流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)

前言

流體力學(xué)、泵與風(fēng)機(jī)是高職高專建筑環(huán)境設(shè)備與工程專業(yè)、建筑水電設(shè)備專業(yè)等相關(guān)土建類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。本教材以實(shí)用為目的，以必需、夠用為度，既適合工程應(yīng)用，又不失與理論銜接，適用于高職高專和相近本科專業(yè)。本書包括兩篇，上篇流體力學(xué)，主要闡述了流體靜壓強(qiáng)的基本特性和分布狀況；流體動(dòng)力學(xué)的連續(xù)性方程和能量方程及其應(yīng)用；管路能量損失的計(jì)算；管路的水力計(jì)算；孔口、管嘴的出流規(guī)律及氣體射流；邊界層理論；一元?dú)怏w動(dòng)力學(xué)；明渠流動(dòng)等。下篇泵與風(fēng)機(jī)主要闡述了泵與風(fēng)機(jī)的基本原理、構(gòu)造和性能參數(shù)；泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)及選擇。注重理論聯(lián)系實(shí)際，注意與專業(yè)課的銜接，對課程內(nèi)容進(jìn)行了大量的調(diào)整，每章均引入學(xué)習(xí)指導(dǎo)，安排較多的例題和思考題，具有實(shí)用性和專業(yè)性的習(xí)題。本書由潘炳玉主編，薛永飛副主編，編寫分工如下：河南工程學(xué)院潘炳玉編寫第二、五、九章；河南工程學(xué)院薛永飛編寫第一、六、十、十三章；安徽理工大學(xué)鄧海順與薛永飛共同編寫第八章；西安航空技術(shù)高等專科學(xué)校劉海華編寫第三、四章；河南工程學(xué)院王迎輝和黃河勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司杜建偉共同編寫第七章；浙江大學(xué)趙偉國博士編寫第十一、十二章。全書在編寫組的大力支持下完成，由潘炳玉和薛永飛統(tǒng)稿并定稿，由鄭州輕工業(yè)學(xué)院時(shí)陽教授主審。本書在編寫過程及書稿會(huì)審中，承蒙各兄弟院校老師提出許多寶貴意見，在此一并致謝。但由于編者水平有限，不足之處難免，請廣大讀者及同行批評指正。編者2010年8月

內(nèi)容概要

本書介紹了流體力學(xué)、泵與風(fēng)機(jī)的相關(guān)知識，全書分為兩篇。上篇為流體力學(xué)，具體內(nèi)容包括流體的基本物理性質(zhì)，流體靜力學(xué)，流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)及一元流動(dòng)，黏性流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)及管道流動(dòng)，孔口、管嘴與氣體射流，邊界層理論簡介，多元流動(dòng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)，可壓縮流體一元流動(dòng)，明渠流動(dòng)基礎(chǔ)。下篇為泵與風(fēng)機(jī)，具體內(nèi)容包括泵與風(fēng)機(jī)理論基礎(chǔ)，離心式泵與風(fēng)機(jī)運(yùn)行調(diào)節(jié)，離心式泵與風(fēng)機(jī)的選型與安裝，其他常用泵與風(fēng)機(jī)。    本書為高職高專建筑環(huán)境設(shè)備與工程專業(yè)、建筑水電設(shè)備專業(yè)及相關(guān)土建類專業(yè)教材用書，也可供相關(guān)技術(shù)人員參考使用。

