工程流体力学

本书围绕石油化工工艺与装置，从理论和应用两个层面切入编写。全书共分7章，主要内容包括：流体基本物理性质、流体静力学、流体运动学、流体动力学、平面势流、管内流动、流体绕物流动等。本书可作为过程装备与控制工程、能源与动力工程、油气储运工程、环保设备工程等相关专业的教材使用。

李福宝，沈阳工业大学教授，从事动力工程及工程热物理专业。曾主编教材《过程装备机械基础》《压力容器及过程设备设计》《流体力学》等。

第1章流体的基本物理性质(1)
1.1流体的连续介质模型(1)
1.2流体的物理性质(2)
1.2.1流体密度(2)
1.2.2流动性(2)
1.2.3可压缩性和膨胀性(2)
1.2.4黏性(3)
1.3流体分类(6)
1.3.1牛顿流体(Newtonianfluid)和非牛顿流体(Non-Newtonianfluid)(6)
1.3.2黏性流体和理想流体(6)
1.4表面张力(Surfacetension)(6)
1.4.1影响球(6)
1.4.2表面张力产生的原因(7)
1.4.3拉普拉斯公式(8)
1.4.4毛细现象(9)
题与解(11)
第2章流体静力学(17)
2.1作用在流体上的力(17)
2.1.1表面力(17)
2.1.2质量力(18)
2.1.3液体静压强及特性(18)
2.2流体平衡微分方程(18)
2.2.1平衡微分方程(Equilibriumdifferentialequation)(18)
2.2.2压强差公式(19)
2.2.3等压面微分方程(20)
2.2.4力的势函数(20)
2.3流体静力学基本方程式(21)
2.3.1重力场中液体的平衡方程(21)
2.3.2不可压缩流体中压强计算公式(22)
2.4典型应用(22)
2.4.1连通器(22)
2.4.2压力的传递(23)
2.4.3压强计量(23)
2.4.4油水分离水力旋流器(25)
题与解(27)
第3章流体运动学(34)
3.1流体运动的特点(34)
3.1.1流体运动的特点(34)
3.1.2流场的概念(34)
3.1.3流动的分类(35)
3.2流体运动的描述(35)
3.2.1拉格朗日法(35)
3.2.2欧拉法(37)
3.2.3质点导数(37)
3.3流场的直观表示(39)
3.3.1迹线(39)
3.3.2流线(40)
3.3.3流线与迹线的关系(41)
3.4流体微团运动分析(42)
3.4.1平动(43)
3.4.2线变形(43)
3.4.3角变形(44)
3.4.4旋转(46)
3.5有旋流动与无旋流动(47)
3.5.1涡量(47)
3.5.2有旋流动与无旋流动(48)
3.6速度环量、斯托克斯公式、高斯公式、汤姆孙定理(50)
3.6.1速度环量(50)
3.6.2斯托克斯公式(50)
3.6.3高斯公式(Gaussianformula)(51)
3.6.4汤姆孙定理(51)
题与解(51)
第4章流体动力学(57)
4.1输运公式(57)
4.1.1系统与控制体(57)
4.1.2输运公式(58)
4.2面向控制体的流体动力学积分方程(59)
4.2.1质量连续方程(59)
4.2.2动量方程(62)
4.2.3能量方程(64)
4.2.4伯努利方程及其应用(67)
4.3流体动力学微分方程(Fluiddynamicsdifferentialequation)(77)
4.3.1连续方程(77)
4.3.2运动方程(80)
4.4不可压缩流体流动微分方程(93)
4.4.1建立微分方程的基本方法(93)
4.4.2初始条件和边界条件(94)
4.4.3典型应用(95)
题与解(102)
第5章平面势流(117)
5.1势函数(117)
5.1.1有势场(117)
5.1.2速度势函数的定义(117)
5.1.3引入速度势函数的意义(118)
5.1.4速度势函数的求解(118)
5.1.5速度势函数与环量的关系(118)
5.1.6无旋流动的基本性质(119)
5.1.7拉普拉斯方程(势函数方程)(120)
5.2流函数(121)
5.2.1流函数的定义(121)
5.2.2流函数的意义(121)
5.2.3流函数的求法(121)
5.2.4流函数的基本性质(122)
5.2.5流函数方程(122)
5.3流函数与势函数的关系(123)
5.3.1流函数与势函数的边界条件(123)
5.3.2柯西-黎曼条件(Cauchy-Riemanncondition)(124)
5.3.3等势线、流线和流网(124)
5.4简单势流流动(125)
5.4.1解决势流问题的思路(125)
5.4.2势流叠加原理(125)
5.4.3简单流动(126)
5.4.4复合流动(130)
5.4.5复势与复速度(133)
题与解(134)
第6章管内流动(137)
6.1管内流动的特点(137)
6.1.1充分发展流动(137)
6.1.2流态(137)
6.1.3湍流流动(138)
6.2管内流动计算(139)
6.2.1管路计算的基本公式(139)
6.2.2管路能量损失(139)
6.3圆管内层流流动和沿程阻力损失(140)
6.3.1圆管内流体的平均速度um和优选流速umax(140)
6.3.2体积流量qV(140)
6.3.3管壁上的切应力τ0(140)
6.3.4沿程阻力损失(140)
6.4圆管内湍流流动及沿程阻力损失(141)
6.4.1速度分布(141)
6.4.2平均速度(142)
6.4.3壁面切应力(142)
6.4.4阻力损失(142)
6.5局部阻力损失(143)
6.5.1局部阻力损失的研究方法(143)
6.5.2几种局部阻力系数的确定(146)
6.5.3减小局部损失的措施(150)
6.6管路计算(151)
6.6.1简单管路(151)
6.6.2串联管路(152)
6.6.3并联管路(152)
题与解(153)
第7章流体绕物流动(165)
7.1边界层的基本概念(165)
7.2边界层厚度(166)
7.3边界层方程组及边界条件(169)
7.3.1普朗特边界层方程(169)
7.3.2冯·卡门边界动量积分方程(173)
7.3.3平板层流边界层的准确解(175)
7.4边界层分离(179)
7.5绕流阻力(182)
7.6绕翼型流动(185)
7.7颗粒运动(189)
7.8绕圆柱流动(191)
7.8.1绕圆柱的无环量流动(191)
7.8.2绕圆柱的环量流动(194)
7.9卡门涡街(196)
7.9.1绕圆柱体流体(196)
7.9.2卡门涡街(198)
7.9.3诱导振动(199)
题与解(200)
参考文献(204)