工程流體力學/高等院校石油天然氣類規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳小榆 編

圖書標籤:

• 工程流體力學
• 石油天然氣
• 流體動力學
• 規劃教材
• 高等教育
• 理工科
• 工程技術
• 流體力學基礎
• 石油工程
• 天然氣工程

齣版社： 石油工業齣版社

ISBN：9787518306435

版次：1

商品編碼：11632747

包裝：平裝

叢書名： 高等院校石油天然氣類規劃教材

開本：16開

齣版時間：2015-03-01

用紙：膠版紙

頁數：332

字數：531000

正文語種：中文

內容簡介

　　《工程流體力學/高等院校石油天然氣類規劃教材》結閤流體力學和石油工程專業的特點，從實際生産中所涉及的流體力學問題齣發，係統講述瞭流體力學的基本理論及其工程應用。全書包括緒論、流體及其主要物理性質、流體靜力學、流體運動學、流體動力學、量綱分析與相似原理、流動阻力與水頭損失、壓力管路的水力計算、一元非恒定流、理想不可壓縮流體平麵勢流、氣體的一元恒定流動和非牛頓流體的流動，共12章。
　　《工程流體力學/高等院校石油天然氣類規劃教材》可作為石油工程、油氣儲運工程和石油機械工程等專業的工程流體力學教材，也可供相關技術人員參考。

內頁插圖

目錄

第一章 緒論
第一節 流體力學的發展簡史
第二節 工程流體力學的研究內容、對象和方法
第三節 工程流體力學在石油工業中的作用
第四節 工程流體力學的單位製
思考題

第二章 流體及其主要物理性質
第一節 流體的概念與連續介質模型
第二節 流體主要物理性質
第三節 作用在流體上的力
思考題
習題

第三章 流體靜力學
第一節 流體靜壓強及其特性
第二節 流體平衡微分方程
第三節 重力作用下流體靜壓強分布
第四節 液體的相對平衡
第五節 靜止液體作用於平麵上的總壓力
第六節 靜止液體作用於麯麵上的總壓力
第七節 浮力及潛浮原理
思考題
習題

第四章 流體運動學
第一節 描述流體運動的兩種方法
第二節 流體運動的幾何描述
第三節 流體運動的分類
第四節 流體運動的基本概念
第五節 連續性微分方程
第六節 流體微團運動分析
思考題
習題

第五章 流體動力學
第一節 理想流體運動微分方程及伯努利方程
第二節 實際流體總流的伯努利方程及其應戶
第三節 泵對液流能量的增加
第四節 雷諾輸運定理
第五節 恒定總流的動量方程及其應用
第六節 恒定總流動量矩方程
思考題
習題

第六章 量綱分析與相似原理
第一節 量綱分析
第二節 相似原理
第三節 模型實驗
思考題
習題

第七章 流動阻力與水頭損失
第一節 管路中流動阻力産生的原因及分類
第二節 流體運動的兩種流態及判彆標準
第三節 黏性流體的運動方程
第四節 圓管中的層流流動
第五節 紊流的理論分析
第六節 圓管紊流的沿程水頭損失
第七節 局部水頭損失
第八節 附麵層理論初步
思考題
習題

第八章 壓力管路的水力計算
第一節 管路係統的分類
第二節 簡單長管的水力計算
第三節 復雜長管的水力計算
第四節 短管的水力計算
第五節 孔口和管嘴泄流
思考題
習題

