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第1章 绪论1

1.1　流体力学及其发展史1

1.1.1　流体力学的研究对象1

1.1.2　连续介质模型1

1.1.3　流体力学的研究方法1

目录1

1.1.4　流体力学的发展史2

1.2.1　表面力4

1.2.2　质量力4

1.2　作用在流体上的力4

1.3　流体的主要物理性质5

1.3.1　惯性5

1.3.2　黏滞性5

1.3.3　压缩性和热胀性8

1.3.4　表面张力特性9

1.3.5　汽化压强9

思考题10

习题10

第2章　流体静力学12

2.1　静止流体中压强的特性12

2.2.1　流体平衡微分方程13

2.2　流体平衡微分方程13

2.2.2　平衡微分方程的全微分式14

2.2.3　等压面14

2.3　重力场中流体静压强的分布规律14

2.3.1　液体静力学基本方程14

2.3.2　气体静压强的计算15

2.3.3　压强的度量15

2.3.4　水头、液柱高度和能量守恒16

2.3.5　压强的计量单位17

2.4.1　等加速直线运动容器中流体的平衡18

2.4　流体的相对平衡18

2.4.2　等角速度旋转容器中液体的平衡19

2.5　液体作用在平面上的总压力20

2.5.1　解析法20

2.5.2 图算法21

2.6　液体作用在曲面上的总压力22

2.6.1 曲面上的总压力22

2.6.2　压力体23

2.6.3　液体作用在潜体和浮体上的总压力24

思考题26

习题26

3.1.1　拉格朗日法29

3.1　流体运动的描述方法29

第3章　流体运动学29

3.1.2　欧拉法30

3.2　欧拉法的基本概念31

3.2.1　流动的分类31

3.2.2　流线32

3.2.3　元流和总流34

3.2.4　流量和断面平均流速35

3.3　连续性方程36

3.3.1　连续性微分方程36

3.3.2　连续性微分方程对总流的积分37

3.4.1　微团运动的分解39

3.4　流体微团运动的分析39

3.4.2　微团运动的组成分析40

3.4.3　有旋运动（有涡流）和无旋运动（无涡流）41

思考题43

习题43

第4章　流体动力学基础46

4.1　理想流体运动微分方程46

4.2　元流的伯努利方程47

4.2.1　理想流体运动微分方程的伯努利积分47

4.2.2　理想流体元流伯努利方程的物理意义和几何意义48

4.3.1　总流的伯努利方程49

4.2.3　实际流体元流的伯努利方程49

4.3　实际流体总流的伯努利方程49

4.3.2　总流伯努利方程的应用条件和应用方法51

4.3.3　有能量输入或输出的伯努利方程53

4.3.4　两断面间有合流或分流的伯努利方程53

4.3.5　恒定气体总流的伯努利方程54

4.4　总流的动量方程和动量矩方程56

4.4.1　总流的动量方程57

4.4.2　总流的动量矩方程60

4.5　恒定平面势流61

4.5.1　速度势（流速势）61

4.5.2　流函数62

4.5.3　流网及其特征64

4.5.4　几种简单的平面势流66

4.5.5　势流叠加70

4.6　不可压缩黏性流体的运动微分方程76

4.6.1 以应力表示的黏性流体运动微分方程76

4.6.2　应力和变形速度的关系78

4.6.3　不可压缩黏性流体运动微分方程79

思考题80

习题80

5.1.1　量纲的概念84

5.1　量纲分析的意义和量纲和谐原理84

第5章　量纲分析和相似原理84

5.1.2　无量纲量85

5.1.3　量纲和谐原理85

5.2　量纲分析法86

5.2.1　瑞利法86

5.2.2　π定理87

5.2.3　量纲分析方法的讨论90

5.3　相似理论基础90

5.3.1 相似概念90

5.3.2　相似准则92

5.4　相似定理93

5.4.1　相似正定理94

5.4.2　相似逆定理94

5.4.3　相似第三定理94

5.5　模型实验95

5.5.1　模型律的选择95

5.5.2　模型设计96

思考题98

习题98

6.1　流动阻力和能量损失的分类100

6.1.1　能量损失的分类100

第6章　流动阻力和能量损失100

6.1.2　能量损失的计算公式101

6.2　实际流体的两种流动状态101

6.2.1 两种流态101

6.2.2　流态的判别准则——临界雷诺数103

6.3　均匀流动方程式104

6.3.1　均匀流动方程式104

6.3.2　圆管过流断面上切应力分布105

6.4.1　流动特征106

6.4.2　流速分布106

6.4　圆管中的层流运动106

6.3.3 阻力速度106

6.4.3 圆管层流沿程水头损失的计算107

6.5　紊流理论基础108

6.5.1　层流向紊流的转变108

6.5.2　紊流运动的特征和时均法109

6.5.3　紊流的半经验理论111

