普通高等教育“十五”规划教 一材 ENGINEERING FLUID MECHAN I CS SECA EDITION 工程流体力学 (电子教案) 周云龙洪文鹏合编 中国电力出版社 开始
ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＦＬＵＩＤ ＭＥＣＨＡＮ ＩＣＳ ＳＥＣＯＮＤ ＥＤＩＴＩＯＮ 工程流体力学 （电子教案） 周云龙 洪文鹏 合编 中国电力出版社 普通高等教育“十五”规划教 材 开 始
适用范围 本书为高等学校自动化专业以及相近专业的工程流 体力学课程的教材,也可做为热能与动力工程,建 筑环境与设备工程,土木工程,环境工程,轻化工 程等专业的少学时工程流体力学课程教材.同时可 作为高等函授热能与动力类专业的教材及工厂和设 计部门中有关工程技术人员的参考书
• 本书为高等学校自动化专业以及相近专业的工程流 体力学课程的教材，也可做为热能与动力工程，建 筑环境与设备工程，土木工程，环境工程，轻化工 程等专业的少学时工程流体力学课程教材．同时可 作为高等函授热能与动力类专业的教材及工厂和设 计部门中有关工程技术人员的参考书． 适 用 范 围
前言 工程流体力学是一门重要的专业基础课程,该课程 的目的是为了学习专业课以及从事技术工作提供必 要的基础理论和实践技能 本教材由东北电力学院博土生导师周云龙教授和洪 文鹏副教授合编.导论,第一、四、六章和第七章 中的第 三节以及流体力学词汇英汉对照由 周云龙编写
• 工程流体力学是一门重要的专业基础课程，该课程 的目的是为了学习专业课以及从事技术工作提供必 要的基础理论和实践技能． • 本教材由东北电力学院博士生导师周云龙教授和洪 文鹏副教授合编．导论，第一、四、六章和第七章 中的第一、二、三节以及流体力学词汇英汉对照由 周云龙编写． 前 言
前言 第 五章和第七章中的第四、五节由洪文鹏 编写.全书最后由周云龙教授统稿.华北电力大学 博士生导师王松岭教授任主审.王松岭教授对书 稿逐字逐句进行了认真的审阅,提出了许多宝贵的 意见和建议,使本教材的质量得以提高,在此表示 衷心感谢! 东北电力学院流体力学教研室的张玲、李岩、孙斌 也审阅了书稿,提出了修改意见,在此一并表示感 谢!
• 第二、三、五章和第七章中的第四、五节由洪文鹏 编写．全书最后由周云龙教授统稿．华北电力大学 博士生导师王松岭教授任主审．王松 岭教授对书 稿逐字逐句进行了认真的审阅，提出了许多宝贵的 意见和建议，使本教材的质量得以提高，在此表示 衷心感谢！ • 东北电力学院流体力学教研室的张玲、李岩、孙斌 也审阅了书稿，提出了修改意见，在此一并表示感 谢！ 前 言
第一章导论 §1-1流体力学的任务及发展状况 §1-2流体的特征和连续介质假设 §1-3流体主要的物理性质 §1-4作用在流体上的 2021/2/20 8
2021/2/20 8 第一章 导论 §1–1 流体力学的任务及发展状况 §1–2 流体的特征和连续介质假设 §1–4 作用在流体上的 §1–3 流体主要的物理性质
第一节流体力学的任务及发展概况 流体力学是一门基础性很强和应用性很广的学科,是力 学的一个重要分支。它的研究对象随着生产的需要与科学 的发展在不断地更新、深化和扩大。60年代以前,它主要 围绕航空、航天、大气、海洋、航运、水利和各种管路系 统等方面,研究流体运动中的动量传递问题,即局限于研 究流体的运动规律,和它与固体、液体或大气界面之间的 相互作用力问题。60年代以后,能源、环境保护、化工和 石油等领域中的流体力学问题逐渐受到重视,这类问题的 特征是:尺寸小、速度低,并在流体运动过程中存在传热、 传质现象。这样,流体力学除了研究流体的运动规律以外, 还要研究它的传热、传质规律。同样,在固体、液 2021/220 9
2021/2/20 9 第一节 流体力学的任务及发展概况 流体力学是一门基础性很强和应用性很广的学科，是力 学的一个重要分支。它的研究对象随着生产的需要与科学 的发展在不断地更新、深化和扩大。60年代以前，它主要 围绕航空、航天、大气、海洋、航运、水利和各种管路系 统等方面，研究流体运动中的动量传递问题，即局限于研 究流体的运动规律，和它与固体、液体或大气界面之间的 相互作用力问题。60年代以后，能源、环境保护、化工和 石油等领域中的流体力学问题逐渐受到重视，这类问题的 特征是：尺寸小、速度低，并在流体运动过程中存在传热、 传质现象。这样，流体力学除了研究流体的运动规律以外， 还要研究它的传热、传质规律。同样，在固体、液
液体或气体界面处,不仅研究相互之间的作用力,而且还 需要研究它们之间的传热、传质规律。 工程流体力学是研究流体(液体、气体)处于平衡状 态和流动状态时的运动规律及其在工程技术领域中的应用 流体力学的基础理论由三部分组成。一是流体处于平 衡状态时,各种作用在流体上的力之间关系的理论,称为 流体静力学;二是流体处于流动状态时,作用在流体上的 力和流动之间关系的理论,称为流体动力学;三是气体处 于高速流动状态时,气体的运动规律的理论,称为气体动 力学。工程流体力学的研究范畴是将流体流动作为宏观机 械运动进行研究,而不是研究流体的微观分子运动,因而 2021/220 10
