停留在上世纪末的设备标准上。当我试图在现代化的、基于PLC集中控制的实验台上复现书中的某些手动或继电器控制的实验时，会发现很多接口和信号逻辑需要我自己进行复杂的转换和模拟。对于我们这一代学习自动化技术的学生，我们更需要的是如何将这些气液压回路无缝集成到现有的分布式控制系统（DCS）或工业以太网架构中去，这本书在这方面的‘现代化’连接和数据采集的指导几乎是空白的，这让我在理论和实际的现代工业生产环境之间感受到了一道明显的鸿沟。

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这本书的装帧质量实在不敢恭维，对于一本经常需要被带到车间、实验室里翻阅的工具书来说，这简直是一种考验。纸张偏薄，内页印刷的图纸清晰度勉强可以接受，但只要沾上一点油污或灰尘，纸张很容易被浸湿、卷曲，特别是那些关键的电路图和液压原理图，稍微不注意就可能留下永久性的污渍，严重影响后续查阅的效率。我所在的生产车间环境比较恶劣，经常需要戴着厚重的工作手套操作，这本书的封面材质似乎不耐磨损，在使用不到一个月后，边缘就已经出现了明显的起毛和脱胶现象。作为一本被设计为长期参考的实验指导手册，其物理耐用性本应是设计的重中之重。如果仅仅是为了应付课堂考试，这本书的理论内容尚可，但如果读者打算将它作为未来数年内解决实际生产问题的“案头利器”，那么它的制作工艺和材料选择，是远远达不到行业标准的要求的，这使得它的“工具书”价值大打折扣。

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