6.5.4　黏性底层113

6.6 圆管紊流中的沿程水头损失113

6.6.1　尼古拉兹实验113

6.6.2　流速分布116

6.6.3　λ的半经验公式117

6.6.4　工业管道和柯列勃洛克（Colebrook）公式117

6.6.5　沿程阻力系数λ的经验公式118

6.7.1　水力半径R121

6.7　非圆管的沿程水头损失121

6.7.2 当量直径de122

6.7.3　非圆通道雷诺数122

6.7.4　非圆管的沿程水头损失122

6.8　局部水头损失123

6.8.1　局部损失的一般分析123

6.8.2　几种典型的局部阻力系数125

6.8.3　局部阻力之间的相互干扰128

6.9　恒定总流水头线的绘制129

6.8.4　减少局部阻力的措施129

6.9.1　总水头线和测压管水头线130

6.9.2　总压线和全压线131

思考题135

习题136

第7章　边界层和绕流运动140

7.1　边界层的基本概念140

7.2　边界层动量方程143

7.3 曲面边界层的分离现象与卡门涡街144

7.3.1 曲面边界层的分离现象144

7.4　绕流阻力和升力145

7.3.2　卡门涡街145

7.4.1　绕流阻力的一般分析146

7.4.2　悬浮速度147

7.4.3　绕流升力的一般概念148

思考题149

习题149

第8章　不可压缩流体的管道流动150

8.1　孔口出流150

8.1.1　薄壁小孔口恒定自由出流150

8.1.2　孔口淹没出流152

8.1.3　孔口的变水头出流153

8.2.1 圆柱形外管嘴恒定出流154

8.2　管嘴出流154

8.2.2　收缩断面的真空155

8.2.3　圆柱形外管嘴的正常工作条件155

8.2.4　其他类型的管嘴出流156

8.3　简单管道156

8.3.1　简单短管的水力计算156

8.3.2　简单长管的水力计算160

8.4　复杂管道161

8.4.1 串联管道161

8.4.2　并联管道162

8.4.3　沿程均匀泄流管道163

8.5.1 枝状管网165

8.5　管网水力计算基础165

8.5.2　环状管网167

8.6　有压管道中的水击169

8.6.1　水击现象169

8.6.2　水击压强的计算171

8.6.3　水击波的传播速度172

8.6.4　防止水击危害的措施173

思考题173

习题173

9.1.1 明渠流动的特点180

9.1 概述180

第9章　明渠均匀流180

9.1.2　明渠的分类181

9.2 明渠均匀流的特征及其形成条件182

9.2.1 明渠均匀流的特征182

9.2.2　明渠均匀流的形成条件182

9.3　明渠均匀流的水力计算183

9.3.1 明渠均匀流的水力计算公式183

9.3.2 明渠过流断面的几何要素184

9.3.3 明渠水力最优断面和允许流速185

9.3.4 明渠均匀流水力计算的基本问题186

9.4.1　无压圆管均匀流的特征188

9.4 无压圆管均匀流188

9.4.3 无压圆管的水力计算189

9.4.2 过流断面的几何要素189

9.4.4 输水性能最优充满度190

9.4.5 最大设计充满度、允许流速191

思考题191

习题192

第10章　渗流193

10.1 渗流的基本概念193

10.1.1 水在土壤中的状态193

10.1.2 土壤的渗流特性与岩土分类193

10.2 渗流基本定律194

10.2.1 达西定律194

10.1.3 渗流模型194

10.1.5 流速水头的处理194

10.1.4 渗流的分类194

10.2.2 达西定律的适用范围195

10.2.3 渗透系数的确定195

10.2.4 无压恒定渐变渗流的基本公式197

10.3　井和集水廊道的渗流计算197

10.3.1 普通完整井197

10.3.2 自流完整井198

10.3.3 集水廊道199

10.4 井群的渗流计算200

10.4.1 普通完整井的井群200

10.3.4 大口井200

10.4.2 自流完全井的井群201

思考题202

习题202

11.1.1　射流的结构203

11.1.2　射流的基本特征203

11.1　气体自由射流的结构与特征203

第11章　气体紊流射流203

11.2 圆断面射流的运动分析205

11.2.1　主体段轴心速度um205

11.2.2　主体段断面流量Q205

11.2.3　主体段断面平均流速v1206

11.2.4　主体段质量平均流速v2206

11.2.5　起始段核心长度Sn及核心收缩角θ206

11.2.6　起始段流量Q206

11.2.7　起始段断面平均流速v1207

11.2.8　起始段质量平均流速v2207

11.3 温差射流与浓差射流208

11.3.1　温差射流的基本特征208

11.2.9　公式小结208

11.3.2　圆断面温差射流运动分析209

