ЭБ СПбПУ – Механика жидкости и газа. Гидравлика: учебное пособие
|
Разрешенные действия: Прочитать Загрузить (3,8 Мб) Группа: Анонимные пользователи Сеть: Интернет |
ун-та, 2016
Аннотация
Рассмотрены основные законы и уравнения гидравлики, охватывающие разделы: физических свойств и сил, действующих в жидкости на прямолинейные и криволинейные поверхности, равновесия жидкости, сил гидростатического давления, относительного покоя, режимов течения, уравнения Бернулли в абсолютном и относительном движении, уравнения движения невязкой жидкости и уравнения неразрывности, гидродинамического подобия, классификации гидравлических сопротивлений, распределения скоростей и напряжений трения в поперечных сечениях и потерь напора в трубах при ламинарном и турбулентном режимах, местных гидравлических сопротивлений, потерь напора при внезапном расширении и сужении потока, потерь энергии в диафрагмах, диффузорах, дросселирующих устройствах, истечения жидкости через отверстия и насадки, расчета простых и сложных трубопроводов, явления гидравлического удара.
Права на использование объекта хранения
| Место доступа | Группа пользователей | Действие | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Локальная сеть ИБК СПбПУ | Все | |||||
| Интернет | Все |
Статистика использования
Основы технической механики жидкости и газа.
Учебное пособие (Владимир Чефанов)3 708 ₽
+ до 556 баллов
Бонусная программа
Итоговая сумма бонусов может отличаться от указанной, если к заказу будут применены скидки.
Купить
Цена на сайте может отличаться от цены в магазинах сети. Внешний вид книги может отличаться от изображения на сайте.
Последний экземпляр
В наличии в 1 магазине. Смотреть на карте
1
Цена на сайте может отличаться от цены в магазинах сети. Внешний вид книги может отличаться от изображения на сайте.
Издание содержит дидактический материал, отвечающий требованиям Федеральных государственных образовательных стандартов высшего образования по машиностроительному направлению в области общеобразовательной части профессионального цикла, необходимый для освоения основных положений механики жидкости и газа применительно к инженерным задачам.
Описание
Характеристики
Издание содержит дидактический материал, отвечающий требованиям Федеральных государственных образовательных стандартов высшего образования по машиностроительному направлению в области общеобразовательной части профессионального цикла, необходимый для освоения основных положений механики жидкости и газа применительно к инженерным задачам. .Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по программам бакалавриата направлений подготовки «Энергетическое машиностроение», «Машиностроение», «Двигатели летательных аппаратов» и по специальности «Проектирование авиационных и ракетных двигателей».
Лань
На товар пока нет отзывов
Поделитесь своим мнением раньше всех
Как получить бонусы за отзыв о товаре
1
Сделайте заказ в интернет-магазине
2
Напишите развёрнутый отзыв от 300 символов только на то, что вы купили
3
Дождитесь, пока отзыв опубликуют.
Если он окажется среди первых десяти, вы получите 30 бонусов на Карту Любимого Покупателя. Можно писать неограниченное количество отзывов к разным покупкам – мы начислим бонусы за каждый, опубликованный в первой десятке.
Правила начисления бонусов
Если он окажется среди первых десяти, вы получите 30 бонусов на Карту Любимого Покупателя. Можно писать неограниченное количество отзывов к разным покупкам – мы начислим бонусы за каждый, опубликованный в первой десятке.
Правила начисления бонусов
Книга «Основы технической механики жидкости и газа. Учебное пособие» есть в наличии в интернет-магазине «Читай-город» по привлекательной цене.
Если вы находитесь в Москве, Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде, Казани, Екатеринбурге, Ростове-на-Дону или любом
другом регионе России, вы можете оформить заказ на книгу
Владимир Чефанов
«Основы технической механики жидкости и газа.
Учебное пособие» и выбрать удобный способ его получения: самовывоз, доставка курьером или отправка
почтой. Чтобы покупать книги вам было ещё приятнее, мы регулярно проводим акции и конкурсы.
Ищете книгу по гидромеханике? Вот список!
Гидромеханика — обширная тема, в которой рассматриваются вопросы, связанные с механическим поведением жидкостей. Жидкости, вообще говоря, могут означать как жидкости, так и газы. Гидромеханика имеет широкий спектр приложений, от машиностроения и аэрокосмической техники до геофизики и биомеханики. Трудно найти случаи из реальной жизни, на которые не влияют потоки жидкости. Не существует единой книги по механике жидкости, которая полностью освещала бы эту тему, но здесь приводится список, который поможет в изучении этой темы.
