流体传输管道动力学

流体传输管道动力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:浙江大学出版社
作者:蔡亦钢
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1990-06
价格:2.05
装帧:平装
isbn号码:9787308004213
丛书系列:
图书标签:
  • 流体传输管道动力学
  • 流体动力学
  • 管道流动
  • 传热
  • 流体机械
  • 工程流体力学
  • 水力学
  • 管道设计
  • 瞬态流动
  • 水锤效应
  • 工业管道
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具体描述

《流体传输管道动力学》 本书深入探讨流体在管道中传输过程中的关键物理现象与力学规律,为工程师、研究人员以及相关领域学生提供一套系统、详实的理论框架和实践指导。 第一章 绪论 本章首先阐述流体传输管道系统的重要性及其在现代工业、能源、交通和城市建设中的广泛应用,如石油天然气输送、供水排水系统、化工原料输送、城市燃气管网等。接着,介绍流体动力学的基本概念,包括流体的定义、性质(密度、粘度、表面张力、压缩性等)以及流体运动的基本描述方法(拉格朗日和欧拉描述)。在此基础上,明确本书的研究对象——流体在封闭管道内的流动,并界定其研究范围,包括稳态与非稳态流动、层流与紊乱流动、牛顿流体与非牛顿流体等。最后,概述流体传输管道动力学研究的核心问题,如压力损失、流动稳定性、管道振动、水力冲击等,并预告本书将要涵盖的主要内容。 第二章 流体静力学基础 本章回顾并深化流体静力学的基本原理,为后续动力学分析奠定基础。重点讲解静止流体中压力的概念及其特性,如等压面、压力随深度的变化规律(静压公式)。详细阐述帕斯卡原理及其在液压系统中的应用。介绍浮力与阿基米德原理,并探讨流体静力平衡的条件。本章还将讨论压力测量的基本方法和常用仪表,如压力计、压力表等,以及表面张力对微小尺度流体静力行为的影响。 第三章 流体动力学基本方程 本章是本书的核心,系统推导和讲解描述流体运动的基本方程。从物质导数出发,推导出流体运动的微分形式守恒定律: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。针对不同流动情况,重点介绍简化方程,如伯努利方程(适用于理想流体、稳态、无粘流动)、欧拉方程(无粘流体运动方程)。详细讲解粘性流体运动的关键方程——纳维-斯托克斯方程,并讨论其在不同坐标系下的形式。本章还将介绍不可压缩流体和可压缩流体的运动方程差异,以及能量方程的推导与应用。 第四章 管道内层流 本章专注于管道内的层流现象。详细分析层流的特征:流体质点沿光滑、平行的流线运动,无径向混合。推导并应用泊肃叶定律,精确计算圆形直管中的层流压降和流量关系。讨论层流速度分布的特性,如抛物线形速度剖面。介绍层流流动阻力系数与雷诺数的关系,阐述雷诺数在区分层流与紊乱流动中的关键作用。本章还将触及非圆形截面管道的层流流动,以及管道内层流的能量损失计算。 第五章 管道内紊流 本章深入研究更为普遍存在的紊流现象。详细描述紊流的特征:流体质点运动随机、无规则,伴随涡旋和湍流脉动。介绍紊流速度剖面的普适规律,如对数律和幂律,并解释其物理成因。重点讲解紊流流动阻力与雷诺数、管壁粗糙度之间的关系,如莫迪图(Moody Chart)的应用。详细阐述紊流中的混合机制和湍流应力,包括雷诺应力及其模型(如Boussinesq涡粘性假设)。本章还将介绍紊流边界层理论,以及紊流在各种复杂管道流动中的表现。 第六章 管道流动中的能量损失 本章系统梳理管道流动中产生的各种能量损失。详细讲解沿程损失,即流体沿管道长度方向流动时由于粘性作用和紊流脉动造成的能量损失,并介绍其计算方法(达西-韦斯巴赫公式)。深入分析局部损失,即流体流经管道附件(如弯头、三通、阀门、缩径、扩径等)时产生的瞬时能量损失,并介绍其计算方法,如当量长度法和局部阻力系数法。本章还将讨论两种损失的综合影响,以及如何通过优化管道设计和选择合适的管件来减小能量损失。 第七章 管道流动分析与计算 本章提供一套实用的管道流动分析与计算方法。首先介绍流量、压降、流速等关键参数的计算流程。详细讲解管道网络分析的基本原理,包括串联、并联管道系统的计算方法,以及解决复杂管网流量分配和节点压力的迭代算法。介绍管道流动模拟软件的应用,并提供实际案例分析。本章还将探讨不同材料管道的流动特性差异,以及如何根据实际需求进行管道选型。 第八章 管道流动稳定性与水力冲击 本章关注管道流动中的动态问题。详细分析流动稳定性,包括流动失稳的条件和可能产生的现象,如振荡。深入讲解水力冲击(水锤)的产生机理、传播途径和危害,特别是阀门关闭或泵停机时引起的水压剧烈波动。介绍水力冲击的计算方法(如特征线法)和防护措施,如缓闭阀、气囊、膨胀水箱等。本章还将讨论管道内可能存在的其他动力学现象,如空化。 第九章 非牛顿流体在管道中的传输 本章扩展讨论非牛顿流体在管道中的流动特性。介绍常见的非牛顿流体模型,如幂律流体、宾汉塑性流体、流变性流体等,并阐述其流变行为。推导和分析非牛顿流体在管道中的层流流动方程,计算其压降和速度分布。讨论非牛顿流体的紊流特性,及其与牛顿流体紊流的差异。本章还将探讨非牛顿流体在管道输送中的工程应用挑战和解决方案。 第十章 管道输送系统设计与优化 本章将前面章节的理论知识应用于实际的管道系统设计与优化。系统阐述管道系统的设计流程,包括需求分析、参数确定、管径选择、材质选择、线路布置等。重点讨论如何根据流体性质、输送量、压力要求、环境条件等因素,进行管道系统的经济性与安全性设计。介绍管道系统的运行与维护,以及性能监控和故障诊断。本章还将探讨绿色环保的管道输送技术和未来发展趋势。 本书旨在为读者提供一个全面、深入的流体传输管道动力学知识体系,帮助解决实际工程中的各类问题,推动相关领域的技术进步。

