流体力学是热能与动力工程专业的一门十分重要的专业基础课。但由于基本理论多、概念抽象、公式多且推导复杂,对本科学生有一定难度,因此选用一本合适的教材就显得很重要。在近几年给热能工程专业讲授流体力学的过程中,编者感觉现有的教材尽管内容丰富,但是课时偏多、重点不突出,并且没有反映流体力学的工程应用和流体力学的最新发展。参考国内已有大量的流体力学教材过程中,发现或多或少存在上述问题。因此,编写一本课时合适、重点突出、理论和应用并重且体现流体力学学科最新发展的教材就显得尤为迫切。

本教材的特色如下。

一、内容的选取与组织上体现理论与应用并重

流体力学是一门理论性很强的学科,没有相关的理论,流体力学无从谈起,但是流体力学又有相当强的应用性,直接应用在工业生产的各个方面。因此,本教材将流体力学基本概念进一步浓缩、提炼,在内容上有所取舍:删减了流体力学中关于水利、航空方面的章节;压缩了泵与风机方面的篇幅;增加了诸如流体测量、流动显示以及流体力学数值模拟的相关内容;强化了典型流体流动的介绍。因此,本教材前五章为流体力学基础理论部分,后四章为流体力学知识的应用和进展。

二、内容上增加编者所在团队的研究成果

编者所在的华东理工大学洁净煤技术研究所(煤气化教育部重点实验室)长期从事气流床煤气化过程研究,在射流和撞击流等学术领域有近20年的研究与积累,部分学术研究已有一定的影响,相关成果已经直接应用到了工业化装置上,取得了巨大的成功。因此,编者将“射流—受限射流—同轴射流—撞击流”的基本理论及工程应用在本教材中进行专门介绍,教材中一些图片及数据来自编者所在团队的最新学术研究成果,这是本书的最大特色之一。

本书第一章为绪论,主要介绍流体的物理性质、作用在流体上的力、流体力学模型及研究方法;第二章为流体静力学,主要介绍了压强及压力的特征和计算方法;第三章为流体动力学基础,介绍流体流动的基本概念、流动形态、伯努利方程;第四章主要介绍了阻力损失及其计算;第五章为不可压缩流体流动,主要介绍流体微团运动、有旋运动及N -S方程的基本知识;第六章为典型流体流动过程,介绍绕流、射流(自由射流、受限射流和同轴射流等)与撞击流的基本理论及其在工程中的应用;第七章为流体输送机械,主要介绍离心泵的工作原理及相关计算;第八章讲述流场显示及流体测量仪器及方法;第九章介绍流体数值模拟方法及软件。讲授本书的全部内容约需要60学时,如果学时不够,后四章可适当略讲。

本书由李伟锋博士、刘海峰教授和龚欣教授合编。博士生姚天亮参与了大量资料搜集、整理以及习题演算工作,赵辉、孙志刚、周华辉和栗涛等研究生也参与了部分资料搜集和整理工作,国家973项目首席科学家王辅臣教授和于广锁教授对本教材进行了审定,在此一并表示感谢。

本书的顺利出版得到了“华东理工大学优秀教材出版基金”和国家973项目“大规模高效气流床煤气化技术的基础研究”的资助,在此表示衷心感谢。

由于编者水平所限,时间仓促,书中难免存在不少瑕疵和不当之处,敬请专家和读者批评指正。

编　者

2008年11月