В этой статье обсуждаются книги по гидромеханике и соответствующая литература, относящаяся к различным областям вычислительной гидродинамики, которая будет интересна учащимся. Начиная с базовой термодинамики и анализа размеров, статья продолжает обращаться к источникам, связанным с несжимаемыми и сжимаемыми потоками, вязкими течениями и пограничными слоями, акустикой, турбомашинами и, в конечном итоге, турбулентностью.
Гидромеханика
Анализ размеров и математические основыАнализ размеров — это математический метод, который обычно используется в гидромеханике для изучения влияния параметров на поток. Анализ размерностей используется для построения взаимосвязей между несколькими переменными.
Одним из очень распространенных безразмерных чисел является число Рейнольдса, которое количественно определяет соотношение между инерционными и вязкими силами, преобладающими в потоке. Например, при проектировании крупных конструкций в аэрокосмической и авиационной промышленности невозможно построить модели в реальном масштабе на этапе проектирования. Следовательно, модели уменьшенного масштаба используются для моделирования тех же эффектов турбулентности (или потока с числом Рейнольдса).
Одной из классических книг является книга по механике жидкости под названием «Анализ размерностей» Бриджмена П.В. Однако эта книга довольно старая и показывает несоответствия с нынешними обозначениями.
Кроме того, базовое понимание векторного исчисления значительно упрощает понимание механики. Некоторые рекомендации для начинающих включают:
- Векторы, тензоры и основные уравнения гидромеханики Р. Ариса
- Серия «Наброски Шаума по векторному анализу» М. Р. Шпигеля
Книги
Список книг по общей гидромеханикеАнализ воздушного потока компрессора с помощью SimScale (турбулентный и сжимаемый поток) существует, чтобы перейти в область общей гидродинамики.
«Введение в гидродинамику» Г. К. Бэтчелора остается классической книгой по гидромеханике, в которой теории этой области изложены в элегантной манере. Несмотря на то, что эта нестареющая классика была опубликована в 1960-х годах, она до сих пор привлекает внимание читателей.
«Физическая гидродинамика» Д. Дж. Триттона обеспечивает превосходное изложение вопросов, связанных с гидромеханикой, с точки зрения инженера. Это настоятельно рекомендуется к прочтению инженерам-механикам и аэрокосмическим инженерам, которые заинтересованы в понимании гидромеханики.
Если вы хотите глубже изучить более сложные материалы, в книге Биджая К. Султаняна «Механика жидкости: промежуточный подход» используется практический, а не чисто теоретический подход. Разнообразные иллюстративные примеры обеспечивают контекст предмета и помогают читателю ориентироваться в широком круге тем.
Для тех, кто более склонен к математике, «Механика жидкости» Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшица является прекрасным трактатом по механике жидкости. Последнее переиздание также включает главу о вычислительной гидродинамике и знакомит с простыми вычислительными методологиями для простых течений.
Несжимаемые и невязкие потоки, или широко известные как потенциальные потоки, обычно используются в процессах проектирования.
Несмотря на свою простоту, они обеспечивают превосходную оценку параметров потока. Чаще всего, как и при течениях в трубах, скорость жидкости достаточно мала, чтобы плотность не менялась. Таким образом, их можно считать несжимаемыми по своей природе. В «Несжимаемом потоке» Р. Л. Пантона обсуждаются различные вопросы, связанные преимущественно с несжимаемыми жидкостями.
Для менее опытных читателей некоторые темы включают уравнения контрольного объема, дифференциальные уравнения, формулы Эйлера и Лагранжа, транспортную теорему Рейнольдса, анализ напряжений и деформаций, ньютоновскую жидкость, уравнения Навье-Стокса, уравнение завихренности и теоремы об энергии.
В качестве примера того, как гидродинамика может применяться в промышленных приложениях, вы можете скачать этот бесплатный технический документ о том, как оптимизировать конструкции систем HVAC с помощью облачного моделирования CFD.
Гидромеханика
Поток сжимаемой жидкости Во многих приложениях в области машиностроения и аэрокосмической техники скорость жидкости намного больше и сравнима со скоростью звука.
«Современные потоки сжимаемых жидкостей: с исторической точки зрения» Дж. Д. Андерсона — хорошо известная книга по гидромеханике, которую рекомендуют на большинстве курсов по гидромеханике для выпускников. Книга предназначена для инженеров и профессионалов и обеспечивает баланс между традиционными методами и современными компьютерными технологиями. Другой регулярно используемый справочник — «Динамика сжимаемой жидкости» П. А. Томпсона. Томпсон также предлагает равномерный подход, наиболее подходящий для прикладных исследователей и профессионалов.