第九章 一元非恒定流
第一節 一元非恒定流動基本方程式
第二節 水擊現象
第三節 變水頭泄流與排空
思考題
習題

第十章 理想不可壓縮流體平麵勢流
第十一章 氣體的一元恒定流動
第十二章 非牛頓流體的流動
參考文獻
附錄
習題參考答案

前言/序言

《工程流體力學/高等院校石油天然氣類規劃教材》內容概述 本書是為高等院校石油天然氣類專業學生編寫的一本規劃教材，旨在係統、深入地講授工程流體力學的基礎理論、基本原理及其在石油天然氣工程領域的應用。全書內容涵蓋瞭流體力學的核心概念、分析方法與工程實例，力求理論與實踐緊密結閤，為學生未來從事油氣勘探、開采、集輸及加工等工作打下堅實的理論基礎。 第一部分：流體力學基礎 本部分是全書的基石，詳細介紹瞭流體力學的基本概念、研究對象及分析方法。 第1章 流體力學的基本概念 本章首先界定流體（液體與氣體）的定義，闡述流體力學在工程科學中的地位與作用。重點區分瞭宏觀連續介質假設與微觀分子運動，並詳細介紹瞭流體靜力學的基本原理。內容包括流體靜力學基本方程（帕斯卡定律）、壓力測量儀錶（如皮托管、壓力錶）的工作原理及其在油氣設備中的應用。此外，還探討瞭流體中的作用力與力矩平衡，為後續的流體運動分析奠定基礎。 第2章 流體運動學 本章聚焦於描述流體的運動狀態，而不涉及引起運動的力。引入瞭描述流場的基本概念，如物質點、流綫、跡綫與時間綫，並解釋瞭它們之間的區彆與聯係。詳細闡述瞭流體運動的描述方法：拉格朗日觀點與歐拉觀點，並推導齣描述流場速度場的微分形式。本章著重分析瞭流體的基本運動形式，包括平移、轉動和綫渦度，並介紹瞭流場分類（如定常/非定常、均勻/非均勻、有/無鏇流）。 第3章 流體動力學基礎方程 本章是全書的核心理論部分，詳細推導並應用控製體分析方法。 質量守恒方程（連續性方程）：推導瞭適用於不同參考係下的連續性方程，並具體討論瞭不可壓縮流體和可壓縮流體的特定形式，強調瞭質量守恒在管道輸送和儲罐充填過程中的應用。 動量守恒方程（牛頓第二定律在流體中的應用）：係統推導瞭歐拉方程和納維-斯托剋斯方程，闡明瞭作用在流體上的各種力（壓力梯度力、體積力、粘性力）與動量變化之間的關係。對於工程應用，重點介紹瞭動量積分方程在噴嘴、彎管和自由射流等典型控製體上的應用，計算推力、反作用力等。 能量守恒方程：基於熱力學第一定律，推導瞭流體的能量方程，包括對流項、導熱項和做功項。重點討論瞭等熵流動、絕熱流動以及流體粘性對能量轉換的影響。 第二部分：有粘性流體與相似理論 本部分深入探討瞭流體粘性的影響，並引入瞭流體力學中的重要分析工具——量綱分析與相似理論。 第4章 粘性流體流動 本章引入流體粘性的概念，解釋瞭牛頓流體和非牛頓流體（如某些鑽井液）的本構關係。詳細分析瞭粘性對流場結構的影響： 粘性應力與剪切速率：闡述瞭牛頓內摩擦定律，並引入瞭粘性係數和運動粘度。 邊界條件：詳細討論瞭“無滑移”邊界條件在固體壁麵處的物理意義及其在求解 Navier-Stokes 方程中的重要性。 流態的判據：係統介紹瞭雷諾數（Re）的概念，並區分瞭層流（Laminar Flow）和湍流（Turbulent Flow）的特性。通過經典的平闆邊界層實驗，解釋瞭邊界層理論的基本思想及其在阻力計算中的作用。 第5章 重要的流動模型與量綱分析 本章側重於工程中的簡化模型和先進的分析方法。 理想流體流動：在不考慮粘性的前提下，應用勢流理論，討論瞭伯努利方程（包括靜止液體、理想液體和實際液體中的不同錶述），這是計算管道中壓力損失和速度的常用工具。 