叶轮机械流体力学基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张启华 著

图书标签:

• 叶轮机械
• 流体力学
• 水力机械
• 泵
• 风机
• 压缩机
• 水轮机
• 流体动力学
• 机械工程
• 工程流体力学

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030510174

版次：1

商品编码：12040819

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-12-01

用纸：胶版纸

页数：281

字数：368000

正文语种：中文

内容简介

　　《叶轮机械流体力学基础》凝聚了作者多年来在叶轮机械研究中所积累的重要理论方法和设计技术。通过《叶轮机械流体力学基础》的学习将为读者运用流体力学知识分析解决叶轮机械流动问题及开展设计实践打下扎实的基础。《叶轮机械流体力学基础》主要内容包括经典流动问题的精确解、二维机翼绕流的势流理论及计算方法、湍流统计理论基础、湍流模拟理论基础、叶轮机械流动模型、叶轮机械设计模型、气泡及颗粒两相流模型，以及张量分析基础和曲线坐标系下流体基本方程的推导等。《叶轮机械流体力学基础》注重理论体系的完整、系统和实用性，通过理论与实例相结合，阐释模型背后的物理意义，强调研究思路与求解技术的贯通，既可作为教学用，也可供科研参考。
　　《叶轮机械流体力学基础》可用于叶轮机械、流体力学及相关理工科专业本科生和研究生的教材，也可供高等院校教师和科研院所技术人员在理论研究和工程实践中参考。

内页插图

目录

《流体动力学导论：从理论到应用》 本书旨在为读者提供一个全面而深入的流体力学基础知识体系，重点关注流体运动的内在规律及其在工程实际中的广泛应用。我们从宏观到微观，循序渐进地构建读者对流体行为的理解，并着重于培养解决实际工程问题的能力。 第一部分：流体静力学与基本概念 本部分将带领读者进入流体世界的起点——流体静力学。我们将首先定义流体的基本概念，如密度、比重、压力以及粘度等关键物理量，并探讨它们在不同状态下的行为特性。随后，我们将深入讲解流体静压力的产生、分布规律及其测量方法，特别是大气压、绝对压和相对压的区别与联系。 流体性质的描述： 详细介绍密度、比重、粘度（牛顿流体与非牛顿流体的区分）、表面张力、可压缩性等参数的物理意义和计算方法。 流体静压力： 阐述静止流体中压力的基本性质（处处相等），以及压力随深度的变化规律（帕斯卡原理）。我们将通过伯努利方程的静止流体特例来理解压力的平衡。 浮力与阿基米德原理： 深入分析浮力产生的原理，以及物体在流体中的沉浮条件。 连续介质假设： 解释在宏观尺度下，将流体视为连续介质进行分析的合理性与局限性。 第二部分：流体动力学基础 在掌握了流体静力学的基本原理后，本部分将聚焦于流体运动的动态过程。我们将引入流体运动学的基本概念，如流速、流线、迹线、涡线等，并区分层流与湍流两种主要的流动状态。 流体运动的描述方法： 介绍欧拉法和拉格朗日法两种描述流体运动的基本视角。 连续性方程： 推导并讲解质量守恒定律在流体运动中的体现——连续性方程，并分析其在不同流动区域（管道、喷口等）的应用。 动量方程（纳维-斯托克斯方程的简化形式）： 引入动量守恒定律，理解作用在流体上的力（压力、粘性力、外力）如何影响其运动状态。我们将从最简化的伯努利方程开始，逐步引入能量方程，为更复杂的流动分析奠定基础。 伯努利方程： 详细推导并讲解能量守恒在流体流动中的体现——伯努利方程，分析其适用条件（理想流体、稳定流动、无能量损失等），并展示其在流量测量、流体加速等方面的应用。 量纲分析与相似性原理： 介绍如何利用量纲分析（如Π定理）来简化复杂的工程问题，并理解相似性原理在模型试验中的重要性，为实际工程放大提供依据。 第三部分：粘性流体的流动与能量损失 本部分将深入探讨粘性流体在管道、通道等介质中的流动特性，以及能量损失的产生与计算。这将为理解实际工程中泵、阀门、管道系统等的设计提供关键理论支持。 管道中的流动： 详细分析层流和湍流在圆形管道中的速度分布，以及流体在管道中流动时由于粘性作用产生的能量损失（沿程损失和局部损失）。 谢才公式与达西-魏斯巴赫公式： 讲解计算管道水头损失的常用经验公式，分析影响因素。 局部水头损失： 讨论在管道系统中，由于阀门、弯头、截面变化等引起的局部能量损失，并介绍其计算方法。 明渠流动： 简要介绍明渠流动的基本特点，如自由液面、水力半径等，并介绍相关的流动计算方法。 第四部分：流体对浸没物体的作用 本部分将研究流体与浸没在其中的固体物体之间的相互作用，重点关注阻力和升力的产生机理及其计算方法。 阻力： 分析流体对运动物体产生的阻力，包括摩擦阻力和压差阻力（形状阻力），并介绍阻力系数的概念及其影响因素（雷诺数、形状、表面粗糙度等）。 升力： 探讨流体绕过物体时产生的升力，特别是翼型产生的升力机理，并分析其在航空航天、船舶等领域的重要应用。 第五部分：实际工程应用与案例分析 本部分将前面所学的流体力学理论与实际工程问题相结合，通过具体的案例分析，加深读者对理论知识的理解，并培养解决实际工程问题的能力。 泵与风机原理初步： 简要介绍泵和风机等输送机械的工作原理，以及如何运用流体力学原理进行性能分析。 管道系统设计初步： 结合能量损失和流体阻力的计算，探讨简单管道系统的设计思路。 流体测量技术： 介绍常用的流体测量仪器和方法，如皮托管、文丘里管、涡轮流量计等，并分析其工作原理。 空气动力学基础： 介绍空气动力学在汽车、建筑、体育等领域的应用，如风洞试验、减阻设计等。 本书力求通过严谨的理论推导、清晰的逻辑结构和丰富的例证，帮助读者建立起扎实的流体力学知识基础，为进一步学习更高级的流体机械、空气动力学、水力学等专业领域打下坚实的基础。本书适合高等院校机械、能源、环境、土木、航空航天等专业本科生及研究生，也可作为相关领域工程技术人员的参考读物。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度，让我深刻体会到了流体力学作为一门基础科学的重要性。 我印象最深刻的是，书中并没有止步于对宏观流体现象的描述，而是深入探讨了流体与固体边界相互作用的细节。例如，“边界层理论”的讲解，让我理解了为什么在物体表面会形成一层粘性影响显著的流体层，以及边界层的分离和再附着是如何影响流体阻力和升力的。作者甚至还介绍了“湍流边界层”和“层流边界层”的区别，以及它们各自的特性，这让我对流体与物体表面的“亲密接触”有了更深刻的认识。 书中对“空泡动力学”的深入分析，也让我受益匪浅。空泡在水轮机和泵等设备中造成的损坏不容小觑。作者不仅解释了空泡的形成和溃灭过程，还详细介绍了空泡溃灭时产生的冲击波压力，以及这种冲击波对材料的疲劳和侵蚀作用。书中还介绍了通过改变流体压力、速度或采用特殊材料来抑制空化的方法，这为实际工程设计提供了宝贵的指导。