Книга «Элементы газовой динамики» Г. А. Липмана и А. Рошко. Липманн и Рошко остаются вечным образцом. Их практический опыт Калифорнийского технологического института в области авиационных испытаний очевиден в этом тексте. Тем не менее, книга требует хороших практических знаний в области исчисления и базовой физики.
Некоторые темы в этом разделе для новых читателей:
- Квазиодномерный поток: ударные волны, потоки с трением, потоки с подводом тепла, диаграмма Молье, фундаментальные производная газодинамики, сопла, дозвуковое и сверхзвуковое течение, полное давление дросселирования, давление торможения, статическое давление.
- Одномерный нестационарный поток: инварианты Римана, характеристики волн разрежения, ударные волны, линия Рэлея, ударная адиабата или предел Гюгонио слабого скачка и сильного скачка, акустические контактные поверхности, ударные трубы, детонация, пламя
- Двухмерный установившийся поток: характеристики, расширительный вентилятор Прандтля-Мейера, обтекание углов (внутреннее и внешнее), формирование ударных волн, полярные диаграммы, волны Маха, теорема Крокко, движущиеся источники, акустическое решение
Гидромеханика
Вязкие течения и пограничные слои Все жидкости по своей природе являются вязкими и, следовательно, проявляют некоторые фрикционные свойства.
Когда жидкости текут, соседние слои жидкости движутся с немного разными скоростями, и это вызывает сопротивление трению, более известное как вязкость. Градиент скорости называется скоростью деформации. Некоторые жидкости, известные как ньютоновские жидкости, демонстрируют линейную зависимость между скоростью деформации и силой вязкости. Константу пропорциональности здесь часто называют коэффициентом вязкости. Напротив, неньютоновские жидкости, такие как кровь и эмульсии, демонстрируют более сложное нелинейное поведение.
Существует несколько книг по гидродинамике, но три из них выделяются и обычно используются в большинстве университетов и профессионалами:
- Viscous Flows by F. Sherman
- Теория пограничного слоя Х. Шлихтинга
- Viscous Fluid Flow от FM White
В то время как книги Ф. М. Уайта и Г. Шлихтинга более современные, книгу Шермана по гидромеханике найти немного сложнее. Тем не менее, все они являются исключительными для понимания вязких течений.
Гидромеханика
Акустика, аэродинамика и вращающиеся потокиCFD-анализ центробежного насоса, выполненный с помощью SimScale вращающиеся потоки. Хотя каждая тема рассчитана на разную аудиторию, все они являются специализированными темами для продвинутых читателей и, следовательно, сгруппированы здесь.
Книги, содержащие интересный обзор акустики, включают:
- Акустика: введение в ее физические принципы и приложения А. Д. Пирса
- Теория вихревого звука М. С. Хоу
Аэродинамика сама по себе является обширной областью, но некоторые интересные предварительные чтения включают:
- Основы аэродинамики: основы аэродинамического проектирования А. М. Кюте и С. Я. Чоу
- Принципы аэродинамики идеальной жидкости К. Карамчети
Вращающиеся потоки обычно встречаются в турбомашинах, и отправной точкой может быть «Вращающиеся жидкости в технике и науке» Дж. П. Ванио.
Механика жидкости
ТурбулентностьТурбулентный поток над домом с SimScale
Бесспорной книгой по пониманию турбулентности является книга Стивена Б.
Поупа «Турбулентные потоки». Альтернативой для читателей, предпочитающих несколько иные обозначения, является «Турбулентность: введение для ученых и инженеров» П. Дэвидсона. Обе эти книги одинаково полезны инженерам, ученым, математикам и любителям.
Гидромеханика
Термодинамика и таблицы данныхТермодинамика составляет основу всей механики. Новичку может быть сложно понять, как они связаны. Однако нужно понимать, что механика имеет дело с движением тел, а все объекты состоят из более мелких частиц, которые подчиняются законам термодинамики.
