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出版者:中国电力

作者:杨诗成

出品人:

页数:210

译者:

出版时间:2007-1

价格:22.00元

装帧:

isbn号码:9787508349770

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机械传动与流体动力学：新视野下的基础与应用 图书简介 本书旨在为读者提供一套全面、深入且与时俱进的机械传动与流体动力学基础理论及工程应用知识体系。它不仅涵盖了经典理论的严谨推导，更紧密结合当前工业界对高效、节能、智能流体机械的需求，探讨了前沿技术与未来发展趋势。全书内容结构清晰，逻辑严密，力求在理论深度与工程实用性之间找到最佳平衡点。 第一部分：机械传动系统基础与优化 本部分首先从机械系统动力学的基础出发，对各种常见传动机构进行深入分析。 第一章：机械传动原理回顾与拓展 本章回顾了齿轮传动、带传动、链传动等基本形式的几何设计与强度计算。重点在于引入了现代材料科学对传动效率的影响，讨论了高分子材料、复合材料在特种工况下的应用，以及疲劳寿命预测的概率模型。此外，本章还深入探讨了摩擦学在传动系统中的关键作用，包括边界润滑、混合润滑状态下的接触应力分析，以及先进润滑剂的选择与性能评估。 第二章：现代机械动力学分析 本章聚焦于传动系统的动态特性。详细分析了转子系统的临界转速、振动模态及其抑制方法。引入了有限元分析（FEA）在复杂齿轮箱结构动力学建模中的应用，包括非线性接触分析和瞬态冲击响应模拟。针对高精度装备，本章还探讨了误差传递、反向间隙对系统精度的影响，并介绍了误差补偿技术在现代数控系统中的实现。 第三章：传动系统集成与智能化 本章将传动系统置于整个机电一体化框架下考察。讨论了伺服驱动器与机械末端的最佳匹配问题，重点分析了刚性驱动与柔顺驱动（Series Elastic Actuator, SEA）的优缺点及其在人机交互系统中的应用。同时，本章详细阐述了基于状态监测（Condition Monitoring）的智能诊断技术，包括振动信号处理、故障特征提取，以及利用机器学习算法进行早期故障预警的实践流程。 第二部分：流体动力学核心理论与应用 本部分构筑了流体动力学，特别是针对内部流动的理论基础，为后续深入探讨特定的流体机械打下坚实基础。 第四章：不可压缩流体运动学与动力学 本章从雷诺方程和纳维-斯托克斯（Navier-Stokes, N-S）方程的严格推导开始，详细分析了粘性流体的运动规律。重点剖析了边界层理论，包括其形成、发展与分离现象，以及对设备性能的制约。通过对圆管、非圆管道中流动阻力系数的图谱分析，强调了工程经验数据与理论模型的结合。本章还引入了湍流模型的几种主流形式（如 $k-epsilon$, $k-omega$ 模型）及其在工程 CFD 仿真中的适用性对比。 第五章：流体能量转换与守恒原理 本章基于欧拉方程和能量方程，详细阐述了流体机械中能量转换的基本原理。深入分析了流体的等熵流动、等焓流动过程，以及这些过程中的不可逆损失——主要来源于摩擦、泄漏和冲击。本章特别关注了流体机械中常见的气蚀现象，包括气蚀的产生机理、对材料的损伤评估，以及通过改进叶轮几何设计和操作条件来避免气蚀的工程对策。 第六章：相似律与量纲分析在流体机械设计中的应用 本章强调了工程设计中运用相似性原理的重要性。详细介绍了基于无量纲数（如雷诺数、马赫数、比转速）的系统相似性判据，以及如何利用模型试验数据来预测全尺寸设备的性能。本章还讨论了“工程经验系数”在设计初期快速估算中的作用，以及模型试验中相似性失真（Scale Effect）的处理方法。 第三部分：先进流体机械的结构与性能分析 本部分将前两部分理论知识融会贯通，聚焦于现代工业中应用最广泛的流体机械——往复泵、旋转泵和压缩机——的结构设计、性能优化及系统集成。 第七章：往复式流体机械的动力学建模 本章着重于活塞泵、柱塞泵等往复式设备。重点分析了驱动机构与往复运动部件之间的耦合动力学问题，如曲柄连杆机构的往复惯性力及其平衡技术。详细讨论了阀门的动态特性——开闭时间、振动与“气锤”效应（Water Hammer），并介绍了为减小瞬变压力脉动而设计的缓冲器和蓄能器。 第八章：旋转离心式流体机械的流场控制 本章深入剖析了离心泵和离心压缩机（如轴流泵、混流泵）的核心部件——叶轮和蜗壳的设计。详细介绍了叶轮的入流角、出流角设计对扬程和流量特性的影响，以及叶片载荷的分布情况。针对蜗壳和导流叶片的流道设计，本章运用 CFD 结果解释了二次流、回流区是如何形成并降低设备效率的，并介绍了如何通过优化叶道末端的气动布局来提升宽广工况范围内的性能。 第九章：轴流与斜流机械的效率提升 本章侧重于高速、大流量场合的轴流和斜流设备。对级间匹配、级数选择进行了系统性分析。重点讨论了末级设计中，由于出口流道扩张带来的气动损失，以及如何通过先进的扩压器（Diffuser）设计（如带导流叶片的扩散器）来最大化静压恢复系数。此外，本章还包含了对级联叶片理论（如一维、二维叶栅理论）的工程应用，强调了叶片排布对气流均匀性的控制。 第十章：系统集成与运行可靠性工程 本部分将设备视为系统的一部分进行最终考量。讨论了泵站、压缩机组的并联、串联运行优化，以及如何通过变频技术（VFD）实现精确的流量和压力调节，同时避免低速运行时出现的喘振（Surge）和汽蚀（Cavitation）问题。本章还探讨了在极端温度和高腐蚀性介质环境下，密封技术（如机械密封、磁力驱动）的选择与可靠性评估，以确保长时间、高可靠性的连续运行。 总结 本书力求构建一个从微观流体行为到宏观机械系统集成的完整知识链条。通过对经典理论的重申和现代工程分析方法的引入，读者不仅能够掌握传统流体机械的设计与分析工具，更能为迎接未来高效、绿色、智能化的流体动力系统挑战做好准备。本书适合机械工程、能源工程、化工装备设计等专业的本科高年级学生及工程技术人员参考。