2021/2/20 10 液体或气体界面处，不仅研究相互之间的作用力，而且还 需要研究它们之间的传热、传质规律。 工程流体力学是研究流体（液体、气体）处于平衡状 态和流动状态时的运动规律及其在工程技术领域中的应用。 流体力学的基础理论由三部分组成。一是流体处于平 衡状态时，各种作用在流体上的力之间关系的理论，称为 流体静力学；二是流体处于流动状态时，作用在流体上的 力和流动之间关系的理论，称为流体动力学；三是气体处 于高速流动状态时，气体的运动规律的理论，称为气体动 力学。工程流体力学的研究范畴是将流体流动作为宏观机 械运动进行研究，而不是研究流体的微观分子运动，因而
在流体动力学部分主要研究流体的质量守恒、动量守恒和 能量守恒及转换等基本规律 流体力学在工程技术中有着广泛的应用。在能源、化 工、环保、机械、建筑(给排水、暖通)等工程技术领域 的设计、施工和运行等方面都涉及到流体力学问题。不同 工程技术领域的流体力学问题有各自不同的特点,概括起 来主要有三种不同流动形式:一是有压管流,如流体在管 道中的流动;二是绕流,如流体在流体机械中绕过翼型的 流动;三是射流,如流体从孔口或管嘴喷出的流动。流体 力学就是要具体地研究流体流动形式中的速度分布、压力 分布、能量损失,以及流体同固体之间的相互作用,同时 也要研究流体平衡的条件 2021/220
2021/2/20 11 在流体动力学部分主要研究流体的质量守恒、动量守恒和 能量守恒及转换等基本规律。 流体力学在工程技术中有着广泛的应用。在能源、化 工、环保、机械、建筑（给排水、暖通）等工程技术领域 的设计、施工和运行等方面都涉及到流体力学问题。不同 工程技术领域的流体力学问题有各自不同的特点，概括起 来主要有三种不同流动形式：一是有压管流，如流体在管 道中的流动；二是绕流，如流体在流体机械中绕过翼型的 流动；三是射流，如流体从孔口或管嘴喷出的流动。流体 力学就是要具体地研究流体流动形式中的速度分布、压力 分布、能量损失，以及流体同固体之间的相互作用，同时 也要研究流体平衡的条件
流体力学作为一门独立的学科,同其他自然科学一样 是人类为了满足自身生活和生产的需要,在认识与改造自 然的斗争中,随着实践经验的不断积累,技术与知识水平 的不断提高才形成和发展起来的,有着漫长的发展历程 其发展既依赖于科学实验和生产实践,又受到许多社会因 素的影响。我国是世界上三大文明古国之一,有着悠久的 历史和灿烂的文化,由于生产发展的需要,远在两三千年 以前,古代劳动人民就利用孔口出流的原理发明了刻漏、 铜壶滴漏(西汉时期的计时工具)。同时又发明了水磨、 水碾等。在唐代以前,我国就出现了水轮翻车,宋元时代 出现的水轮大纺车比英国早四五百年(英国在1796年发明)。 北宋时期,在运河上修建的真州复闸,与14世纪末在荷兰 出现的同类船闸相比约早300多年。清朝雍正年 2021/220 12
2021/2/20 12 流体力学作为一门独立的学科，同其他自然科学一样 是人类为了满足自身生活和生产的需要，在认识与改造自 然的斗争中，随着实践经验的不断积累，技术与知识水平 的不断提高才形成和发展起来的，有着漫长的发展历程。 其发展既依赖于科学实验和生产实践，又受到许多社会因 素的影响。我国是世界上三大文明古国之一，有着悠久的 历史和灿烂的文化，由于生产发展的需要，远在两三千年 以前，古代劳动人民就利用孔口出流的原理发明了刻漏、 铜壶滴漏（西汉时期的计时工具）。同时又发明了水磨、 水碾等。在唐代以前，我国就出现了水轮翻车，宋元时代 出现的水轮大纺车比英国早四五百年(英国在1796年发明)。 北宋时期，在运河上修建的真州复闸，与14世纪末在荷兰 出现的同类船闸相比约早300多年。清朝雍正年
间,何梦瑶在《算迪》一书中提出了流量为过水断面上平 均流速乘以过水断面面积的计算方法。我国在防止水患 兴修水利方面也有着悠久的历史。相传4000多年前的大禹 治水,就表明我国古代进行过大规模的防洪工作。在公元 前256年至前210年间修建的都江堰、郑国渠和灵渠三大 水利工程,两千多年来效益卓著。以上都说明了我国劳动 人民的聪明智慧,当时对流体流动规律的认识已达到相当 高的水平。14世纪以前,我国的科学技术在世界上是处于 领先地位的。但是,近几百年来由于闭关锁国使我国的科 学得不到应有的发展,以致在流体力学方面由古代的领先 地位而落在后面 有明确记载的最早的流体力学原理是在公元前250年, 希腊数学家及力学家阿基米德( Archimedes)发表 2021/220 13
2021/2/20 13 间，何梦瑶在《算迪》一书中提出了流量为过水断面上平 均流速乘以过水断面面积的计算方法。我国在防止水患、 兴修水利方面也有着悠久的历史。相传4000多年前的大禹 治水，就表明我国古代进行过大规模的防洪工作。在公元 前256年至前210年间修建的都江堰、郑国渠和灵渠三大 水利工程，两千多年来效益卓著。以上都说明了我国劳动 人民的聪明智慧，当时对流体流动规律的认识已达到相当 高的水平。14世纪以前，我国的科学技术在世界上是处于 领先地位的。但是，近几百年来由于闭关锁国使我国的科 学得不到应有的发展，以致在流体力学方面由古代的领先 地位而落在后面。 有明确记载的最早的流体力学原理是在公元前250年， 希腊数学家及力学家阿基米德（Archimedes）发表