Не будет ошибкой сказать, что механика является производной от термодинамики. Некоторые важные ссылки для начала работы с термодинамикой:
- Термодинамика, серия очерков Шаума М. М. Эбботта и Х. А. ван Несса
- Равновесная термодинамика CJ Adkins
Некоторые важные таблицы данных, необходимые для расчетов, включают:
Э. Полинг, Дж. М. Праусниц и Дж. П. О’КоннеллКниги по гидромеханике
ЗаключениеЭтот список лучших книг по гидромеханике может помочь в понимании всех областей гидродинамики, включая сжимаемые потоки, вязкие потоки, турбулентность, аэродинамику, акустику и термодинамику. Если вы хотите узнать, как применить свои знания на практике, посмотрите запись этого бесплатного вебинара по аэродинамике Формулы-1 с Торбьерном Ларссоном.
Национальный комитет фильмов по гидромеханике
Предисловие
«Поскольку вещи в движении скорее бросаются в глаза, чем то, что не движется». Троил и Крессида
Этот том содержит текстовые и фотоматериалы, относящиеся к звуковым фильмам, подготовленным под руководством Национального комитета гидромеханических фильмов (NCFMF). Фильмы и связанные с ними текстовые материалы охватывают почти все фундаментальные явления движения жидкости.
Каждая глава этого тома основана на сценарии определенного фильма. Каждая иллюстрирована экспериментальными сценами из фильма. Многие фотографии интересных и значительных явлений в механике жидкости сами по себе очень познавательны как для начинающих, так и для продвинутых студентов. Кроме того, описания экспериментальных явлений помогают развить у учащихся такую ценную способность, как физическая интуиция, «чувство» разнообразных способов поведения жидкостей. С «фильмом в печати» в виде главы этой книги читатель, видевший фильм, может как бы вновь пережить фильм: он может вновь уловить явления, движение и живость фильма, но он может делать это со своей скоростью, не поддаваясь давлению темпа фильма. Учащийся может размышлять о том, что он видел, и соотносить это со своим классом и изучением учебника. Кроме того, чтение соответствующей главы перед просмотром фильма наиболее полезно для получения максимального удовольствия и пользы от фильма.
Сформированный в 1961 году, NCFMF функционирует в сотрудничестве с Educational Development Center, Inc.
(EDC) в Ньютоне, штат Массачусетс, ранее называвшейся Educational Services Incorporated. NCFMF, самостоятельная группа из одиннадцати преподавателей университетов, заинтересованных в образовании и активно работающих в различных областях гидромеханики, отвечала за общую структуру программы фильма, за основное содержание и за создание этого тома. Центр развития образования отвечал за производство фильма, за часть редактирования и составления этой книги, а также предоставлял административные и лабораторные услуги. Финансирование было предоставлено в основном Национальным научным фондом с некоторым вкладом Управления военно-морских исследований. Программа была завершена в 1969.
Концепция, которая привела к созданию NCFMF, заключалась в убеждении, что фильмы обеспечат удобный, экономичный и действенный способ заполнить серьезный пробел в образовании. С одной стороны, это конкретные, экспериментальные, перцептивные явления реального мира движения жидкости. С другой стороны, это абстрактное, математическое, концептуальное изложение предмета в учебниках и аудиторных лекциях.
С целью восполнить этот пробел мы сформировали программу фильмов в соответствии с определенными руководящими принципами, которые, конечно же, отражены в главах этой книги.
1. Первоочередное внимание уделялось представлению и объяснению экспериментальных явлений. Заметно отсутствуют обычные виды лекций и текстовых материалов, а также математики. Фильмы и главы этой книги задуманы не как замена лекций (хотя они так и использовались!), а скорее как учебные пособия. Нашей целью было использовать силу графической иллюстрации для поддержки самого слабого места системы лекция/учебник.
2. Из чрезвычайно большого количества доступных экспериментов и тем были выбраны только те из них, которые имели фундаментальный и широкий характер и имели постоянный характер. В каждом случае использовалась «вводная» обработка: она была направлена на первое изучение учащимся определенной темы, независимо от того, была ли эта тема элементарной или продвинутой.
3. Каждый фильм и связанная с ним глава в этой книге были разработаны, чтобы показать широкие разветвления механики жидкостей на примерах из многих областей.
Избегались местнические точки зрения и ненужный жаргон. Как следствие, мы ожидаем, что они будут иметь расширяющее влияние и, кроме того, что они будут полезны для других профессий, помимо тех, которые в основном связаны с гидромеханикой, например, для медицины, океанографии, акустики и архитектуры.
4. Не было предпринято никаких попыток организовать фильмы или связанные с ними главы в упорядоченной последовательности или учебной программе. Курсы по гидромеханике слишком разнообразны, чтобы их можно было считать удовлетворительными. Кроме того, способность фильмов охватывать широкие области за короткое время является стимулирующим контрастом с более медленным развертыванием тем в длинной серии лекций.