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我最欣赏这本书的地方在于它对“系统集成”的强调。在现代工业流程中，任何一个组件都不可能孤立存在，而这本书深刻理解了这一点。它不仅仅停留在对单个部件性能的优化，而是花了很大篇幅去探讨如何将不同流体设备串联起来，形成一个高效、稳定的整体系统。书中对于“匹配性”的讨论非常深入，例如，如何根据上游设备的压力脉动特性来调整下游设备的缓冲腔体设计，以避免共振和压力波反射。这种跨学科的视角，融合了机械、电子控制和流体力学，使之成为一本真正面向全流程工程师的宝典。书中甚至包含了对高级诊断技术（如激光多普勒测速仪在复杂管路中的应用限制）的批判性分析，指出了当前测试手段的局限性，并提出了未来传感器融合的方向。这种前瞻性和批判性思维的培养，远比单纯的知识灌输来得宝贵。

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说实话，我本来以为这又是一本枯燥乏味的教科书，但阅读体验出乎我的意料。这本书的叙事风格非常“口语化”，尽管内容是硬核的工程学，但作者似乎总能找到一种与读者对话的方式。比如，在谈论轴承的润滑失效时，作者没有直接给出标准化的失效模式清单，而是用了一个类似侦探故事的开头：“当我们发现转子在低速时振动剧烈，但在高速下又趋于稳定时，我们首先应该怀疑的，是‘润滑薄膜的临界厚度’出了问题。”这种代入感很强，让人在阅读过程中时刻保持警觉。而且，它对历史背景的梳理也很有意思，比如回顾了上世纪初几大关键专利的争夺战如何影响了早期设计理念的走向，让冰冷的技术背后有了人性的温度。虽然这本书的篇幅厚重，但我发现自己很少会因为疲劳而合上它，更多是因为需要停下来，消化一下刚刚学到的那些关于流场控制的巧妙设计。它不仅仅是一本工具书，更像是一部技术发展史的侧写。

