目錄

第1章緒論

1．1物質的相態與相變

1．1．1物質的相態

1．1．2物質的相變

1．2流體的主要物理性質和分類

1．2．1流動性

1．2．2慣性

1．2．3密度

1．2．4壓縮性與膨脹性

1．2．5熱傳導

1．2．6黏性

1．2．7理想流體和連續介質模型

1．2．8牛頓流體和非牛頓流體

1．3作用于流體上的力

1．3．1表面力

1．3．2質量力

1．4流體力學的發展史

1．4．1中華文明對流體力學研究的貢獻

1．4．2流體力學在歐美國家的發展

1．4．3當代流體力學的發展

1．5工程流體力學的內容與任務

習題

第2章流體靜力學

2．1靜止流體中的應力特性

2．1．1應力的方向垂直并指向受壓面

2．1．2靜壓強的大小和受壓面的方向無關

2．2流體平衡微分方程及其積分

2．2．1流體平衡微分方程

2．2．2平衡微分方程的全微分形式

2．2．3等壓面

2．3重力場中靜壓強的計算

2．3．1液體靜壓強的計算

2．3．2氣體靜壓強的計算

2．3．3帕斯卡定律

2．3．4壓強表示與度量

2．4相對平衡狀態下的壓強分布規律

2．4．1勻加速直線運動

2．4．2勻速圓周運動

2．5受壓平面的靜水壓力計算

2．5．1矩形平面的靜水壓力

2．5．2任意形狀受壓平面的靜水壓力

2．6受壓曲面的靜水壓力計算

2．6．1靜水總壓力數值

2．6．2靜水總壓力作用方位

習題

第3章流體動力學

3．1流體運動學

3．1．1流體運動的描述方法

3．1．2拉格朗日描述

3．1．3歐拉描述

3．1．4拉格朗日描述和歐拉描述的關系

3．2動力學基礎知識

3．2．1流體運動的分類

3．2．2跡線和流線

3．2．3元流、總流和過流斷面

3．2．4流量和斷面平均流速

3．2．5基本定律

3．3質量守恒定律與連續性方程

3．3．1試驗發現

3．3．2概念解析

3．3．3連續性方程的微分形式

3．3．4連續性方程的積分形式

3．4流體運動微分方程

3．4．1理想流體運動微分方程

3．4．2黏性流體運動微分方程

3．5能量守恒定律與伯努利能量方程

3．5．1試驗發現

3．5．2概念解析

3．5．3理想流體的伯努利方程

3．5．4黏性流體的伯努利方程

3．6動量守恒定律與流體的動量方程

3．6．1試驗發現

3．6．2概念解析

3．6．3恒定總流動量方程和動量矩方程

3．7動力學方程在工程中的應用

3．7．1應用條件

3．7．2解題思路

3．7．3典型算例

習題

第4章黏性流體的水頭損失

4．1層流和紊流

4．1．1層流和紊流現象

4．1．2能量損失與流速的關系

4．1．3雷諾數

4．1．4水頭損失的分類

4．2水頭損失的力學機理

4．2．1均勻流基本方程

4．2．2沿程水頭損失計算公式

4．2．3圓管均勻層流

4．3紊流概述

4．3．1脈動現象與時均化

4．3．2紊流的附加剪切應力

4．3．3紊流核心與黏性底層

4．3．4紊流時壁面狀況

4．4紊流時的沿程水頭損失

4．4．1尼古拉茲試驗

4．4．2當量粗糙度

4．4．3沿程水頭損失系數的經驗公式

4．4．4謝才公式

4．5紊流時的流速分布

4．6邊界層理論

4．6．1邊界層基本概念

4．6．2邊界層分離

4．6．3摩擦阻力和壓差阻力

4．7局部水頭損失的計算

4．7．1斷面突然放大的局部水頭損失系數

4．7．2其他局部水頭損失系數

習題

第5章壓力管道流動

5．1孔口與管嘴出流

5．1．1孔口出流

5．1．2管嘴出流

5．2有壓管道的水力計算

5．2．1短管水力計算

5．2．2長管水力計算

5．3管網水力計算原理

5．3．1枝狀管網

5．3．2環狀管網

5．4壓力管道水力計算

5．4．1管網節點流量的確定

5．4．2環狀管網水力計算的基本步驟

5．4．3環狀管網的水力工況分析與調節

習題

第6章明渠流動

6．1明渠流概述

6．1．1基本概念

6．1．2渠道類型

6．2明渠恒定均勻流水力計算

6．2．1恒定均勻流的水力計算公式

6．2．2水力*佳斷面的確定

6．2．3工程設計中的流速和糙率選擇

6．2．4無壓圓管水流特征

6．2．5恒定均勻流的水力計算

6．2．6復雜斷面明渠的水力計算

6．3明渠非均勻流水面曲線計算

6．3．1明渠水流流態

6．3．2斷面比能和臨界流判別標準

6．3．3棱柱形渠道非均勻漸變流水面曲線分析

6．3．4非均勻漸變流水面曲線計算

習題

第7章堰流

7．1堰流特征與堰的分類

7．1．1堰流特征

7．1．2堰的分類

7．2堰流的基本公式

7．3工程中的堰流計算問題

7．3．1薄壁堰

7．3．2實用堰

7．3．3寬頂堰

習題

第8章滲流

8．1滲流的基本特征

8．1．1土壤中水的形態特征

8．1．2土壤的滲流特征指標

8．1．3滲流簡化模型

8．2滲流的達西定律

8．2．1達西定律的表達式

8．2．2達西定律的應用范圍

8．2．3達西定律中的滲透系數

8．3漸變滲流方程

8．3．1連續性微分方程

8．3．2運動微分方程

8．3．3恒定滲流的流速勢

8．3．4初始條件和邊界條件

8．3．5滲流問題的求解

8．4工程中的滲流問題

8．4．1地下明槽漸變滲流

8．4．2井的滲流

8．4．3均質土壩滲流

習題

第9章有壓氣體流動

9．1基本概念

9．1．1聲速

9．1．2馬赫數和馬赫錐

9．2氣體一維恒定流動

9．2．1連續性方程

9．2．2運動微分方程

9．2．3狀態方程

9．2．4能量方程

9．2．5等熵氣流動力學

9．2．6可壓縮與不可壓縮氣流之間的誤差限

9．3噴管的等熵出流

9．4可壓縮氣體管道流動

9．5工程中的絕熱管流問題

習題

第10章工程流體機械

10．1水泵與風機工作原理

10．1．1葉片式工作機原理

10．1．2容積式工作機原理

10．2工作機的特性曲線

10．2．1理論特性曲線

10．2．2實際特性曲線

10．3管道特性曲線

10．4工作點的選定

10．5機組聯合工作

10．5．1并聯工作

10．5．2串聯工作

10．6工況調節

10．6．1管路特性曲線的調節

10．6．2機組特性曲線的調節

習題