管道流動（充分發展流動）：係統分析瞭圓管內的層流和湍流流動。推導瞭 Hagen-Poiseuille 公式，並引入瞭摩擦因數（$f$）的概念。詳細介紹瞭工業上廣泛使用的 Moody 圖，用於快速確定管道內的沿程水頭損失。 量綱分析與相似性：介紹瞭 Buckingham $pi$ 定理，用於係統地歸納和簡化物理問題中的變量。重點討論瞭傅汝德數（Fr）、韋伯數（We）、馬赫數（Ma）等在油氣工程中具有特殊意義的無量綱數。通過相似性原理，指導瞭物理模型（如縮尺模型）的實驗設計與結果外推，這對於油氣設備的水力模型測試至關重要。 第三部分：工程應用與特殊流動 本部分將理論知識應用於石油天然氣工程中的具體場景，並探討瞭重要的特殊流動現象。 第6章 管道輸送與流動阻力 本章深入探討瞭油氣管道中的實際流動問題。 局部水頭損失：分析瞭閥門、彎管、擴大管和收縮管等管件引起的局部阻力，介紹瞭局部阻力係數（K值）的確定方法。 管網水力計算：講解瞭串聯、並聯管路係統的計算方法，包括流量分配和壓力恢復的分析。 多相流基礎：鑒於油氣開采中不可避免的多相流（氣-液、氣-油-水），本章引入瞭多相流動的基本概念，如空隙率、平均速度等，並初步介紹氣液兩相流動的基本模型，例如分離流模型。 第7章 壓縮性流體流動 本章針對高壓輸氣和氣動過程，重點討論氣體流動的特點。 等熵流動：推導瞭可壓縮流體的等熵關係式，包括壓力、密度和溫度與馬赫數的關係，並引入瞭“喉道”概念。 氣流的臨界現象：詳細分析瞭管道中氣流的阻塞（Choked Flow）現象及其對最大流量的限製作用。 衝擊波基礎：初步介紹瞭斜激波和正激波的基本概念，解釋瞭激波前後物理量的突變，這對於理解高壓氣流通過閥門或噴嘴時的能量耗散至關重要。 第8章 滲流力學基礎 本章連接瞭宏觀工程流體力學與油氣田開發的核心——地下多孔介質流動。 達西定律：詳細闡述瞭達西定律的物理意義、適用條件及其在飽和多孔介質中不可壓縮流體流動中的應用。 滲流阻力與滲透率：討論瞭滲透率的概念及其測量方法，並分析瞭層流滲流與湍流滲流的過渡。 單相流在油氣井中的應用：將達西定律應用於井底的徑嚮流，推導齣井底流動方程，為計算井底壓力和産量提供瞭理論依據。 全書結構嚴謹，理論推導清晰，配備瞭大量貼近石油天然氣行業實際的工程算例，旨在培養學生運用流體力學知識分析和解決實際工程問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容非常實用，特彆是對於我們這些即將進入石油天然氣行業的學生來說，簡直是量身定製。它並沒有過多地糾纏於一些過於理論化、脫離實際的推導，而是將重點放在瞭那些在實際工程中應用最廣泛的流體力學概念上。比如，關於多相流的講解，書中提供瞭很多在油氣開采和輸送過程中會遇到的實際問題，並給齣瞭相應的分析模型和計算方法。對於氣液兩相流、氣固兩相流等，都進行瞭詳細的介紹，包括其流動機製、影響因素以及常見的工程問題。我印象深刻的是關於泵和壓縮機的章節，作者不僅介紹瞭它們的工作原理，還深入分析瞭不同類型泵和壓縮機的選擇依據、性能麯綫的解讀以及運行中的常見故障診斷。書中還有不少關於管道輸送的詳細內容，包括瞭摩擦損失的計算、管網分析、以及水力梯度等概念，這些對於理解油氣管道的設計和運行至關重要。而且，書中的插圖和圖錶質量很高，很多都是直接來源於實際工程的圖紙或數據，非常具有參考價值。這本書可以說是我們解決實際工程問題的“工具箱”。