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读后感

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用户评价

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读到这本书的书名《流体传输管道动力学》,我脑海中立刻浮现出一幅幅画面:冰冷的钢管内,橙黄色的原油滚滚向前,或者洁净的水流在蓝色的PVC管道中欢快地跳跃。我期待书中能深入剖析流体在管道内输送时所涉及的各种力学原理,比如流体自身的动量守恒、能量守恒,以及它们如何相互作用,最终影响输送的效率和管道的稳定性。我也希望书中能探讨管道的应力分析,以及在不同压力、温度和介质腐蚀条件下,管道材料的力学性能如何变化,并提供相应的材料选择建议。

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刚拿到这本《流体传输管道动力学》,我对它充满了期待,以为它会深入浅出地讲解流体在管道中运动的物理原理,比如牛顿流体和非牛顿流体的区别,以及它们在不同管道形状和尺寸下的流动特性。我本以为书中会包含各种图表和公式,详细推导流体动力学方程,并给出实际应用中的计算方法,帮助我理解为什么管道中的压力会下降,以及如何精确计算这种压降。我也希望书中能够探讨管道的振动和噪声问题,以及它们对管道系统寿命和安全性的影响,并提供相应的控制措施。同时,考虑到现代工业对精确控制的要求越来越高,我设想书中也会涉及流体流量的精确测量和控制技术,以及相关的传感器和控制系统。

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我本来是想找一本关于流体在管道中运动时产生的各种动力学效应的科普读物,比如流体惯性、粘滞性对管道壁面产生的作用,以及涡流、层流等不同流动状态的形成机理。我希望它能用通俗易懂的语言,配合生动的插图,来解释这些复杂的物理现象。同时,我也对管道的抗震性能和防爆性能很感兴趣,希望书中能介绍相关的设计标准和安全规范,以及在易发生地震或有爆炸风险的区域,如何设计和施工更加安全的流体传输管道。

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我原本希望这本书能成为我在流体输送领域的一本“圣经”,能够详细解释各种管道系统的设计原则,从基础的管径选择到复杂的管网水力计算,再到各种泵、阀门的性能参数和选型指南。我期待书中能够提供大量的工程实例,让我能够学习如何解决实际工程中遇到的各种问题,比如管道的结垢、腐蚀,以及如何进行防腐蚀和防结垢的措施。我也希望书中能够涵盖管道的安装、试压、冲洗和维护等方面的内容,为我提供一个完整的工作流程指导。

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这本书的封面设计得很吸引人,是一种深蓝色调,上面用流动的线条勾勒出管道的意象,仿佛真的能感受到流体在其中涌动。我本来是想找一本关于水泵选型和基础维护的书,因为我的工作需要用到一些基本的泵类知识,但翻开目录,发现这本书的内容跟我最初的设想似乎有些偏差。虽然标题是“流体传输管道动力学”,听起来很专业,我期待的也应该是关于压力、流量、摩擦阻力这些在管道系统中至关重要的参数的详细讲解,以及如何根据这些参数来选择合适的管道材料、阀门以及支撑结构。也希望能看到一些实际案例分析,比如在不同工况下,管道会遇到哪些问题,又该如何进行诊断和解决。我尤其关注关于节能降耗方面的技术,毕竟在工业生产中,流体输送的效率直接关系到成本。我希望书中能提供一些优化管道设计、减少能量损失的策略,或者介绍一些新型的高效输送设备。

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