有关机械工程和流体力学的问题?

介绍了计算流体力学和常用求解方法的特点 ,对于定常流动 ,通过增加维数的方法把对象划归为同一性质的问题 ,避免了控制方程的不确定性给求解造成的困难。以有限体积法为例说明了偏微分方程组向代数方程组转化的方法 ,并以燃气轮机涡轮叶片流道内流场的计算为例说明了计算流体力学及求解方法的应用 (共6页)

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流体力学及其工程应用(原书第10版)

所属丛书:时代教育·国外高校优秀教材精选

这本经典教科书《流体力学及其工:程应用》(原书第10版),继承并发扬了讲述流体力学物理现象的传统,并以最简单而且尽可能是最清晰,但又不使用复杂数学工具的方式来应用各项基本原理。 对工科大学生而言,最重要的事情是把所探讨的物理现象非常清晰地予以形象化。因此,本书大力强调流体力学的物理现象,一直贯穿于全书。在本书中,着重讲述流体力学的基本原理、基本假设以及在其应用方面的条件,然后演示怎样应用这些基本原理来解决实际的工程问题。本书文稿中有范例,节后有操练题,章后有习题。并列举了大量的BG制、SI制的例题和习题,使学生熟悉两种单位制的转换。书中的操练题和习题总数已达到了1354题。 这本受到高度尊重的教科书虽然一直在大规模地修订,但仍然保持了其传统的方法,即通过求解工程问题来讲授基本概念。在本书中,所有专题的内容都讲解得更加清楚而且更加集成化了。本书还选编了许多挑战性的习题,可以选用计算机及可编程的计算器来求解。有些新选的习题可以使用Excel、Mathcad以及HP-48G求解。 本书可作为水利工程、土木工程、航空航天、能源动力工程等专业的专业基础课教材和相关专业工程技术人员的技术书籍。

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作者:〔英〕S·L·狄克逊 C·A·霍尔

    透平机械亦称为叶轮机械和涡轮机械,广泛应用于发电、化工、航空航天、舰船动力等领域。《透平机械中的流体力学与热力学》(第7版)涵盖了透平机械中的流体力学和热力学基础知识,是该领域的重要书籍,并对常见的轴流式、径流式和混流式透平机械,如压气机、泵、涡轮机、水轮机和风力机等的基本原理、工作性能和初步设计进行了充分阐述。本书可以作为高年级本科生和研究生的透平机械主要教材,也可作为从事航空航天、电力、油气以及其他有关透平机械设计及运行行业的专业技术人员的参考书。