评分☆☆☆☆☆

我一直对各种机械设备充满了好奇，尤其是那些能够高效地转换能量的装置，而叶轮机械无疑是其中的代表。这本书以《叶轮机械流体力学基础》为名，果然没有让我失望，它为我理解这类机械的核心原理打下了坚实的基础。 书中的内容，从最基本的流体运动方程开始，逐渐深入到叶轮机械内部的复杂流动。我特别喜欢作者在讲解能量方程时，是如何将其与叶轮叶片的设计巧妙联系起来的。他通过对不同叶型截面进行流体力学分析，展示了如何通过调整叶片的形状和角度来优化流体的能量传递效率，从而提高整个机械的性能。这一点对我来说非常具象化，让我不再认为那些冰冷的公式是抽象的概念，而是能够直接指导工程实践的工具。 我对书中关于空化现象的论述也印象深刻。空化，这个常常在高速旋转的泵或涡轮中出现的棘手问题，书中用大量的篇幅进行了深入的剖析，从空泡的形成、发展到溃灭，以及其对机械造成的损害，都有非常详尽的描述。作者还介绍了几种减缓或避免空化的工程措施，这对于实际应用来说具有非常高的参考价值。我甚至开始思考，以后在选择或设计这类设备时，空化问题将是我必须重点考虑的因素之一。

