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绪论 1

第1章 流体的主要物理性质 3

1.1 连续介质概论 3

1.2 流体的密度和相对密度 4

1.3 流体的黏性 5

1.3.1 黏性产生的原因 5

1.3.2 牛顿内摩擦定律 5

1.3.3 流体的黏度 6

1.3.4 理想流体 8

1.4 流体的膨胀性和压缩性 10

1.4.1 体胀系数 10

1.4.2 压缩系数和体积弹性系数 10

1.4.3 不可压缩流体的概念 11

本章小结 12

思考与练习 12

第2章 流体静力学 15

2.1 作用在流体上的力 15

2.1.1 质量力 15

2.1.2 表面力 16

2.1.3 流体静压强 16

2.2 流体平衡微分方程 17

2.2.1 流体平衡微分方程的导出 17

2.2.2 质量力的势函数 18

2.2.3 等压面 19

2.3 重力场中的平衡流体 20

2.3.1 不可压缩流体的静压强基本公式 20

2.3.2 可压缩流体的静压强分布公式 22

2.4 静压强的计算与测量 23

2.4.1 静压强的计算单位 23

2.4.2 静压强的计算标准 24

2.4.3 静压强的测量 24

2.5 平衡流体对壁面的作用力 27

2.5.1 作用在倾斜平面上的总压力 28

2.5.2 作用在曲面上的总压力 31

2.5.3 作用在沉没物体上的总压力 35

2.6 流体在非惯性坐标系中的相对平衡 35

2.6.1 等加速水平直线运动容器中液体的相对平衡 36

2.6.2 等角速度旋转容器中液体的相对平衡 36

本章小结 38

思考与练习 39

第3章 流体动力学基础 45

3.1 研究流体流动的方法 45

3.1.1 拉格朗日法 45

3.1.2 欧拉法 46

3.2 流动的分类 47

3.2.1 定常流动和非定常流动 47

3.2.2 一维流动、二维流动和三维流动 48

3.2.3 均匀流和非均匀流 48

3.2.4 缓变流和急变流 49

3.3 用欧拉法描述流体运动的基本概念 49

3.3.1 流线 49

3.3.2 流管、流束、有效断面 50

3.3.3 流量 51

3.3.4 平均流速 51

3.4 系统与控制体 51

3.5 连续方程 53

3.6 实际流体的运动微分方程（纳维-斯托克斯方程） 54

3.7 能量方程 58

3.8 伯努利方程及其应用 60

3.8.1 伯努利方程的几何意义及物理意义 60

3.8.2 伯努利方程在工程实际中的应用 61

3.9 沿流线主法线方向压强和速度的变化 63

3.10 黏性流体总流的伯努利方程 64

3.11 动量方程与动量矩方程 66

3.11.1 惯性坐标系中的动量方程与动量矩方程 66

3.11.2 定常管流的动量方程 66

3.11.3 动量方程的应用 67

3.12 旋流、势流及涡 74

3.12.1 流体质点的变形与旋转运动 74

3.12.2 旋流、势流及涡的概念 76

3.13 点涡速度场的规律及其应用 77

3.13.1 点涡速度场的概念和模型 77

3.13.2 无旋流动的能量方程 78

3.13.3 圆周运动的压强与速度的关系 79

3.13.4 点涡速度场的规律 80

3.13.5 涡核内外部流场静压头及总水头 80

3.13.6 旋风分离器压强损失的分析 82

3.14 涡轮机械基本方程 83

本章小结 85

思考与练习 85

第4章 流体在圆管中的流动 91

4.1 雷诺实验 91

4.1.1 层流和湍流 92

4.1.2 流动状态的判定 92

4.1.3 沿程损失与速度的关系 93

4.1.4 水力直径的概念 94

4.2 圆管中的层流流动 95

4.2.1 流速分布和流量 95

4.2.2 平均流速和最大流速 97

4.2.3 层流的动能和动量修正系数 97

4.2.4 层流的沿程损失 97

4.2.5 管路进口起始段 99

4.3 圆管中的湍流流动 99

4.3.1 时均流动与脉动 101

4.3.2 混合长度理论 102

4.3.3 湍流的速度分布 105

4.4 管路流动的沿程阻力 107

4.4.1 尼古拉兹实验 108

4.4.2 莫迪图 111

4.5 管路流动的局部阻力 115

4.5.1 局部损失产生的原因 115

4.5.2 管路突然扩大的局部阻力 116

4.5.3 几种常用的局部阻力系数 116

4.5.4 局部损失一般表达式 120

4.5.5 局部阻力的相互干扰 120

4.6 管路计算 121

4.6.1 简单管路 122

4.6.2 串联管路 123

4.6.3 并联管路 124

4.6.4 管路特性 126

4.7 水击现象 128

4.7.1 水击的物理过程 128

4.7.2 水击压强和水击波的传播速度 130

4.7.3 防止水击危害的措施 132

本章小结 132

思考与练习 133

第5章 孔口出流与相似原理 141

5.1 孔口出流概述 141

5.1.1 薄壁孔口和厚壁孔口 141

5.1.2 自由出流和淹没出流 142

5.1.3 完善收缩和不完善收缩 142

5.1.4 恒定出流和非恒定出流 143

5.2 薄壁孔口恒定出流 143

5.2.1 薄壁孔口出流的速度和流量计算 143

5.2.2 孔口出流系数 145

5.3 厚壁孔口恒定出流 145

5.3.1 厚壁孔口出流的速度和流量 146

5.3.2 孔口出流系数 146

5.3.3 不同孔口出流系数 148

5.4 机械中的气穴现象 150

5.4.1 气穴与气蚀 150

5.4.2 节流气穴 151

5.4.3 泵进口处的气穴 152

5.5 相似原理 152

5.5.1 流体的力学相似 153

5.5.2 动力相似准则 154

5.5.3 近似模型法 157

本章小结 161

思考与练习 161

第6章 缝隙流动 165

6.1 平行平面缝隙 165

6.1.1 速度分布规律与流量 165

6.1.2 切应力与摩擦力 166

6.1.3 功率损失与最佳缝隙 167

6.2 环形缝隙 167

6.2.1 同心环形缝隙 167

6.2.2 偏心环形缝隙 168

6.3 平行圆盘缝隙 169

6.3.1 放射流动 169

6.3.2 挤压流动 170

6.4 倾斜平面间的缝隙流动 171

6.4.1 缝隙间的速度分布 171

6.4.2 压强分布与流量 172

6.4.3 柱塞运动中的卡紧力 173

6.4.4 动压支撑的支撑力 174

本章小结 176

思考与练习 176

第7章 可压缩气体的一元流动 180

7.1 声速和马赫数 180

7.1.1 声速 180

7.1.2 马赫数 182

7.2 可压缩气体一元流动的基本方程 184

7.2.1 可压缩性气体总流的连续性方程 184

7.2.2 可压缩性气体的能量方程 185

7.2.3 可压缩性气体的运动方程 186

7.3 一元气体的流动特性 186

7.3.1 滞止状态和滞止参数 186

7.3.2 最大速度状态 188

7.3.3 临界状态和临界参数 188

7.4 气体在半截面管（喷管）中的流动 189

7.4.1 马赫数和截面面积的关系 190

7.4.2 渐缩喷管和拉瓦尔喷管 191

本章小结 195

思考与练习 195

参考文献 198