·介绍了更多类型的透平机械,包括离心式泵和燃气涡轮机
·添加了数值计算方法,包括计算流体动力学和有限元分析技巧在透平机械领域的应用
·提供了更多的习题和算例

S. L. 狄克逊(S. L. Dixon),高级研究员,利物浦大学工程系。
C. A. 霍尔(C. A. Hall),透平机械讲师,剑桥大学工程系。

    透平机械亦称为叶轮机械和涡轮机械,被广泛应用于发电、化工、航空航天、舰船动力等领域,其典型特征是装有叶片(或叶轮)的转子做旋转运动,流体与叶片相互作用,实现能量的转化与传递。
    古希腊人早在3000多年前就开始使用最简单的透平机械——风车来灌溉和碾磨谷物等,我国利用风车始于汉朝,至今也有2000多年的历史。随着人类科技的发展,在19世纪末,瑞典工程师拉伐尔及英国工程师帕森斯分别独立发明了实用的汽轮机,由此开创了透平机械的现代化进程。其后各国科学家及工程师发展了满足人类多种需求的种类繁多的透平机械,包括汽轮机、燃气轮机、水轮机和风力机等将流体能量(热能、势能或动能)转化为机械功的原动机,以及泵、风机和压气机等将机械能转化为流体能量的工作机。理解并掌握这些透平机械的流体流动过程及能量转化原理,对于其设计、制造及利用具有重要意义。
本书为透平机械世界名家S.Larry Dixon的倾心之作,目前已更新至第7版,世界上许多高校和培训机构都采用本书作为热能动力工程(尤其是透平机械)专业的教材。本书第7版深入浅出地阐述了透平机械的流体力学和热力学基础知识,并详细介绍了常见的轴流式、径流式和混流式透平机械(如压气机、泵、涡轮机、水轮机和风力机等)的基本原理、工作性能和初步设计。本书各章节提供了丰富的示例,详细给出了计算公式及过程,为初学者提供了极佳的示范,也为透平机械研究人员提供了清晰的分析思路。同时,每章还附有多个综合性和设计性习题,便于读者巩固知识,深入理解。
    本书可以作为能源与动力工程、核动力工程、舰船、航空航天等专业的本科生教科书,也可作为透平机械相关专业研究生及工程技术人员的参考书。译者有幸将此书译成中文并推荐给读者,期望本书能促进我国透平机械教学工作和技术的发展。
    本书共10章,其中第4、5、6、7、8章由张荻翻译,第1、2、3、9、10章由谢永慧翻译,全书最后由张荻统稿,并请俞茂铮先生对全书进行了审校。俞茂铮先生为本书提供了大量宝贵的修改意见,在此表示真诚地感谢!译者指导的研究生吕坤、申仲旸、屈焕成、袁瑞山等在本书翻译的前期进行了大量基础性工作,西安交通大学出版社的鲍媛编辑为本书的出版付出了非常多的努力,在此一并表示感谢!
    由于译者水平所限,译书的缺点和错误难免,欢迎读者批评指正。

2015年8月于西安交通大学

第1章 绪论:基本原理
1.7热力学第二定律——熵
1.9流体的热力学性质
1.10完全气体可压缩流的关系式
1.12小焓差级或多变效率
1.13透平机械内流动的固有不稳定性

第2章 量纲分析:相似原理
2.1量纲分析和确定性能的定律
2.2不可压缩流体分析
2.3低速透平机械的性能特性
2.5高速透平机械的性能特性

第4章 轴流式涡轮机:中径流线分析及设计
4.2轴流式涡轮机级的速度三角形
4.3涡轮机级设计参数
4.4轴流式涡轮机级的热力学
4.7轴流式涡轮机的初步设计
4.9反动度对效率的影响
4.10流体在叶片排中的扩压
4.12涡轮机级设计工况的效率
4.13涡轮机动叶片的应力
4.14涡轮机叶片的冷却
4.15涡轮机流量特性

第5章 轴流压气机与涵道风扇
5.2压气机级的中径流线分析
5.3压气机级的速度三角形
5.4压气机级的热力学
5.5级的损失关系式及效率
5.6压气机动叶栅的中径流线计算
5.7压气机级的初步设计
5.10高马赫数压气机级
5.11压气机中的失速和喘振现象

第6章 轴流式透平机械的三维流动
6.5通过静叶片排的可压缩流动
6.7级的非设计工况性能
6.8采用自由涡流型的涡轮机级
6.13三维计算流体动力学的应用

第7章 离心式泵、风机和压气机
7.3离心压气机的热力学分析
7.4压气机进口速度的限制
7.6离心压气机进口设计
7.8统一的滑移系数关联式
7.10离心压气机性能
7.12扩压器性能参数
7.13压气机级的阻塞

第8章 径流式燃气涡轮机
8.2向心式涡轮机的类型
8.3 90°向心式涡轮机的热力学分析
8.5标称设计工况效率
8.6一些马赫数关系式
8.8关于最佳效率的一些讨论
8.10转子出口的设计依据
8.11比转速的意义及应用
8.12 90°向心式涡轮机的优化设计选择
8.13间隙和鼓风损失
8.14冷却式90°向心式涡轮机

9.6转浆式水轮机(Kaplan 水轮机)
9.7尺寸对透平机械效率的影响
9.9 CFD在水轮机设计中的应用

10.3风力机性能测量
10.5风力数据统计分析
10.7叶片基元理论介绍
10.8叶片基元动量方法(BEM方法)
10.10最佳工况的输出功率
10.11对水平轴风力机叶片翼型的要求
10.12叶片制造的发展
10.13控制方法(启动、调整和停机)
10.16性能预测程序
10.18最大型的风力机
附录A:大型涡轮增压器轴流涡轮机的初步设计
附录B:涡轮增压器离心压气机的初步设计
附录C:完全气体可压缩流动气体动力函数表
附录D:英美制单位与国际单位制的换算

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