書籍目錄

上篇  流體力學(xué)　第一章  流體的基本物理性質(zhì)　  第一節(jié)  連續(xù)介質(zhì)假設(shè)　  第二節(jié)  流體的主要物理性質(zhì)　    一、慣性和重力特性　    二、流體的壓縮性與膨脹性　    三、流體的黏性，牛頓內(nèi)摩擦定律　    四、液面的表面張力特性　  第三節(jié)  作用在流體上的力　    一、質(zhì)量力　    二、表面力　  第四節(jié)  流體的力學(xué)模型　  習(xí)題　第二章  流體靜力學(xué)　  第一節(jié)  流體靜壓強(qiáng)的特性　    一、靜壓強(qiáng)和壓力　    二、流體靜壓強(qiáng)的特性　    三、靜壓強(qiáng)單位和測量基準(zhǔn)　  第二節(jié)  流體靜力學(xué)及其特性　    一、流體平衡微分方程　    二、平衡微分方程的積分形式　  第三節(jié)  壓強(qiáng)的測量　    一、等壓面　    二、測壓管　    三、水銀測壓計(jì)與U形測壓計(jì)　    四、壓差計(jì)　    五、金屬測壓計(jì)（壓力表）　  第四節(jié)  液體對平面壁面的作用力　    一、靜水壓強(qiáng)分布圖　    二、平面壁的總作用力及作用點(diǎn)　  第五節(jié)  作用于曲面壁的靜止流體總壓力　    一、曲面壓力的計(jì)算　    二、壓力體　  第六節(jié)  液體的相對平衡　    一、等加速直線運(yùn)動(dòng)的液體的相對平衡　    二、等角速度旋轉(zhuǎn)容器中液體的平衡　  習(xí)題　第三章  流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)及一元流動(dòng)　  第一節(jié)  流動(dòng)描述　    一、描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法　    二、跡線與流線　    三、質(zhì)點(diǎn)速度、加速度　  第二節(jié)  描述流體運(yùn)動(dòng)的一些基本概念　    一、恒定流與非恒定流　    二、流管、總流、流量、斷面平均流速　    三、一元流、二元流、三元流　    四、均勻流與非均勻流、漸變流與急變流　  第三節(jié)  流體運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性方程　    一、流體運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性方程　    二、恒定總流的連續(xù)性方程　  第四節(jié)  流體運(yùn)動(dòng)的能量方程　    一、理想元流運(yùn)動(dòng)的能量方程　    二、總流運(yùn)動(dòng)的能量方程　    三、能量方程的物理意義　    四、能量方程的應(yīng)用　    五、測壓管水頭線與總水頭線　    六、氣流能量方程的應(yīng)用　  第五節(jié)  流體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)量方程　    一、動(dòng)量方程　    二、應(yīng)用條件　  習(xí)題　第四章  黏性流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)及管道流動(dòng)　  第一節(jié)  兩種流態(tài)和判別標(biāo)準(zhǔn)　    一、雷諾實(shí)驗(yàn)和兩種流動(dòng)狀態(tài)　    二、流動(dòng)狀態(tài)的判別標(biāo)準(zhǔn)　  第二節(jié)  流動(dòng)阻力與能量損失的關(guān)系　    一、沿程阻力和沿程損失　    二、局部阻力和局部損失　  第三節(jié)  圓管中的層流運(yùn)動(dòng)　    一、過流斷面速度分布規(guī)律　    二、沿程水頭損失　    三、非圓管流的沿程損失　  第四節(jié)  圓管中的紊流運(yùn)動(dòng)　    一、紊流運(yùn)動(dòng)的分析方法　    二、紊流阻力和紊流速度分布　  第五節(jié)  紊流沿程阻力系數(shù)的確定　    一、紊流沿程阻力系數(shù)影響因素　    二、尼古拉茲實(shí)驗(yàn)曲線與紊流分區(qū)　    三、莫迪圖　    四、紊流沿程阻力系數(shù)計(jì)算與應(yīng)用　  第六節(jié)  局部阻力系數(shù)的確定　    一、局部損失產(chǎn)生的原因　    二、突然放大處的局部損失　    三、局部阻力之間的相互干擾　    四、減小阻力的措施　  第七節(jié)  管路流動(dòng)　    一、管路流動(dòng)分類　    二、簡單管路與阻抗　    三、管路的串聯(lián)與并聯(lián)　    四、有壓管中的水擊　  第八節(jié)  管網(wǎng)流動(dòng)計(jì)算　    一、枝狀管網(wǎng)計(jì)算　    二、環(huán)狀管網(wǎng)計(jì)算　  習(xí)題　第五章  孔口、管嘴與氣體射流　  第一節(jié)  孔口出流　    一、孔口自由出流　    二、孔口淹沒出流　    三、孔口出流的應(yīng)用　  第二節(jié)  管嘴出流　  第三節(jié)  氣體射流　    一、無限空間淹沒紊流射流　    二、溫差濃差射流　    三、旋轉(zhuǎn)射流　    四、受限射流簡介　  習(xí)題　第六章  邊界層理論簡介　  第一節(jié)  邊界層的基本概念　  第二節(jié)  邊界層動(dòng)量方程　    一、邊界層微分方程　    二、邊界層動(dòng)量積分方程　    三、邊界層的位移厚度和動(dòng)量損失厚度　    