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第一章 流体力学概论1

第一节 流体力学的研究对象1

第二节 流体的主要物理性质2

一、密度与重度2

二、可压缩性和热膨胀性4

三、黏性4

第三节 静止流体上的作用力8

一、质量力8

二、表面力8

三、表面张力9

第二章 流体静力学基础11

第一节 平衡状态下流体的应力特征11

一、表面力12

二、质量力12

第二节 流体的平衡微分方程式及其积分13

一、流体平衡微分方程13

二、平衡微分方程的积分14

三、等压面15

第三节 流体静力学基本方程17

一、在重力作用下静止液体的压强分布17

二、静止液体中的压强计算和等压面18

三、静力学基本方程式的意义18

四、绝对压强、表压强、真空度19

第四节 压强的测量20

一、测压管20

二、U形测压管21

三、杯式测压计22

四、多支组合式U形管测压计23

五、差压计23

六、金属式测压计24

第五节 静止流体对物体表面的压强合力25

一、静止液体作用在平面壁上的压强合力25

二、静止液体作用在曲面壁上的压强合力27

第三章 流体动力学基础29

第一节 描述流体运动的两种方法29

一、拉格朗日法29

二、欧拉法30

三、质点加速度31

第二节 流体运动的基本概念32

一、迹线和流线32

二、定常流动和非定常流动34

三、流面、流管、流束与总流34

四、过流断面、流量和断面平均流速35

第三节 流体运动的连续性方程36

一、系统与控制体36

二、直角坐标系中的连续性方程36

三、微元流束和总流的连续性方程38

第四节 流体运动微分方程39

一、无黏性流体运动微分方程式39

二、黏性流体运动微分方程式41

第五节 无黏性流体微元流束的伯努利积分41

第六节 黏性流体总流的伯努利方程44

一、黏性流体微元流束的伯努利方程44

二、急变流和缓变流45

三、平均流速与动能修正系数45

四、总流的伯努利方程46

第七节 测量流速和流量的仪器48

一、皮托管测速原理48

二、文丘里流量计49

第四章 黏性流体运动及其阻力计算51

第一节 流动运动的两种状态——层流与湍流51

一、雷诺实验51

二、不同流动状态的水头损失规律52

三、流动状态的判别标准——雷诺数54

四、湍流运动的基本特征55

第二节 管内流动阻力的两种类型56

一、过流断面与水力半径56

二、流体运动与流动阻力的两种形式57

第三节 圆管定常层流流动58

一、圆管层流的运动常微分方程58

二、圆管层流的速度分布和切应力分布59

三、圆管层流流量和平均流速60

四、圆管层流的沿程损失61

第四节 圆管定常湍流流动62

一、圆管湍流的速度分布62

二、水力光滑管与水力粗糙管62

三、圆管湍流的沿程损失63

第五节 圆管流动沿程损失系数的确定64

一、尼古拉兹实验64

二、莫迪图65

第六节 管路中的局部水头损失66

一、管径突然扩大的局部损失66

二、计算局部损失的普遍公式68

三、水头损失的叠加原则68

第五章 传热导论70

第一节 概论70

第二节 热量传递的三种基本方式和基本定律70

一、热传导71

二、热对流71

三、热辐射71

四、导热基本定律——傅里叶定律72

五、对流传热基本定律——牛顿冷却公式73

六、热辐射的基本规律74

第三节 基本概念与定义74

一、温度场74

二、等温面与等温线75

三、温度梯度76

第四节 传热过程和传热系数77

一、传热过程的计算与传热系数77

二、传热热阻78

第六章 导热基本定律及稳态导热80

第一节 导热基本定律——傅里叶定律80

一、导热机理80

二、导热基本定律80

三、导热系数81

第二节 导热微分方程式及定解条件83

一、导热微分方程83

二、定解条件86

第三节 典型一维稳态导热问题的分析解87

一、通过平壁的导热87

二、通过圆筒壁的稳态导热91

第七章 非稳态导热94

第一节 非稳态导热的基本概念94

第二节 非稳态导热的数学模型96

第三节 集中参数法的简化分析98

第四节 典型一维物体非稳态导热的分析解102

一、三种几何形状物体的温度场分析解102

二、非稳态导热的正规状况分析解的简化以及工程计算方法104

第八章 对流传热的理论基础111

第一节 对流传热概论111

一、对流传热的影响因素111

二、对流传热现象的分类113

三、对流传热的研究方法113

四、如何从解得的温度场来计算表面传热系数114

第二节 对流传热问题的数学描写115

第三节 边界层的概念及边界层换热微分方程组116

一、流动边界层116

二、热边界层119

三、边界层换热微分方程组119

四、流体外掠等温平板传热的层流分析解121

五、普朗特数的物理意义121

第四节 相似原理与量纲分析122

一、相似原理的基本内容123

二、方程分析法124

三、量纲分析法125

四、相似原理的应用126

第五节 圆管内湍流强制对流传热关联式128

第六节 大空间自然对流传热的实验关联式130

一、自然对流传热的特点130

二、大空间自然对流传热的实验关联式131

第九章 辐射传热理论基础与计算133

第一节 热辐射的基本概念133

第二节 黑体辐射基本定律136

一、普朗克定律137

二、维恩位移定律138

三、斯忒藩－玻尔兹曼定律138

四、兰贝特定律141

第三节 实际固体和液体的辐射特性143

一、实际物体的辐射力144

二、实际物体的光谱辐射力144

三、实际物体的定向辐射强度145

第四节 实际物体的吸收比与基尔霍夫定律148

一、实际物体的吸收比148

二、灰体的概念151

三、吸收比与发射率的关系——基尔霍夫定律151

第五节 黑体面的辐射传热及角系数153

一、两黑体表面的辐射传热计算153

二、代数分析法求解角系数157

第六节 组成封闭空间的两灰体间辐射传热160

一、有效辐射161

二、封闭空间内两灰体间的辐射传热162

第七节 辐射传热的强化与削弱164

第八节 气体的辐射特性和吸收特性167

一、气体辐射的特点167

二、气体的吸收定律——贝尔定律168

参考文献171

附录172