传热学考试要点与真题精解 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:国防科技大学

作者:胡小平

出品人:

页数:180 页

译者:

出版时间:2007年07月

价格:18.0

装帧:平装

isbn号码:9787810994255

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《流体力学基础理论与应用》 内容简介： 《流体力学基础理论与应用》是一本深度剖析流体力学核心概念、理论框架及其广泛实际应用的专著。本书旨在为读者构建扎实的流体力学知识体系，使其能够理解和解决与流体运动相关的各类工程问题。全书共分为十一章，循序渐进地引导读者从基本概念出发，逐步深入到复杂理论和前沿应用。 第一章 流体基本概念与性质 本章为流体力学学习奠定基础，首先阐述了流体的定义及其与固体、气体的本质区别，重点介绍了流体的连续介质假设，这是宏观分析流体运动的基石。随后，详细讲解了流体的几种关键物理性质，包括密度、比重、比容、重度、黏度（运动黏度和动力黏度）以及表面张力、压缩性、饱和蒸气压等。对这些性质的深入理解，是后续章节分析流体行为的前提。本章还区分了拉格朗日观点和欧拉观点这两种描述流体运动的基本方法，并引入了流体微团的概念，为后续推导控制方程做好准备。 第二章 流体静力学 流体静力学是研究静止流体压强分布及其作用规律的学科。本章首先讨论了静止流体中压强的基本特性，如压强随深度的线性增长，并推导了静压强的计算公式。在此基础上，详细介绍了不同形状容器中液体作用在平面、曲面上的总压强和合压强，以及压强中心的概念和计算方法。此外，本章还深入探讨了阿基米德原理，解释了浮力产生的原理及其在判断物体沉浮状态中的应用。连通器原理及其在实际工程中的应用（如水准仪、闸门等）也得到了详细阐述。最后，介绍了重力对流体的影响，包括重力对压强分布的作用以及在高层建筑和深海潜水中的应用考虑。 第三章 流体动力学基本概念 本章引入流体运动学的基本概念，为理解流体运动的动力学过程做准备。首先定义了流线的概念，并解释了其与迹线、涡线的区别与联系。接着，引入了流体运动的几种基本类型：恒定流与非恒定流、均匀流与非均匀流、定常流与非定常流、有旋流与无旋流。这些分类有助于我们抓住流体运动的主要特征。本章还讲解了流体的物质导数（或称随体导数）的概念，它是描述流体微团随时间变化的有效工具。此外，物质导数可以分解为局部变化和对流变化两部分，这为后续推导控制方程提供了基础。最后，引入了流体运动的描述，即速度场和加速度场的概念，并讲解了如何通过速度场来分析流体的运动状态。 第四章 流体运动的连续性方程 连续性方程是描述流体运动质量守恒的基本定律。本章首先从微分形式和积分形式两个角度推导了连续性方程。在直角坐标系下，详细阐述了不可压缩流体和可压缩流体的连续性方程形式，并分析了其物理意义。对于恒定流，连续性方程的形式得到了简化，这在实际问题中非常常用。本章还通过实例，如管路流量守恒、收缩管道中的流速变化等，来直观展示连续性方程的应用。对于多维流动，如二维和三维流动，连续性方程的推导和应用也进行了详细的说明，并强调了其在分析复杂流动情况下的重要性。 第五章 伯努利方程及其应用 伯努利方程是流体力学中最基本、最重要的能量方程之一，它描述了理想流体在恒定流动中，单位体积流体（或单位质量、单位重量）的能量守恒关系。本章详细推导了伯努利方程，并深入分析了各项（动能项、势能项、压能项）的物理意义。对伯努利方程的讨论涵盖了理想流体和实际流体两种情况，并指出了实际流体中能量损失（如黏性摩擦损失）的存在。本章列举了伯努利方程在多种实际工程问题中的应用，包括文丘里管流量测量、皮托管测量流速、喷雾器工作原理、飞机机翼升力产生机理等，并通过具体的算例讲解了如何运用伯努利方程进行计算和分析。 