四、邊界層的近似計(jì)算　  第三節(jié)  邊界層的分離現(xiàn)象　    一、曲面邊界層的分離　    二、卡門渦街　  第四節(jié)  繞流阻力與升力　    一、繞流阻力一般分析　    二、繞流升力的一般概念　  習(xí)題　第七章  多元流動(dòng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)　  第一節(jié)  流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)分析　    一、表示流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)特征的速度表達(dá)式　    二、流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)的分解　  第二節(jié)  有旋流動(dòng)和無旋流動(dòng)　    一、有旋流動(dòng)和無旋流動(dòng)的定義　    二、速度環(huán)量和旋渦強(qiáng)度　  第三節(jié)  無旋流動(dòng)的速度勢函數(shù)　    一、速度勢函數(shù)引入　    二、速度勢函數(shù)的性質(zhì)　  第四節(jié)  二維平面流動(dòng)的流函數(shù)　    一、流函數(shù)的引入　    二、流函數(shù)的性質(zhì)　    三、勢函數(shù)和流函數(shù)的關(guān)系　  第五節(jié)  基本的平面有勢流動(dòng)　    一、均勻直線流動(dòng)　    二、平面點(diǎn)源和點(diǎn)匯　    三、點(diǎn)渦　  第六節(jié)  平面勢流的疊加流動(dòng)　    一、勢流疊加原理　    二、螺旋流　    三、偶極流　    四、繞圓柱體無環(huán)量流動(dòng)　    五、流網(wǎng)法解平面勢流　  習(xí)題　第八章  可壓縮流體一元流動(dòng)　  第一節(jié)  微弱擾動(dòng)波的傳播　    一、音速　    二、馬赫數(shù)　  第二節(jié)  氣體一維定常等熵流動(dòng)　    一、氣體一維定常流動(dòng)的基本方程　    二、滯止參數(shù)　  第三節(jié)  氣體一維定常等熵變截面管流　    一、氣流速度與密度的關(guān)系　    二、氣流速度與通道截面的關(guān)系　  第四節(jié)  等溫管路和絕熱管路流動(dòng)　    一、有摩擦和熱交換的一元定常運(yùn)動(dòng)基本方程　    二、等截面絕熱摩擦管流　    三、有熱交換的等截面無摩擦管流　  習(xí)題　第九章  明渠流動(dòng)基礎(chǔ)　  第一節(jié)  明渠均勻流概述　    一、棱柱形渠道　    二、渠道的斷面形狀　    三、明渠流的基本計(jì)算公式　    四、其他經(jīng)驗(yàn)公式　  第二節(jié)  明渠水力計(jì)算　    一、水力最優(yōu)斷面　    二、明渠均勻流渠道允許流速　    三、明渠均勻流的水力計(jì)算　    四、水跌和水躍　  第三節(jié)  堰流　    一、堰流及其特征　    二、堰的分類　    三、堰流的計(jì)算公式　  習(xí)題下篇  泵與風(fēng)機(jī)　第十章  泵與風(fēng)機(jī)理論基礎(chǔ)　  第一節(jié)  概述　    一、泵與風(fēng)機(jī)的發(fā)展　    二、泵與風(fēng)機(jī)的分類　    三、離心式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理　    四、泵與風(fēng)機(jī)主要的性能參數(shù)　  第二節(jié)  離心式泵與風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)　    一、離心泵的主要部件　    二、離心式泵的銘牌和型號　    三、離心式風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)　  第三節(jié)  基本方程——?dú)W拉方程　    一、流體在葉輪內(nèi)的運(yùn)動(dòng)及速度三角形　    二、歐拉方程　    三、葉片數(shù)對歐拉方程之修正　    四、理論揚(yáng)程HT的組成　  第四節(jié)  泵與風(fēng)機(jī)的性能曲線　    一、離心式葉輪葉片形式的分析　    二、理論性能曲線　    三、泵與風(fēng)機(jī)的能量損失　    四、實(shí)際性能曲線　  第五節(jié)  泵與風(fēng)機(jī)的相似定律及其應(yīng)用　    一、相似條件　    二、泵與風(fēng)機(jī)的相似三定律　    三、風(fēng)機(jī)的無量綱相似曲線　    四、比轉(zhuǎn)數(shù)　  習(xí)題　第十一章  離心式泵與風(fēng)機(jī)運(yùn)行調(diào)節(jié)　  第一節(jié)  管路性能曲線及泵與風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)　    一、管路性能曲線　    二、工作點(diǎn)　    三、工作點(diǎn)的穩(wěn)定性分析　  第二節(jié)  泵與風(fēng)機(jī)的聯(lián)合工作　    一、串聯(lián)工作　    二、并聯(lián)工作　    三、并聯(lián)工作的特點(diǎn)　  第三節(jié)  泵與風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié)方法　    一、調(diào)節(jié)  方法分類　    二、泵與風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)方法　  