工程流体力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社

作者:黄卫星等编

出品人:

页数:273 页

译者:

出版时间:2005-1

价格:27.00

装帧:平装

isbn号码:9787502532864

丛书系列:

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• 参考
• 流体力学
• 工程
• 物理
• 数学
• 机械
• 水力学
• 气力学
• 传热
• 计算流体力学
• 流体动力学

《工程热力学：从基础原理到前沿应用》 本书旨在为工程技术人员和高年级本科生、研究生提供一套全面、深入且实用的热力学知识体系。 我们深知，热力学作为连接物质、能量与宏观现象的桥梁，是所有工程学科（如机械、能源、化工、航空航天等）的基石。本书的编纂，跳出了传统教材的刻板框架，力求在严谨的理论推导与前沿工程应用之间找到完美的平衡点。 第一部分：热力学基础与核心概念的重塑 本部分致力于夯实读者对热力学基本概念的理解。我们从宏观世界的能量视角出发，详细阐述了热力学系统的定义、状态描述、过程分析，并引入了“热力学平衡”这一核心概念的精细化处理。 第一章：热力学基础与基本定律的现代解读。 详细探讨了功、热量、内能、焓、熵等基本热力学量的物理意义和量纲分析。特别地，我们将对热力学第零定律进行更深入的探讨，阐释其在建立温度和热力学平衡方面的基石作用，并引入了基于统计力学对温度的微观解释，为后续的熵概念做铺垫。热力学第一定律的推导过程将更加强调能量守恒的普遍性，并通过大量的工程实例，如往复式发动机的循环分析和反应堆的能量平衡，展示其在不同工况下的应用边界。 第二章：熵的概念、计算与热力学第二定律的深度剖析。 熵，作为热力学中最抽象却又至关重要的概念，我们将采用多角度阐释。除了传统的克劳修斯不等式和卡诺循环推导外，本书将引入信息论视角下的熵（香农熵的简化类比），帮助理解系统无序性的增加。热力学第二定律的讨论将聚焦于过程的方向性限制，以及“不可逆性”对工程效率的根本制约。我们将详细分析热力学第二定律在判断过程可行性中的作用，并引入了“㶲（Exergy）”的概念，作为衡量能量品质和系统有效性的高级指标。 第三部分：热力学关系式与物质态的精确描述 理解如何从基本状态量推导出所有热力学变量，是工程计算的关键。本部分将集中于热力学关系式的系统化整理与应用。 第三章：热力学偏导数与麦克斯韦关系式群。 详细推导了基于亥姆霍兹函数、吉布斯函数、焓和内能的全部麦克斯韦关系式，并展示了如何利用这些关系式，通过测量相对容易获得的量（如比热容、体积膨胀系数和等温压缩系数），来推算难以直接测量的热力学量。 第四章：相平衡与化学热力学基础。 涵盖了相律在单组分和多组分系统中的应用，重点讲解了吉布斯自由能在相变过程中的极小化原理。化学热力学部分将侧重于反应热、生成焓、燃烧热的计算，以及范特霍夫方程和克劳修斯-克拉佩龙方程在不同温度和压力下的精确应用，这对于化工过程设计至关重要。 第三部分：经典循环与现代能源系统的热力学分析 本部分将热力学理论应用于实际的能源转换系统，强调效率的极限与提升途径。 第五章：蒸汽动力循环的优化与复杂工况分析。 详细分析了朗肯循环的各个组成部分，并引入了过热、再热、回热等提高效率的技术。更重要的是，本书将深入探讨汽轮机和锅炉的实际效率，考虑了叶片摩擦、压力损失等非理想因素对循环性能的影响，并用图表直观展示了提高循环效率的工程途径。 第六章：燃气轮机与组合循环的先进技术。 侧重于布雷顿循环的分析，特别是涡轮进口温度、压比与循环效率之间的复杂关系。我们将详细介绍联合循环（Combined Cycle）的工作原理、热力学优势及其在现代电厂中的布局，并对比分析了冷端效率损失与内部能量梯度的匹配问题。 第七章：制冷与热泵循环的经济性评估。 从第二定律角度重新审视制冷循环，引入性能系数（COP）的概念，并讨论了蒸汽压缩循环、吸收式制冷循环的优缺点。重点分析了不同工质（如新型环保制冷剂）在不同温区下的热力学特性。 第四部分：热力学前沿与工程实践的交叉点 本部分关注热力学理论在解决当代工程挑战中的作用，引入了更高级和更具挑战性的议题。 第八章：气体动理论与输运现象简介。 尽管这不是一本流体力学专著，但为了理解高温高压环境下的能量传递，我们将简要介绍气体动理论的基础假设，并阐释其如何导出热传导系数和粘度，为后续的非平衡态热力学打下基础。 第九章：化学反应与平衡的深入研究。 针对复杂的化学反应系统，本书将详细讲解化学平衡常数（K）的计算，以及如何结合勒夏特列原理和热力学第二定律来指导反应条件的优化，特别是在合成氨或燃料电池反应中的应用。 第十章：统计热力学导论与微观基础（选读）。 旨在向有兴趣的读者展示热力学宏观定律的微观根源。通过玻尔兹曼熵公式，将宏观熵与系统微观状态数联系起来，提供一个更深刻的物理图像，理解温度和能量在粒子尺度上的含义。 本书的特色与目标： 本书不仅仅是一本公式的汇编，更是一本强调工程思维训练的教材。每一章都配备了大量的“工程实例剖析”，这些实例均来源于真实世界的能源系统、热机设计或过程控制，要求读者不仅要会计算，更要理解计算结果背后的物理限制和工程妥协。全书的数学表达力求清晰和直观，避免不必要的复杂数学推导干扰核心概念的理解，旨在培养读者运用热力学原理分析和解决复杂工程问题的能力。