第六章 动量方程与相似性原理 本章主要关注流体运动的动量守恒定律——动量方程。首先，介绍了动量方程的基本形式，并讨论了其在不同坐标系下的表示。通过对动量方程的分析，我们可以计算作用在物体上的流体力和力矩。本章重点讲解了动量方程在计算管道弯头、变截面管道、射流等处的受力问题中的应用。此外，本章还引入了流体机械中重要的相似性原理。通过量纲分析（如π定理），可以将复杂的流体问题归结为少数几个无量纲参数（如雷诺数、傅汝德数、马赫数等）的函数关系。这极大地简化了实验研究和工程设计，使得在小尺寸模型上进行的实验结果能够推广到实际工程尺寸。 第七章 粘性流的边界层理论 粘性流体的流动，尤其是在固体壁面附近，会形成一个薄层，称为边界层。本章详细介绍了边界层理论，由普朗特提出，是研究实际流体绕流现象的关键。本章首先解释了边界层的形成原因，即流体黏性在壁面附近起主导作用。然后，讲解了层流边界层和湍流边界层的区别及其各自的特点。对于层流边界层，详细介绍了其微分方程和求解方法，并分析了边界层分离的现象及其对流动阻力的影响。对于湍流边界层，则讨论了其速度分布特点和工程计算方法。本章还涵盖了流动分离、附着流动以及如何通过改变物体外形来推迟或避免流动分离等内容。 第八章 管道内流动的分析 管道流是流体力学中最常见的应用场景之一。本章专注于分析管道内的流动特性。首先，区分了层流和湍流在管道中的运动状态，并介绍了判定流动类型的雷诺数。对于层流管道流，详细推导了泊肃叶定律，描述了压降与流量、黏度、管道尺寸的关系。对于湍流管道流，本章讨论了其速度分布特征，并重点介绍了达西-韦斯巴赫公式，用于计算长直管道中的沿程水头损失。此外，还详细讲解了局部水头损失的概念，并列举了管道附件（如阀门、弯头、截面变化等）引起的局部水头损失的计算方法。本章还讨论了并联管道、串联管道的水力计算，以及泵和风机在管道系统中的应用。 第九章 明渠流动 明渠流动是指流体在开口的渠道中流动的现象，例如河流、运河、排水沟等。本章深入研究了明渠流动的基本原理。首先，介绍了均匀流、变坡水流、缓和水流等不同类型的明渠流。然后，详细讲解了曼宁公式，这是计算明渠流速和流量的常用经验公式。本章还重点讨论了临界流、壅水和落水等概念，并引入了弗劳德数在明渠流动分析中的重要作用。此外，本章还涵盖了明渠水流的能量损失、渠道设计中的基本考虑因素，以及洪水传播、水力跳跃等特殊现象的分析。 第十章 流体机械基础 流体机械是利用流体能量进行做功或传递能量的设备，是流体力学应用的重要组成部分。本章重点介绍两种主要的流体机械：叶轮机械和容积式机械。对于叶轮机械，详细介绍了离心泵、轴流泵、离心风机、透平（如水轮机、汽轮机）等的工作原理、结构特点和性能曲线。本章还讨论了相似性原理在叶轮机械设计中的应用，如比转数等参数的意义。对于容积式机械，介绍了齿轮泵、柱塞泵、活塞式压缩机等的工作原理，并分析了其在不同领域的应用。本章还对流体机械的效率、功率以及选型原则进行了阐述。 第十一章 流体力学中的数值方法 随着计算机技术的发展，数值方法在流体力学问题中的应用越来越广泛。本章简要介绍了流体力学领域常用的数值方法，包括有限差分法（FDM）、有限体积法（FVM）和有限元法（FEM）。本章解释了这些方法的思想，即如何将连续的流体流动方程离散化，转化为一组代数方程组，然后通过计算机求解。主要介绍了这些方法的应用范围，例如在求解复杂的流动区域、考虑复杂的边界条件以及分析非定常流动等问题。虽然本章不深入讲解具体的算法实现细节，但旨在让读者了解数值方法在现代流体力学研究和工程应用中的重要地位和作用，为进一步深入学习提供指引。 《流体力学基础理论与应用》力求理论与实践相结合，通过丰富的实例和图示，帮助读者建立直观的理解。本书不仅适用于机械工程、土木工程、航空航天工程、化学工程等相关专业的学生，也是从事相关领域研究和工程技术人员的得力参考。