第四節(jié)  泵與風(fēng)機(jī)的振動(dòng)與噪聲　    一、振動(dòng)與噪聲基礎(chǔ)　    二、泵與風(fēng)機(jī)的抗振與防噪　    三、泵與風(fēng)機(jī)的隔振和隔聲　    四、吸聲與消聲器　  習(xí)題　第十二章  離心式泵與風(fēng)機(jī)的選型與安裝　  第一節(jié)  離心泵正常工作所需附件及揚(yáng)程計(jì)算　    一、離心泵正常工作所需附件　    二、泵工作不同管路時(shí)的揚(yáng)程計(jì)算　  第二節(jié)  離心泵的汽蝕與安裝高度　    一、離心泵的空化與空蝕現(xiàn)象　    二、離心泵的空化余量　    三、泵的安裝高度計(jì)算　  第三節(jié)  離心式泵與風(fēng)機(jī)的選擇　    一、選型原則　    二、選用程序及注意事項(xiàng)　    三、離心泵的選擇方法及步驟　    四、風(fēng)機(jī)的選擇方法及步驟　  第四節(jié)  離心式泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行　    一、離心式泵的啟動(dòng)與運(yùn)行　    二、離心式風(fēng)機(jī)的操作方法　    三、離心式風(fēng)機(jī)事故危險(xiǎn)性分析與評價(jià)　  習(xí)題　第十三章  其他常用泵與風(fēng)機(jī)　  第一節(jié)  軸流式泵與風(fēng)機(jī)　    一、軸流式泵與風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)　    二、軸流式風(fēng)機(jī)的葉柵理論　    三、軸流風(fēng)機(jī)的性能曲線　  第二節(jié)  橫流風(fēng)機(jī)　    一、橫流風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理　    二、橫流風(fēng)機(jī)的應(yīng)用　  第三節(jié)  真空泵　    一、水環(huán)式真空泵　    二、羅茨真空泵工作原理　    三、旋片式真空泵工作原理　  第四節(jié)  管道泵　  第五節(jié)  往復(fù)式泵　  第六節(jié)  深井泵　  第七節(jié)  旋渦泵　  習(xí)題附錄  泵與風(fēng)機(jī)性能曲線圖參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：在流體靜力學(xué)中，學(xué)習(xí)了流體在靜止?fàn)顟B(tài)下的受力平衡規(guī)律，然而流動(dòng)性是流體的最基本特性，在自然界和工程實(shí)際中，流體大多處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因此研究流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律具有更重要和普遍的意義。由于流體易于變形，流體的運(yùn)動(dòng)比起離散的質(zhì)點(diǎn)系或固體的運(yùn)動(dòng)來要復(fù)雜，怎樣來描述復(fù)雜的流體運(yùn)動(dòng)，成為研究流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律和動(dòng)力學(xué)的首要問題。流體動(dòng)力學(xué)就是研究流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其在工程上的實(shí)際應(yīng)用的科學(xué)。本章研究流體的運(yùn)動(dòng)要素——壓強(qiáng)、密度、速度、作用力、加速度間的相互關(guān)系；并根據(jù)流體運(yùn)動(dòng)實(shí)際情況，研究反映流體運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律的3個(gè)方程式，即：流體的連續(xù)性方程式、能量方程式和動(dòng)量方程式。這3個(gè)方程式，稱為流體動(dòng)力學(xué)三大基本方程式，它們在整個(gè)工程流體力學(xué)中占有非常重要的地位。一、描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法流體是由無限多個(gè)質(zhì)點(diǎn)組成的連續(xù)介質(zhì)，因此，流體的流動(dòng)是由充滿整個(gè)流動(dòng)空間的無限多個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)構(gòu)成的，該充滿運(yùn)動(dòng)流體的空間稱為流場。在研究流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，有拉格朗日法和歐拉法。按格朗日法是沿襲固體力學(xué)的方法，把流體看作是由無數(shù)連續(xù)質(zhì)點(diǎn)所組成的質(zhì)點(diǎn)系，以研究個(gè)別流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)，通過對每個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究來確定整個(gè)流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，這種方法稱為拉格朗日法。

編輯推薦

《流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)》為高職高專規(guī)劃教材。

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