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《流体力学与热工理论基础》 是一本全面深入探讨流体运动规律及热能传递转化机制的学术专著。本书致力于为读者构建扎实的理论框架，并清晰阐释其在工程实践中的广泛应用。 核心内容聚焦： 本书围绕流体力学和热工理论两大核心领域展开，内容详实，逻辑严谨。 第一部分：流体力学基础 流体基本概念与性质： 深入剖析流体的定义，包括连续介质假设、密度、压力、粘性、表面张力等基本物理性质。详细讲解流体的分类（牛顿流体与非牛顿流体），以及这些性质如何影响流体的宏观行为。 流体静力学： 系统阐述流体静止时压力的分布规律，包括静压强公式、帕斯卡原理、阿基米德原理等。重点分析浮力、压强计、闸门受力等经典问题，并通过大量实例展示其在液压系统、船体设计中的应用。 流体动力学： 深入探讨流体运动的规律。 质量守恒（连续性方程）： 详细推导并解析连续性方程，揭示流体在运动过程中质量的守恒性，并应用于管道流动、喷嘴设计等。 动量守恒（纳维-斯托克斯方程）： 本章为流体力学的核心。将详细推导并解析描述粘性流体运动的纳维-斯托克斯方程，包括其方程组的构成、各项的物理意义以及求解的复杂性。将介绍其在不同条件下的简化形式，如欧拉方程（无粘流动）和伯努利方程（恒定、无粘、不可压缩流）。 伯努利方程及其应用： 详细阐述伯努利方程的推导过程、适用条件及其重要的物理意义，即在恒定流中，沿着流线，动能、势能与压能之和保持不变。本书将通过喷雾器、文丘里管、飞机机翼升力等经典案例，生动展现伯努利方程在工程设计中的强大指导作用。 量纲分析与相似性原理： 介绍如何运用量纲分析（如π定理）来简化复杂的工程问题，找出影响流体行为的关键无量纲参数（如雷诺数、马赫数等），并通过相似性原理指导模型试验和规律外推，这对于在实验室条件下研究大型或极端条件下的流动至关重要。 相似流动与边界层理论： 详细解析相似流动概念，特别是雷诺数在区分层流和湍流中的作用。深入探讨边界层理论，揭示粘性对壁面附近流体运动的影响，包括边界层分离、附着等现象，并介绍其在减阻、换热等方面的意义。 管路流动： 详细分析恒定、均匀、粘性流体在圆形和非圆形管道中的流动，包括沿程阻力损失和局部阻力损失的计算方法。将介绍达西-韦斯巴赫公式、摩尔图等工具，并探讨泵、阀门等管路附件对流动的影响。 外掠流动： 关注物体在流体中运动时产生的阻力和升力，例如空气动力学中的机翼升力、圆柱绕流产生的涡街现象等。 第二部分：热工理论基础 热力学基本概念与定律： 第一定律（能量守恒）： 深入阐述热力学第一定律，即能量的守恒性，详细讲解功、热、内能、焓等热力学状态函数的概念及其相互关系。将分析孤立系统、封闭系统和开放系统中的能量传递与转化。 第二定律（熵增原理）： 重点阐释热力学第二定律，即能量传递的方向性和不可逆性。详细讲解熵的概念，并揭示其与能量品质、过程可逆性之间的紧密联系。将介绍可逆过程、不可逆过程以及熵增判据。 第三定律与零定律： 简要介绍热力学第三定律（绝对零度不可达到）和零定律（热平衡），为理解热力学性质奠定基础。 工质的热力学性质： 详细介绍水、蒸汽、空气等常见工质的热力学性质，如比焓、比熵、比容等，并讲解如何查阅和运用热力学性质表及图（如p-h图、T-s图）。 热力学循环： 蒸汽动力循环（朗肯循环）： 详细分析蒸汽动力循环（如朗肯循环）的工作原理，包括蒸发、膨胀、冷凝、泵送等过程，并研究影响循环效率的各种因素，如锅炉压力、过热度、冷凝压力等。 气体动力循环（奥托循环、狄赛尔循环、布雷顿循环）： 深入探讨内燃机和燃气轮机中常用的气体动力循环，如奥托循环（汽油机）、狄赛尔循环（柴油机）和布雷顿循环（燃气轮机），分析其工作过程、优缺点及提高效率的途径。 制冷循环（逆卡诺循环）： 详细讲解制冷循环的工作原理，特别是逆卡诺循环，分析制冷循环的性能系数，并探讨实际制冷装置的改进。 传热学基础： 热传导： 深入分析热传导的基本机理，包括傅里叶导热定律，并讲解一维、二维稳态导热和非稳态导热问题。将重点分析平板、圆柱壁等典型几何形状的导热。 对流传热： 详细阐述对流传热的概念，包括自然对流和强制对流。介绍对流传热系数，并讲解努塞尔数、雷诺数、普朗特数等无量纲准则数在对流传热计算中的应用。 辐射传热： 深入分析热辐射的机理，包括黑体、灰体、选择性辐射体的概念，并讲解斯特藩-玻尔兹曼定律、普朗克定律等。重点分析表面之间的辐射换热，并介绍其在高温设备、锅炉辐射炉等方面的应用。 复合传热： 探讨实际工程中同时发生传导、对流和辐射传热的复杂情况，并介绍常用的工程计算方法。 本书特色： 理论深度与工程应用并重： 本书在提供严谨的理论推导的同时，高度重视理论知识在实际工程问题中的应用。每一章节都配有丰富的工程实例，帮助读者理解理论的实践价值。 清晰的逻辑结构与循序渐进的讲解： 从基础概念到复杂理论，本书的章节安排井然有序，力求让读者能够循序渐进地掌握流体力学和热工的核心知识。 数学工具的恰当运用： 本书合理运用微积分、微分方程等数学工具来描述和解决工程问题，并对必要的数学方法进行清晰的解释。 图表与公式的结合： 大量使用清晰的图表、示意图和公式来辅助理解，使抽象的理论变得直观易懂。 《流体力学与热工理论基础》是从事热能工程、航空航天、机械工程、化学工程、环境工程等领域的学生、研究人员和工程师必备的参考书籍。通过研读本书，读者将能够建立起坚实的科学基础，有效分析和解决复杂的流体流动与热能传递问题。
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