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翻开这本被誉为“行业圣经”的著作，我原本期待能在一窥那些精妙绝伦的流体动力学理论的宏伟蓝图。然而，读完前几章，我发现这本书的笔触似乎更偏向于对历史沿革的梳理和一些经典实验案例的复盘，对于我亟需解决的实际工程问题，提供的指导显得有些滞后和宏观。它花了大量的篇幅去探讨早期学者们是如何一步步建立起边界层理论的，引用了大量的原始文献片段，这对于学术研究者来说或许是宝贵的财富，但对于我这种需要快速上手解决项目中遇到的复杂管道流动阻力计算的工程师而言，显得有些“曲高和寡”。例如，书中对湍流模型的发展脉络描述得极为详尽，从雷诺平均到k-epsilon，再到更先进的LES，每一种模型的数学基础都被剖析得入木三分，但真正用于指导CFD软件参数设定的实用性建议却寥寥无几。我更希望看到的是，针对不同雷诺数范围、不同几何构型的实际工况，作者能提供一个清晰的“选择树”或“决策矩阵”，告诉我们何时该选择哪种模型，以及预期的精度范围。这本书的优点在于其深厚的理论底蕴和历史感，但缺点也很明显：它更像是一部学术史诗，而不是一本实用的工程手册，阅读过程中，我需要不断地在它提供的理论世界和我要面对的实际车间之间架起一座桥梁，这无疑增加了我的认知负荷。

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这本书的叙述方式给我带来了一种非常独特的“沉浸式”体验，仿佛我被拉进了一个古老而宏大的学术殿堂，与那些伟大的先驱们并肩思考。它的语言风格极其严谨、克制，几乎没有使用任何鼓励性的、情绪化的词汇，每一个论断都建立在扎实的数学推导和实验数据之上，这使得它的可信度极高，但阅读起来却像是在啃一块质地坚硬但营养丰富的硬糖。书中对流体力学基本方程的推导过程，详尽到令人发指的地步，每一个向量符号的引入和每一个坐标变换的细节，都被完整地呈现出来，这无疑是检验和加深对纳维-斯托克斯方程理解的绝佳材料。然而，这种追求“完美证明”的做法，在处理诸如非牛顿流体在复杂非正交网格上的求解策略这类现代工程热点时，显得有些力不从心。我本期望能看到对有限元、有限体积法在处理极端不规则边界条件时的数值稳定性和收敛性分析，但书中的案例大多停留在经典的笛卡尔坐标系下的简化问题，对于现代工业设计中常见的复杂曲面和多相流耦合现象，着墨甚少，留给读者的想象空间大于实际操作指引，需要读者自行将书中的基础理论“编译”成适用于现代数值模拟的语言，这对于初学者来说，门槛无疑是高了一些。