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这本新近读到的《流体机械原理》简直是打开了我对动力传输世界认知的一扇窗。作者的笔触细腻而富有洞察力，尤其是在处理复杂流体力学概念时，没有采取那种高高在上的理论说教，而是通过大量生动、贴近实际工程案例的描述，将抽象的数学模型具象化。我印象最深的是关于叶轮设计部分的阐述，书中详细对比了不同类型叶片在特定工况下的效率曲线和气蚀现象的形成机制，那种对细节的执着和深度挖掘，让人仿佛置身于设计室中，亲手调试着每一个参数。更难得的是，书中对材料科学与机械结构强度的交叉讨论，指出在高速运转和高腐蚀环境下，仅仅优化流道是不够的，设备的可靠性才是决定性的。书中引入的有限元分析（FEA）在预测长期疲劳寿命方面的应用案例，为我后续的项目规划提供了极具价值的参考。我特别喜欢它在介绍最新技术趋势时所保持的克制与审慎，不盲目追捧新技术，而是脚踏实地分析其成熟度和适用边界。读完后，我对那些过去只能依靠经验判断的问题，现在有了一套系统且基于第一性原理的分析框架，极大地提升了我解决实际问题的信心。

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总而言之，这本书给我最大的震撼是其对“效率极限”的不断挑战精神。作者似乎从未满足于“达到标准即可”，而是不断探讨在现有物理和工程约束下，如何将效率提升到理论最大值的边缘。特别是书中关于空化现象的最新研究进展部分，它详尽地分析了微气泡的成核、生长和溃灭过程如何影响材料的微观疲劳，并提出了一种基于声学特征进行在线预警的建模方法。这部分内容极其前沿，很多数据和实验结果似乎是首次在公开出版物中详述。尽管书中部分涉及到量子流体力学在超低温介质中的应用章节，我暂时无法完全理解其深层原理，但作者清晰地勾勒出了这项技术未来对深空探测和能源领域的潜在颠覆性影响。这本书不是让你安于现状的，它是强迫你去思考，在下一个十年，我们如何才能制造出性能更强、寿命更久、能耗更低的动力设备。这是一本真正具有启发性的、面向未来的专业著作。

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翻开这本书的时候，我最先被它那种严谨到近乎偏执的逻辑结构所吸引。它不像很多技术书籍那样，把所有内容堆砌在一起，而是层层递进，如同剥洋葱一般，从最基础的动量守恒和能量转换定律出发，每一步的推导都清晰可见，几乎没有需要跳跃式理解的地方。特别是在讲解涡轮增压器内部的能量回收环节时，作者用了一套非常精巧的“等效长度”概念来简化复杂的边界层分离问题，这种处理方式在学术界虽然不常见，但在工程应用层面却极大地简化了计算复杂度，提高了可操作性。这本书的排版也值得称赞，大量的图表和示意图都不是那种敷衍的CAD截图，而是经过精心绘制和标注的，许多关键的受力分析图，甚至能看出作者在制图上花费的心血。虽然其中涉及的一些高级热力学循环计算对我来说有些挑战，但书后附带的习题集质量极高，它们往往不是简单的公式套用，而是需要结合实际运行数据进行修正和迭代，这才是真正体现了“学以致用”的精髓。

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热动的泵风教材，我在发电厂工作时遇到离心泵与风机相关问题就会参考这本书与《化工原理》（让我最开始接触泵相关的书目），当然在专业性优先级方面还是以这本《泵与风机》为主。

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热动的泵风教材，我在发电厂工作时遇到离心泵与风机相关问题就会参考这本书与《化工原理》（让我最开始接触泵相关的书目），当然在专业性优先级方面还是以这本《泵与风机》为主。

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简短精炼

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热动的泵风教材，我在发电厂工作时遇到离心泵与风机相关问题就会参考这本书与《化工原理》（让我最开始接触泵相关的书目），当然在专业性优先级方面还是以这本《泵与风机》为主。