具体描述
本书对锅炉沉积物的成因及清除方法作了较为详尽的阐述，可帮助锅炉水处理工作者掌握锅炉清洗的基本原理和方法，提高清洗水平，降低清洗成本，优化清洗方案，以防止锅炉因结垢、腐蚀而引起事故，提高锅炉水汽质量，保证锅炉安全、稳定、经济和长周期运行。
《现代工业流体动力学基础与应用》 内容简介 本书系统深入地探讨了现代工业领域中流体动力学的基本原理、分析方法及其在工程实践中的广泛应用。全书内容涵盖流体力学的基础理论、复杂的流动现象分析、先进的数值模拟技术，以及流体动力学在能源、化工、航空航天、环境工程等关键行业中的具体工程实例。本书旨在为读者提供一个坚实而全面的理论框架，并侧重于解决实际工程问题的能力培养。 第一部分：流体力学基础理论的深化理解 第一章：流体性质与控制方程的建立 本章从微观角度阐述了流体的本构关系，包括牛顿流体与非牛顿流体的粘性特性、表面张力、可压缩性等关键物性参数。随后，重点推导并详细解析了描述流体运动的基本守恒方程——质量守恒（连续性方程）、动量守恒（纳维-斯托克斯方程）和能量守恒方程。我们不仅关注了其微分形式，还探讨了积分形式在控制体分析中的应用，为后续的复杂问题分析奠定数学基础。特别引入了流函数和涡度方程，展示了在二维、不可压缩流动分析中的简化优势。 第二章：无粘流与粘性流的分析框架 本章首先从理想流体出发，深入讲解了欧拉方程，并引入了伯努利方程在流场分析中的精确适用条件和常见误用场景。随后，焦点转移至粘性流动的核心——普朗特数的物理意义及其对边界层形成的关键作用。详细分析了边界层理论的提出背景、基本假设以及其在分析流体与固体表面相互作用中的不可替代性。通过对平板边界层（如普朗特单层模型）的求解，展示了如何通过简化假设获得具有工程价值的解析解。 第三章：流动相似性、量纲分析与实验方法 本章强调了工程实践中至关重要的量纲分析和相似性原理。系统阐述了雷诺数、傅汝德数、马赫数等关键无量纲参数的物理意义及其在不同物理现象中的主导作用。深入讲解了π定理在简化复杂问题中的应用，指导读者如何从实验数据中提炼出普适性的关系式。此外，本章对主流的流体动力学实验测量技术进行了综述，包括皮托管测压技术、粒子图像测速（PIV）、激光多普勒测速（LDV）等先进的非接触式测量手段及其在复杂流场诊断中的应用前景。 第二部分：复杂流动现象的深入剖析 第四章：湍流理论与统计描述 湍流是现代流体力学研究的难点与核心。本章摒弃了对瞬时速度场的直接求解，转而采用雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）方程体系。详细讨论了湍流脉动量的统计特性，特别是雷诺应力的概念及其对动量输运的影响。重点介绍了湍流模型的发展历程与应用范围，深入分析了$k-epsilon$模型和$k-omega$模型（包括SST模型）的物理基础、各自的优缺点及其在近壁面流动和复杂分离流中的适用性。 第五章：可压缩流动与激波现象 针对高速流动，本章引入了气体动力学的基础知识。从等熵流动、等积流动和管道流（含摩擦损失和冒口损失）入手，系统建立了可压缩流动的分析工具。对激波的形成机理、正激波和斜激波的几何与热力学分析进行了详尽的阐述，并重点讨论了激波边界层相互作用（Shock Wave Boundary Layer Interaction, SWBLI）对工程结构产生的影响。 第六章：多相流与界面现象 本章拓展了研究范围至工业中普遍存在的液-固、气-液、气-固多相流动问题。分类讨论了气泡流、层流、环状流等不同流动形态的特征。着重分析了颗粒在流场中的运动规律（包括曳力、升力、虚拟质量力），并介绍了气固两相流动的关键参数（如体积分数、速度滑移）及其在气力输送和流化床反应器中的应用。界面传递过程（如传质与相变）的流体力学影响亦被纳入讨论。 第三部分：数值模拟方法与工程应用前沿 第七章：计算流体力学（CFD）方法基础 本章是连接理论与现代工程实践的桥梁。详细介绍了求解纳维-斯托克斯方程的主要数值方法：有限差分法（FDM）、有限体积法（FVM）和有限元法（FEM）。重点阐述了离散化过程、网格划分（结构化与非结构化网格）的策略选择、稳态与瞬态问题的求解算法（如SIMPLE/PISO算法）以及不同格式（迎风格式、中心差分）的稳定性和精度比较。强调了数值计算中的收敛性、稳定性和网格依赖性判断标准。 第八章：CFD在复杂系统中的应用案例 本章通过多个具体的工程实例，展示了如何运用CFD工具解决实际的工程挑战。案例包括但不限于： 1. 换热器内部流动优化：分析管束流动中的二次流和死区形成，优化导流板设计以提高换热效率。 2. 泵和压缩机设计：模拟叶轮内部的流场，识别和抑制空化现象，优化水力设计参数。 3. 燃烧室流动：分析燃料和氧化剂的混合过程、火焰传播的流场影响，以及对污染物排放的控制。 4. 空气动力学外形设计：利用高保真度的LES模拟方法，预测复杂翼型或车辆外部流动中的升阻力特性及流动分离行为。 第九章：先进流场模拟技术展望 本章对当前正在快速发展的流体动力学模拟前沿技术进行展望。重点介绍大涡模拟（LES）和直接数值模拟（DNS）的原理及其在解析湍流细节中的优势，并讨论它们在计算资源限制下的适用性。同时，探讨了流固耦合（FSI）问题，即流体载荷对结构变形的影响，以及流体动力学与电磁学、化学反应耦合的交叉学科研究方向。 本书内容结构严谨，理论推导详尽，并配有大量的工程插图和算例分析，是流体力学、机械工程、化学工程、航空航天等相关专业高年级本科生、研究生以及从事工业研发和设计工程师的理想参考教材与工具书。它不仅教授“如何计算”，更强调对物理现象背后的流体动力学本质的深刻洞察。
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