评分☆☆☆☆☆

读完《叶轮机械流体力学基础》，我最大的感受是，原来那些看似复杂的流体现象，背后都有着严谨的物理规律在支撑。 我曾经对“涡流”这个概念感到很困惑，总觉得它是一种混乱无序的流动。然而，书中对涡流的详细介绍，从其形成机制（如边界层分离、剪切不稳定性）到其对流动的影响（如能量耗散、升力/阻力产生），让我对它有了全新的认识。作者甚至还介绍了如何利用或抑制涡流的技术，比如在飞机机翼上设置涡流发生器，或者在管道中设计导流叶片来减小涡流带来的能量损失。 书中关于“多相流”的章节，也为我打开了新的视野。我之前只知道流体可以是气体或液体，但从未想到过流体中可能同时存在多种相态，比如气液混合、固液混合等等。作者通过图文并茂的方式，解释了多相流动的复杂性，以及在叶轮机械中如何处理这类流动，比如在离心泵中处理气液两相流，或者在渣浆泵中处理固液两相流。这让我意识到，现实世界的流体流动远比我之前想象的要丰富和复杂得多。

评分☆☆☆☆☆

阅读《叶轮机械流体力学基础》的过程，仿佛是一场与流体本身的深度对话。我原本以为流体只是一个简单的物理介质，但这本书让我认识到它的复杂性、动态性和不可预测性。 在书中，作者并没有局限于宏观的流动现象，而是深入到微观的流体粒子行为。他用生动的语言和精美的图示，解释了为什么流体会产生涡旋，为什么边界层会附着在物体表面，以及这些微观现象如何累积并影响宏观的流动特性。我对于“流函数”和“势函数”的讲解记忆犹新，作者通过引入这两个概念，提供了一种全新的视角来描述流体的运动，这种数学上的优雅和直观性让我耳目一新。 更让我受益匪浅的是，书中对流动稳定性分析的探讨。它解释了为什么有些流动是稳定的，而有些则会迅速演变成复杂的湍流。作者引用了许多经典实验的例子，比如雷诺数在判断层流和湍流过渡中的作用，让我深刻理解了流体行为的临界性。这种对细节的关注和对复杂现象的系统性分析，让我对流体力学的研究方法有了更深的认识，也让我对未来在相关领域进一步学习产生了浓厚的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，科学书籍的价值在于它能否激发读者的思考，并为读者提供解决问题的思路。《叶轮机械流体力学基础》在这方面做得非常出色。 这本书不仅仅是传授知识，更重要的是培养一种分析问题和解决问题的能力。在讲解了流体动力学的基础理论之后，作者开始将这些理论应用于分析实际的叶轮机械问题。我记得在关于“冲击损失”的章节，作者提供了一个详细的计算流程，帮助读者理解流体冲击叶片时能量损失的原因，以及如何通过优化叶片角度来减小这种损失。这种从理论到实践的严谨推导，让我感觉自己不仅仅是在阅读，更像是在学习一种解决实际工程问题的“方法论”。 书中对“效率”这一核心概念的反复强调和多角度分析，也让我印象深刻。作者从热力学效率、机械效率、水力效率等多个维度，全面地剖析了叶轮机械的效率构成，并指出了提高效率的关键所在。这种细致入微的分析，让我对“效率”不再是模糊的感知，而是有了清晰的量化和可操作的改进方向。

评分☆☆☆☆☆

《叶轮机械流体力学基础》这本书，不仅仅是一本技术手册，更是一本启发思维的读物。 书中对“相似性原理”的介绍，让我领略到了科学研究的智慧。作者解释了如何通过对模型进行实验，来预测大型设备在实际运行中的表现。例如，在风洞中测试飞机模型，或者在水槽中测试船模，通过控制相似准数（如雷诺数、马赫数），可以有效地将模型实验的结果推广到实际工程中。这让我看到了科学研究的经济性和高效性。 我对书中关于“叶轮膨胀比”和“叶轮收缩比”的讨论也印象深刻。这些参数直接影响着流体在叶轮内部的加速或减速，进而影响能量的转换效率。作者通过数学推导和图表展示，清晰地说明了不同膨胀比/收缩比设计对流体流动特性和机械性能的影响。这让我明白了，即使是叶轮机械中看似简单的几何形状，也蕴含着深刻的流体力学原理。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述方式有一种独特的魅力，它不像很多教科书那样枯燥乏味，反而带着一种探索未知的学术热情。作者在介绍每一个新的概念时，都会追溯其历史渊源，介绍相关的科学家的贡献，这让我觉得学习的过程不仅仅是知识的灌输，更像是在参与一场跨越时空的学术对话。我记得在讲解翼型理论时，作者详细地介绍了卡门涡街的形成过程，以及它对航空工程和水利工程的深远影响。他甚至引用了一些早期航空先驱的实验数据，让我体会到了科学发现的艰辛与伟大。 更让我印象深刻的是，书中并没有回避复杂的问题，而是用一种非常有条理的方式将它们分解开来。例如，在讨论粘性流体的流动时，作者并没有停留在理想流体的层面，而是深入到纳维-斯托克斯方程的推导过程，虽然这个过程本身就很具挑战性，但书中通过逐步引导和清晰的数学推演，让我得以窥探其精髓。我对作者在解释湍流现象时的处理方式尤其赞赏，他并没有试图给出一个简单的答案，而是展示了湍流的复杂性，以及当前研究中存在的各种理论和模型，让我意识到这个领域仍有巨大的探索空间。这种坦诚和深入的讲解，反而激发了我更强烈的求知欲，而不是让我望而却步。

