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第一篇 流体流动基础1

第一章 流体的运动1

1.1 单位和因次1

1.2 流型1

1.3 牛顿粘性定律和动量传递2

1.4 非牛顿型流体的特性3

1.5 边界层6

1.6 能量关系和伯努利方程(Bernoulli equation)6

第三章 不可压缩性牛顿型流体的圆管和槽渠中的流动9

2.1 雷诺数(Reynolds number)与管中流体流动的流型9

2.2 压力降与管壁剪应力的函数关系9

2.3 管中剪应力的变化10

2.4 管中磨擦系数、压力降与雷诺数的函数关系10

2.5 管件和弯管的压力降14

2.6 非圆开管的当量直径15

2.7 管中层充时的速度分布15

2.8 管中湍流时的速度分布18

2.9 管中湍流时的通用速度分布19

2.10 管中流动特性与速度梯度之间的函数关系21

2.11 明渠中的流动22

第三章 不可压缩性非牛顿型流体在管中的流动24

3.1 与时间无关的非牛顿型流体在管中的流动24

3.2 与时间无关的非牛顿型流体在管壁面处的剪切速率25

3.3 与时间无关的非牛顿型流体在管中层流时的压力降27

3.4 与时间无关的非牛顿型流体在管中湍流时的压力降27

3.5 宾哈姆塑性流体(Bingham-Plastic fluids)在管中层流时的压力降29

3.6 符合指数定律的液体在管中的流动30

3.7 符合指数定律的液体在管内作层流流动时的速度分布33

3.8 符合指数定律的液体在管内作湍流流动时的速度分布34

3.9 对于符合指数定律的液体在膨胀和收缩损失34

第四章 流体的泵送36

4.1 泵和泵送36

4.2 系统压头36

4.3 离心泵37

4.4 离心泵的性能关系42

4.5 离心泵的串联与并联操作44

4.6 正排量泵46

4.7 泵送效率47

4.8 泵的选择因素48

第五章 槽中流体的混合49

5.1 混合器和混合49

5.2 小叶片高速搅拌器50

5.3 大叶片低速搅拌器52

5.4 混合的无因次数群53

5.5 功率曲线54

5.6 流体混合系统的放大58

5.7 搅拌槽系统中的溶质的消除60

第六章 管中可压缩性流体的流动63

6.1 能量关系63

6.2 状态方程65

6.3 流体的音速66

6.4 水平管中理想气体的等温流动67

6.5 水平管中理想气体的非等温流动69

6.6 水平管中理想气体的绝热流动70

6.7 理想气体通过水平缩颈导管的绝热流动72

6.8 气体的压缩和压缩机77

第七章 管中气液两相混合物的流动80

7.1 气液两相流动的流型80

7.2 两相呈湍流时压力降的预测方法(根据Lookhart-Maritinelli法)80

第八章 流量的测量84

8.1 流量计及流量的测量84

8.2 封闭管道中的压头式流量计85

8.3 敞口管道中的压头式流量计89

8.4 机械流量计及电磁流量计91

8.5 流量测量的标度误差92

第九章 有固体颗粒存在时的流体运动95

9.1 流体与单一颗粒间的相对运动95

9.2 流体与颗粒群间的相对运动96

9.3 流体通过填充床的流动98

9.4 流态化100

9.5 淤浆的输送101

9.6 过滤103

第十章 流体不稳态流动导论104

10.1 槽中液体排空所需的时间104

10.2 理想气体由槽中排空所需时间106

10.3 球形固体颗粒以层流流动在牛顿型流体中的降落速度达到其最终速度的99%时所需的时间109

10.4 在牛顿型液体中当平板突然进行加速时的运动110

第二篇 流体流动中的向量方法114

第十一章 流体流动的中向量法以及连续性方程和动量传递方程114

11.1 流体流动中的向量114

11.2 在直角坐标系中两个向量的标积114

11.3 在直角坐标系中两个向量的向量积115

11.4 在直角坐标系中的向量算子--？算子116

11.5 关于直角坐标系中流体流动连续性方程的推导116

11.6 随体导数与其它形式的连续性方程118

11.7 在直角坐标系中的拉普拉斯算符118

11.8 柱坐标系119

11.9 在柱坐标系中流体流动的连续性方程120

11.10 关于在直角坐标系中对于通用动量传递方程的推导120

第十二章 关于直角坐标系中简化的奈维-斯托克斯方程(Navier Stokes equation)的应用123

12.1 在直角坐标系中简化的奈维-斯托克斯方程123

12.2 牛顿型液体的稳态水平层流124

12.3 两块无限大平行板间牛顿型液体的稳态水平层流125

12.4 牛顿型液体在水平平板上的稳态边界层流动126

12.5 牛顿型液体在水平平板上作稳态层流时的边界层厚度128

12.6 牛顿型液体在水平平板上作稳态湍流时的边界层厚度131

12.7 牛顿型液体的稳态垂直层流流动133

12.8 牛顿型液体液膜沿垂直壁面的稳态层流流动134

第十三章 关于在水平柱坐标系中简化的奈维-斯托克斯方程的应用136

13.1 水平柱坐标系中简化的奈维-斯托克斯方程136

13.2 无角速度或径向速度时牛顿型液体的稳态水平层流136

13.3 在水平管中牛顿型液体的稳态层流137

13.4 水平同心套管环间牛顿型液体的稳态层流138

13.5 在无压力梯度作用下，内圆柱体以恒速运动水平同心套管环间牛顿型液体的稳态层流140

13.6 在有压力梯度作用下，内圆柱体以恒速运动时水平同心套管环间牛顿型液体的稳态层流141

13.7 水平管中牛顿型流体的不稳态层流142

第十四章 关于垂直柱坐标系中简化的奈维-斯托克斯方程的应用148

14.1 垂直柱坐标系中简化的奈维-斯托克斯方程148

14.2 无角速度或径向速度时牛顿型液体的稳态垂直层流148

14.3 牛顿型液体在垂直管的外壁面上以液膜方式下降时的稳态层流149

14.4 无垂直速度或径向速度时牛顿型液体围绕垂直轴作稳态层流的旋转流动151

14.5 牛顿型液体在同轴的以不同角速度旋转的垂直圆筒间作稳态层流旋转流动152

14.6 产生抛物面时的牛顿型液体的稳态层流旋转流动153

换算系数155

附录156

补充习题156

习题答案162