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这本书的语言风格极其学术化，充满了专业术语的堆砌，这对非专业背景的读者构成了巨大的阅读障碍。它更像是一份为研究生准备的、旨在通过考试的参考资料，而不是一本旨在普及和激发工程兴趣的读物。我注意到，书中对物理意义的解释常常被冗长的公式推导所淹没，导致读者很难抓住问题的核心物理图像。比如，在阐述伯努利方程的普适性限制时，作者用了一整页的篇幅来讨论不同参考系下的动量守恒等效关系，却未能用一句清晰的比喻来解释为什么在高速、高压降的泵站应用中，常常需要引入修正系数来弥补理想模型与现实的差距。此外，书中完全缺乏对工程软件接口、数据可视化、或者主流商业代码实现细节的探讨，这使得这本书在现代工程教育中显得有些脱节。它似乎假设读者已经拥有了将理论转化为实际编程或模拟的能力，但对于我这样希望找到理论与实践之间“脚手架”的读者来说，这本书提供的帮助微乎其微，它像是一座屹立于理论高峰的灯塔，但通往山脚的道路却需要我自己去摸索。

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读完这本厚重的书卷，我最大的感受是它对“理想化”模型的执着。书中对水动力学问题的探讨，几乎完全建立在无限流体、无滑移边界、均匀介质的假设之上。所有的解析解都是那么优雅、简洁，完美地展现了数学的美感。但是，当我合上书本，面对工厂里那些充满腐蚀、带有气泡、管道壁面粗糙度极高的实际流动系统时，这本书提供的理论工具箱显得有些空洞。例如，关于多孔介质中的渗流问题，我期待能看到更深入的达西定律修正，或者对孔隙结构如何影响渗透率的统计模型分析，但书中对这方面的讨论仅仅停留在教科书式的简要介绍，甚至没有触及到岩土工程和环境流体力学中常用的经验关联式。它似乎更青睐于那些能够用漂亮的解析函数表达的经典问题，对于那些充满了复杂边界层分离、非线性干扰项的“脏问题”，它表现出了明显的回避倾向。这使得读者在试图将书中知识应用于高风险、高精度的现代化工或航空航天领域时，必须谨慎再谨慎，因为现实世界远比书中的假设要复杂得多。

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我不得不承认，这本书的排版和图表的质量简直是一场视觉上的灾难，这严重分散了我的注意力，也使得一些关键概念的理解变得困难重重。那些用来展示流线和压力分布的示意图，线条粗细不均，灰度过渡生硬，很多关键的等值线几乎要与背景融为一体，我不得不借助放大镜才能分辨出其中的细微差别。更令人费解的是，某些核心公式的引用格式和上下文的关联性处理得非常突兀，常常是前一页还在讨论二维不可压缩流，下一页突然跳跃到三维可压缩绕流的特定边界条件，中间缺少必要的过渡和逻辑衔接，仿佛章节之间是独立撰写的片段被强行拼凑在一起。这种编排上的混乱，使得追踪作者的思路变成了一项体力活。我尝试着从中寻找关于气动噪声的产生机理及抑制措施的相关章节，但搜索无果，似乎这本书的侧重点完全集中在经典的动量守恒和能量守恒的解析解范畴内，对于现代工程中日益重要的声学和热传递的耦合问题，基本是避而不谈，留给我的感觉是，这本书可能在数十年前就已经定稿，并未及时吸纳最新的研究成果和工程实践的演进。

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