评分☆☆☆☆☆

这本书为我打开了通往高效能量转换世界的一扇窗。在接触《叶轮机械流体力学基础》之前，我对风力发电机、水轮机、燃气轮机等设备的运作原理，更多是停留在“它们能发电”的模糊认知。 现在，我才真正理解了叶轮机械是如何通过流体的动量和能量转换来实现其功能的。作者在书中详细阐述了关于“比冲量”和“功率系数”等关键概念，并用数学公式和图表清晰地展示了它们是如何影响叶轮机械的性能的。我尤其喜欢书中对于不同类型叶轮（如轴流、径流、混流）在效率和适用范围上的对比分析。这种详细的分类和比较，让我能够更好地理解为什么在不同的应用场景下，会选择不同设计的叶轮。 书中对叶轮机械的“气动载荷”和“水动力载荷”的分析，也让我大开眼界。它不仅仅是讲解了力的产生，更重要的是探讨了这些力是如何与叶轮的旋转速度和流体特性相互作用，从而决定了机械的承载能力和工作寿命。作者甚至还提及了一些关于材料选择和结构设计的考量，这表明流体力学知识与工程实践之间有着多么紧密的联系。

评分☆☆☆☆☆

《叶轮机械流体力学基础》这本书，就像是一本详尽的“流体解剖手册”，让我能够深入到叶轮机械工作的每一个细节。 我特别欣赏作者在讲解“叶栅理论”时的方式。他并没有直接给出一个复杂的公式，而是先从单片翼型的基本原理讲起，然后逐渐引入多片翼型组成的叶栅，并分析它们之间的相互影响。他详细地讲解了“诱导速度”和“诱导角”的概念，以及它们是如何影响流体通过叶栅后的速度和方向的。这一点对我来说非常重要，因为它直接关系到叶轮的整体设计。 书中对“声学效应”的提及，也让我感到惊喜。我从未想过流体流动还会产生声波，并且会对叶轮机械产生影响。作者解释了在高速流动的叶轮机械中，由于气泡溃灭或者流场的不稳定性，可能会产生噪音，甚至对机械结构造成损伤。书中还介绍了一些减噪和消音的技术，这让我意识到，在设计叶轮机械时，不仅仅要考虑效率和承载能力，还要关注其“噪音表现”，这是一种非常全面的工程考量。

评分☆☆☆☆☆

我最近有幸读到了一本名为《叶轮机械流体力学基础》的书，简直可以说是打开了我对流体力学世界的新认知大门。在此之前，我对这个领域总是感觉有些模糊不清，像是隔着一层雾，虽然知道大概的存在，却无法触及核心。这本书的出现，恰恰就像是拨开了迷雾的阳光，让我看到了清晰的脉络和深邃的理论。 首先，它在基础概念的讲解上做得非常出色。作者并没有上来就抛出复杂的公式和定理，而是循序渐进地引导读者理解流体的基本性质，比如粘度、密度、可压缩性等等，以及这些性质如何影响流体的运动。我特别喜欢书里对伯努利方程的阐述，不仅仅是给出了公式，更重要的是通过生动的例子，比如喷气式飞机的工作原理，或者水管中的水流速度变化，让我深刻理解了能量守恒在流体动力学中的应用。同时，关于动量守恒的讲解，特别是如何应用于理解叶轮机械中的推力和力矩产生，也让我茅塞顿开。书中的插图质量很高，清晰地展示了各种流体现象，比如涡流的形成、边界层的演化，这对于我这种视觉型学习者来说，简直是福音。我甚至可以想象自己置身于流体之中，感受那些无形的力量。