Из этих господствующих взглядов вырос фактически новый компонент научного и инженерного образования, определенно ранее не испробованный в больших масштабах: демонстрационные экспериментальные фильмы и связанные с ними письменные материалы по сложному предмету, имеющему сильный математический оттенок.
В 1961 году, по общему признанию, были предположения, могут ли такие пленки быть эффективными, и даже если бы они были, будут ли они широко использоваться. За прошедшие годы оба этих предположения превратились в громкие позитивные заявления. Безусловно, фильмы получили свою долю наград на кинофестивалях. Но что еще более важно, они получили широкое распространение и используются как в классе, так и за его пределами. Замечания поколения студентов, которые теперь воспринимают эти фильмы как должное как часть своего учебного опыта, подтверждают, что они оставляют глубокий след, связанный с другими частями их учебного опыта в области механики жидкости. Группы, пытающиеся реализовать аналогичные программы в других областях науки и техники, подражали NCFMF. Журналы, которые регулярно рецензируют книги, стимулировали продукт NCFMF также рецензировать фильмы. В номере от 19 июля67, выдающийся журнал Journal of Fluid Mechanics открыл свои обзоры фильмов заявлением:
Работа Национального комитета США по фильмам о гидромеханике теперь хорошо известна
До сих пор фильмы по гидромеханике снимались другими людьми,
, но масштаб этой программы, качество работы Комитета и
широкое распространение продуктов делает эти фильмы заметным событием в
академическом мире.
Уже влияние на преподавание гидромеханики в колледжах
и университеты были значительными, и вполне вероятно, что фильмы останутся
в качестве обычного учебного пособия. Гидромеханика — предмет фотогеничный; и
Комитет открыли нам глаза на то, что можно сделать с помощью эффективного
сочетания мысли и денег.
Мы надеемся, что письменные материалы по теме, представленные в этом томе, будут с не меньшим удовольствием восприняты теми, кто уже знаком с фильмами, и, кроме того, книга расширит аудиторию фильма.
В университетских городках появилось множество различных способов использования фильмов. Звуковые фильмы иногда демонстрируются на уроках. Чаще каждый фильм демонстрируется несколько раз в семестр, днем или вечером, в хорошо рекламируемое время, открыто для всего сообщества. Там, где имеется хорошо оборудованное аудиовизуальное оборудование, студенты могут запланировать просмотр фильма в удобное для себя время.
Иногда библиотека будет выполнять аналогичную функцию. Полные курсы были построены вокруг фильмов и заметок о фильмах в качестве центральных экспонатов. Есть очевидные способы, которыми этот настоящий том можно включить в соответствующую программу кинопоказов.
Для удобства заинтересованных читателей том также содержит краткие описания 133 четырехминутных немых фильмов, выпущенных НЦФМФ. Это фильмы на одну тему, которые показывают определенный эксперимент или иллюстрируют определенное явление. Они идеально подходят для иллюстрации того, что возникает в ходе лекции. Их можно использовать в коридорных витринах или оставить в лаборатории для просмотра в любое время. Во многих школах есть комнаты для просмотра картриджей в библиотеке или аудиовизуальном центре. Учащиеся могут изучать патронные петли по желанию инструктора, либо они могут быть заданы в качестве домашнего задания.
Несмотря на то, что стоимость программы, около 3 миллионов долларов, была значительной, не менее важным был интеллектуальный и профессиональный вклад, столь щедро внесенный многими людьми.
Помня, что мы действовали от имени национального и международного научного сообщества и что подобные усилия не могли быть предприняты по крайней мере в течение одного поколения, мы особенно осознавали ответственность за высокое качество и широкое признание. Важным механизмом для этого — и очень успешным — был Консультативный комитет для каждого фильма, который всегда поощрялся к агрессивности и прямолинейности в установлении и поддержании самых высоких стандартов. Как выразился один директор, работа над его фильмом была «наказанием». Главы этого тома отражают эти стандарты качества.
Членам Консультативного комитета, и особенно директорам, NCFMF выражает благодарность. Также признательны самоотверженные усилия профессиональных сотрудников EDC, особенно Чарльза Р. Конна II, Брюса Игана и Бенджамина Т. Ричардса за их вклад в редактирование материала этой книги.
Своя работа завершена, NCFMF остается организацией только для того, чтобы по-отечески следить за своим продуктом и следить за тем, чтобы он пережил свою молодость.