Schaum's Outline of Fluid Mechanics and Hydraulics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Giles, Ranald

出品人:

页数:416

译者:

出版时间:2009-6

价格:$ 24.80

装帧:

isbn号码:9780071611640

丛书系列:

图书标签:

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具体描述

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流体世界：从宏观到微观的探索这是一本致力于深入解析流体行为的书籍，它将带领读者穿越物质存在的奇妙形态——流体。流体，包括液体和气体，是构成我们周围世界的基本要素，从我们赖以生存的大气层，到滋养生命的江河湖海，再到工业生产中不可或缺的管道系统，它们无处不在，深刻影响着自然现象和社会活动的方方面面。本书旨在构建一个严谨而全面的流体科学知识体系，帮助读者理解流体在静止与运动状态下的基本规律，以及它们在工程技术和社会发展中所扮演的关键角色。本书将从流体的基本概念入手，为读者打下坚实的理论基础。我们将首先定义何为流体，区分其与固体的关键差异，并引入密度、比重、压力、粘度等一系列描述流体性质的核心参数。这些基本属性是理解后续一切流体现象的基石。读者将学习如何量化这些属性，理解它们在不同条件下如何变化，以及它们如何影响流体的宏观行为。例如，粘度——流体抵抗流动的内在阻力——将会在后续章节中被深入探讨，它直接关系到能量损耗、流动模式以及工程设计的效率。接着，本书将转向流体静力学的领域。在这一部分，我们将研究当流体处于静止状态时所表现出的特性。核心概念是压力，以及它在流体内部的分布规律。读者将学习帕斯卡原理，理解压力如何通过流体传递，并在此基础上探索浮力——阿基米德原理的精髓。从简单的浮体问题到复杂的液压系统，静止流体的压力分布和浮力效应在造船、桥梁设计、水坝建设等众多领域都有着至关重要的应用。我们将分析不同形状容器中液体的压力分布，探讨表面张力及其在毛细现象中的作用，并研究大气压及其对我们生活的影响。随后，我们将步入更加动态的世界，即流体动力学。这是本书的核心内容之一，将深入研究流体在运动状态下的行为。我们首先会引入连续性方程，这是一个基于质量守恒原理的基本方程，它描述了流体在管道或通道中流速与截面积之间的关系。然后，我们将聚焦于伯努利方程，这是流体动力学的“牛顿第二定律”，它将压力、速度和高度联系起来，揭示了流体能量的转化和守恒规律。读者将学会如何应用伯努利方程来分析各种流动现象，例如飞机机翼的升力产生、文丘里管的流量测量，以及管道流速变化带来的压力改变。然而，现实世界的流体流动往往并非理想状态。因此，本书将不可避免地讨论粘性流体流动。我们将区分层流和湍流这两种截然不同的流动模式，并深入探讨雷诺数——一个决定流动状态的关键无量纲参数。理解层流的有序性和湍流的混沌性对于精确预测流动阻力、能量耗散以及混合过程至关重要。我们将介绍纳维-斯托克斯方程，这是描述粘性流体运动的终极方程组，尽管其求解复杂，但理解其物理意义和应用范围是深入研究流体动力学的必经之路。本书将引导读者理解如何简化纳维-斯托克斯方程以解决实际工程问题，并介绍如达西定律等经验公式在多孔介质流动分析中的应用。除了连续介质理论的框架，本书还将涉足量纲分析与相似性原理。在复杂的流体工程问题中，直接进行全尺寸实验往往成本高昂且不切实际。量纲分析允许我们通过识别影响现象的关键无量纲参数，构建缩尺模型进行实验，并推断出全尺寸情况下的结果。我们将学习如何使用彼得伯数（Buckingham Pi Theorem）来进行量纲分析，从而简化问题，并理解相似性准则在模型试验设计中的重要性。本书的另一个重要组成部分是气体动力学，特别是可压缩流体的流动。当流体速度接近或超过声速时，其行为将发生显著变化，密度不再是常数，激波等现象将出现。我们将探讨等熵流动、斜激波、以及超音速喷管的设计原理。这对于航空航天、高速列车等领域的研究至关重要。此外，本书还将涵盖流体机械的基本原理。流体机械是将流体能量转化为机械功（如水轮机、风力涡轮机）或将机械功转化为流体能量（如水泵、压缩机）的设备。我们将研究叶轮式和容积式机械的工作原理，并分析它们的效率、性能曲线以及选择依据。为了使抽象的理论概念更易于理解和应用，本书将融入大量的实例分析和应用。从日常生活中的水龙头漏水、喷雾瓶的喷射，到宏观的河流洪水控制、飞机起降，再到微观的血液循环、空气动力学，本书将展示流体科学原理在各个领域的具体体现。我们将通过分析实际工程问题，引导读者如何将所学知识应用于解决实际挑战。本书还将特别关注实验方法。理解流体现象离不开有效的实验测量和数据分析。我们将介绍各种流体测量仪器，如测压管、皮托管、涡轮流量计、超声波流量计等，并讨论实验数据的处理和不确定度分析。总而言之，这是一本旨在为读者提供全面、深入的流体科学知识的图书。它不仅仅是理论的堆砌，更是引导读者理解和应用流体科学解决现实世界问题的桥梁。通过系统性的学习，读者将能够深刻理解流体在自然界和工程领域扮演的至关重要的角色，并为进一步深入研究或应用流体科学打下坚实的基础。