11.3.3　温差、浓差射流公式小结210

11.4　旋转射流212

11.4.1　旋转射流概述212

11.4.2　旋转射流的流速分布212

11.4.3　旋转射流的压强分布212

11.4.4　旋转强度213

11.4.5　无因次流量？及？214

11.5　有限空间射流214

11.5.1　射流结构214

11.5.3　半经验公式215

11.5.2　动力特征215

11.5.4　末端涡流区217

思考题217

习题217

第12章　一元气体动力学基础219

12.1　理想气体一元恒定流动基本方程219

12.1.1　连续性方程219

12.1.2 状态方程219

12.1.3　动量方程219

12.1.4　能量方程219

12.1.5　理想气体过程方程220

12.2.1　声速221

12.2　声速和马赫数221

12.2.2　马赫数222

12.2.3　滞止参数223

12.2.4　气流按不可压缩处理的限度224

12.3　变截面喷管中的等熵流动225

12.3.1　流动参数与截面积的关系225

12.3.2　通过收缩喷管的最大流量227

12.4　可压缩气体管道流动228

12.4.1　等温流动229

12.4.2　绝热流动232

思考题234

习题235

第13章　流动要素量测236

13.1　压强量测236

13.1.1　连通器原理236

13.1.2　压强量测仪器236

13.2　流速量测239

13.2.1 总压管239

13.2.2　应用毕托（Pitot）管量测点流速240

13.2.3　圆柱体测速管241

13.2.4　其他流速量测仪器241

13.3.2　文丘里流量计243

13.3.1　体积流量计243

13.3　流量量测243

13.3.3　孔板流量计与喷嘴流量计244

13.3.4　非压差式流量量测仪器245

13.4　流动显示与全流场测速法246

13.4.1　流场显示的示踪法246

13.4.2　现代图像处理技术246

思考题247

习题247

第14章　泵与风机的理论基础249

14.1　泵与风机的分类及应用249

14.1.1　叶片式泵与风机249

14.1.3　其他类型的泵与风机250

14.1.2　容积式泵与风机250

14.2　离心式泵与风机的构造特点及性能参数251

14.2.1　离心式泵的基本构造251

14.2.2　离心式风机的基本构造253

14.2.3　离心式泵与风机的性能参数255

14.3　离心式泵与风机的基本方程——欧拉方程256

14.3.1　流体在叶轮中的运动256

14.3.2　欧拉方程257

14.3.3　叶片片数有限对欧拉方程的修正257

14.3.4　理论扬程HT的组成258

14.4.1 叶型对理论扬程HT大小的影响259

14.4　叶型对离心式泵与风机性能的影响259

14.5　离心式泵与风机的理论和实际特性曲线260

14.4.2　叶型对理论扬程HT组成的影响260

14.5.1　泵与风机的理论特性曲线261

14.5.2　泵与风机的损失与效率262

14.5.3　泵与风机的实际特性曲线263

14.5.4　泵与风机实际特性曲线的试验测定265

14.6　相似律和比转数265

14.6.1　相似条件266

14.6.2　相似律266

14.6.3　相似律的应用267

14.6.5 比转数的意义269

14.6.4 比转数269

14.7　泵与风机的选择性能曲线图和性能参数表271

14.7.1　泵或风机的通用性能曲线图271

14.7.2　风机的选择性能曲线图和性能参数表271

14.7.3　泵的综合性能曲线图和性能参数表272

14.8　轴流式泵与风机273

14.8.1　轴流式泵与风机构造及工作原理273

14.8.2　轴流式泵与风机性能曲线的特点274

思考题275

习题275

15.1.1　管路特性方程和特性曲线277

第15章　泵与风机的工作分析277

15.1　管路特性曲线和工作点277

15.1.2　泵或风机的工作点278

15.2　泵或风机的联合工作279

15.2.1　并联工作279

15.2.2　串联工作280

15.3　泵与风机的工况调节281

15.3.1　改变管路特性曲线的调节方法281

15.3.2　改变泵或风机特性曲线的调节方法282

15.3.3　轴流式泵与风机的调节285

15.4.1　泵的汽蚀与安装高度287

15.4　泵与风机的选择、安装和运行287

15.4.2　泵与风机的选择290

15.4.3　泵与风机和管路系统的连接291

15.4.4　泵与风机的启动和运行292

15.5　管道内的压力分布293

15.5.1　液体管道内的压力分布293

15.5.2　气体管道内的压力分布295

思考题296

习题296

附录 本书各章主要专业术语中、英文对照298

主要参考文献301