評分☆☆☆☆☆

這本書真的從基礎講起，哪怕是我這種對流體力學概念不太熟悉的人，也能跟得上。作者的敘述方式很清晰，逐步引導，不會突然拋齣一些晦澀難懂的概念。比如，關於粘度的部分，作者沒有直接給齣公式，而是先用生活中的例子，比如蜂蜜和水的流動性差異，來解釋粘度的直觀感受，再慢慢引入公式和推導。對於連續性方程和伯努利方程的講解，更是花瞭大量的篇幅，從其物理意義到數學推導，再到實際應用，都講解得非常透徹。書中還配有不少插圖，這些插圖不是那種為瞭美觀而存在的，而是真正能夠幫助理解概念的圖示，比如流綫圖、渦流的形成等等，都能讓人一目瞭然。我尤其喜歡書中關於動量方程部分的講解，它不僅展示瞭方程本身，還深入分析瞭動量守恒的原理，以及它在解決實際工程問題中的重要性。對於一些關鍵的公式，作者還會給齣詳細的推導過程，這對於想要深入理解流體力學原理的學生來說，非常有幫助。而且，教材的排版也很舒適，字體大小適中，頁邊距閤理，長時間閱讀也不會感到疲勞。總的來說，這本書對於那些想紮實掌握流體力學基礎知識的學生來說，絕對是一本值得推薦的優秀教材。

評分☆☆☆☆☆

這本書的講解方式非常有啓發性，能夠激發讀者對流體力學産生濃厚的興趣。作者在講解過程中，經常會引入一些引人入勝的例子，比如飛機機翼的升力是如何産生的，風洞實驗是如何進行的，以及在極端環境下流體會有怎樣的錶現等等。這些例子不僅生動有趣，而且能夠很好地說明流體力學在各個領域的廣泛應用。在關於湍流模型的部分，作者並沒有止步於介紹幾種常見的模型，而是深入分析瞭不同模型適用的條件以及它們各自的優缺點，並給齣瞭一些判彆準則。對於空化現象的講解，也非常細緻，從其産生的原因到可能帶來的危害，再到如何避免空化，都進行瞭詳細的闡述。書中還涉及瞭一些計算流體力學（CFD）的基本概念，雖然沒有深入講解，但為我們瞭解現代流體力學研究的手段提供瞭一個初步的認識。整體而言，這本書的內容涵蓋麵廣，講解深入淺齣，對於培養我們解決復雜工程問題的能力非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

這本書在理論深度上確實下瞭功夫，內容組織也頗有心得。它不僅僅是簡單的知識點堆砌，而是將流體力學的各個部分巧妙地串聯起來。舉例來說，在介紹邊界層理論時，作者並沒有孤立地講解，而是將其與前述的粘性流體流動緊密結閤，解釋瞭邊界層如何在流動中形成以及它對整體流動特性的影響。對於壓縮性流和不可壓縮流的區分，也做瞭非常詳細的論述，並給齣瞭相應的分析方法和公式。我特彆欣賞的是關於相似性原理和無量綱數的部分，作者詳細講解瞭雷諾數、馬赫數等關鍵無量綱數在流體力學研究中的作用，以及如何利用相似性原理來減小實驗的復雜性。書中還穿插瞭不少實際案例分析，比如管道流動的壓降計算、閥門的流量特性分析等等，這些案例的選取都非常貼閤石油天然氣行業的特點，能夠幫助讀者將理論知識與實際工程聯係起來。雖然有些章節的推導過程會稍顯復雜，需要花費一些時間去理解，但一旦弄懂，就會覺得豁然開朗。總而言之，這本書為深入研究流體力學提供瞭堅實的理論基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的編寫風格嚴謹且富有邏輯性，使得整個知識體係非常連貫。作者在介紹完一個概念後，會立刻給齣相關的公式和例題，並且例題的難度和復雜程度都經過瞭精心設計，能夠循序漸進地檢驗讀者對知識的掌握程度。比如，在講解流動分離時，作者不僅解釋瞭其産生的機理，還詳細分析瞭流動分離對物體氣動性能的影響，並給齣瞭一些抑製流動分離的方法。對於一些復雜的流體現象，比如激波的産生和傳播，作者也做瞭非常清晰的解釋，並給齣瞭相關的計算方法。書中還包含瞭不少關於熱量傳遞和質量傳遞的內容，這些與流體力學緊密相關，對於理解許多工程過程至關重要。我尤其看重的是，這本書在介紹各種計算方法和理論模型時，都強調瞭其局限性和適用範圍，這對於避免我們在實際應用中齣現誤判非常有益。總的來說，這本書的專業性很強，能夠為我們提供紮實的理論支撐，幫助我們更自信地應對未來的工程挑戰。