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这本书的配套资源和组织结构，体现了现代学习材料应有的水准。我注意到书的目录设计得非常人性化，它不仅有传统的章节目录，还有一个“知识点-真题对应表”，这对于时间紧张的复习者来说，简直是神器。通过这个对应表，我可以根据自己掌握程度，直接跳到对应的真题进行强化训练，省去了翻找的时间。另外，书中一些关键公式的推导过程，作者给出了两种版本：一种是简化版的，直接给出结论和使用方法；另一种是加粗的“深度探索”版本，详细展示了每一步的数学变换，这种分层设置极大地满足了不同层次读者的需求。此外，书中对单位制（SI和英制）的兼容性处理得非常规范，每次涉及数值计算时都会明确标注所使用的单位体系，这在跨学科或跨国项目背景下尤为重要，避免了因单位换算错误导致的灾难性后果。这本书的编排显示出编者对学习者痛点的深刻理解和细致入微的关怀。

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作为一名已经工作了一段时间的工程师，我重新拾起这本书，主要是想温习一下那些在实际工作中需要快速调用的基础知识。这本书的回归性让我印象深刻。它没有一味地追求最新的、最前沿的理论，而是非常扎实地巩固了经典传热学的所有核心内容。比如，在辐射换热那一章，它对黑体、灰体的定义，以及如何应用斯蒂芬-玻尔兹曼定律和形状因子进行计算，都描述得简洁明了，没有太多不必要的数学赘述。当我翻到求解复杂系统热平衡的章节时，我发现作者提供的系统化建模方法非常实用，它强调了如何快速建立一个等效热阻网络图，这个方法在设计换热器或评估设备散热效率时，能极大地提高分析速度。这本书的价值在于，它能迅速地帮人建立起一个稳固的知识基石，让你在面对实际工程挑战时，能够立刻调动起最核心、最可靠的分析工具，而不是在复杂的现代模型中迷失方向。

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这本书的实用性，特别是针对考试的设计，达到了一个近乎“变态”的精细程度。它不是简单地把历年真题堆砌在一起，而是进行了一种高度结构化的重组。我发现它把真题按照知识点模块进行了精细划分，比如“稳态导热”下的“一维平面壁”、“圆柱形壁”和“球形壳体”被清晰地区分开来，每个模块下都紧跟着详细的解题步骤和评分要点。更绝的是，对于一些每年都可能出现的“陷阱”题型，作者专门设置了一个“易错点解析”的小栏目，用醒目的颜色标注出来，并提醒我们注意哪些数值的取舍或符号的确定。这种针对性极强的训练，让我在模拟练习时，能够迅速定位自己的薄弱环节，并且学会如何在考场上避免那些看似微小却能致命的失分点。这本书真正做到了“授人以渔”，教会的不仅是如何得出正确答案，更是如何在压力下，有条不紊地展示出完整的解题思路。

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我对这本书的讲解深度感到相当震撼，它远超出了我预期的那种应试宝典的水平。很多教科书在处理边界条件和复杂几何体传热问题时往往只是点到为止，但这本书却对每一种经典模型的物理图像进行了极其细致的剖析。比如在讨论对流换热系数的计算时，它不仅给出了常用的经验关联式，还深入探讨了这些关联式背后的无量纲数（如雷诺数、普朗特数）的物理意义及其适用范围，甚至还引入了边界层理论的初步概念，这对于想往更深层次研究的学生来说，简直是打开了一扇新的大门。我尤其欣赏作者在解释那些容易混淆的概念时所采用的类比和图示，比如用流体的“阻力”来形象地描述热阻的串并联情况，一下子就让抽象的物理过程变得具体可感了。这种教学上的匠心，使得这本书不仅是一本复习资料，更是一本可以伴随我度过整个专业学习生涯的参考书。它似乎在告诉我，传热学不仅仅是套公式，更是一种对自然界热现象的深刻洞察。

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这本书的装帧设计真的挺用心思的，封面色彩搭配得恰到好处，既有学术的严谨感，又不失现代感。内页纸张的选择也蛮舒服，长时间阅读下来眼睛不会太疲劳。拿到手里分量十足，感觉内容一定很充实。我特别喜欢它在章节安排上的逻辑性，从基础的热力学定律到复杂的传热机制，过渡得非常自然流畅，就像一位经验丰富的老师在为你搭建知识体系的框架。每一章开始都有一个清晰的知识点梳理图，能让人一眼掌握本章的重点和难点分布，这一点对于我们这种需要快速抓住主干的学习者来说简直是福音。我翻阅了一些章节，发现例题的选取非常贴近实际工程问题，不是那种空泛的数学推导，而是能让人真切感受到理论与实践结合的魅力。对于初学者来说，这种由浅入深的引导方式会让人信心倍增，觉得那些复杂的公式似乎也没那么难以逾越了。整体而言，从视觉到阅读体验，这本书都给出了一个非常高的水准，让人愿意静下心来，一点一点去啃食其中的知识。

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