流體力學與流體機械

本書是根據高等學校工科基礎課流體力學教學大綱編寫的。全書共分13章，內容包括：緒論、流體靜力學、流體動力學基礎、流動阻力和水頭損失、孔口、管嘴出流和有壓管路、繞流運動、明渠流動、堰流、因次分析和模型實驗、滲流及流體機械等。各章附有內容提要、學習指導、複習思考題、選擇題和習題。

本書主要適合於土建類給排水、環境科學、道路橋樑、土建結構等專業的流體力學（水力學）的教學用書或參考書，也可作為有關工程技術人員、全國註冊工程師流體力學考試的自學參考書。

前言

1 緒論

2 流體靜力學

3 流體動力學基礎

4 流動阻力和水頭損失本

5 孔口、管嘴出流和有壓管路

6 繞流運動

7 明渠均勻流

8 明渠非均勻流

9 堰流

10 因次分析和模型試驗

11 滲流

12 離心式水泵和風機

13 其他常用水泵及風機

附錄

參考文獻

1緒論

[內容提要] 本章是流體力學的開篇，概述有關流體力學的任務、發展簡史、研究方法和流體的主要物理性質，重點闡述了流體固有的力學性質～粘性，這些基本知識是學習流體力學理論的基礎。

1.1 流體力學的任務和發展簡史

流體力學是力學的一個分支，主要研究流體的各種運動特性、在各種力的作用下流體的運動規律，以及流體與其他界面（固體壁面、不同密度的流體等）由於存在相對運動時的相互作用。流體力學研究最多的流體是水和空氣。它的主要基礎是牛頓運動定律、質量守恆定律和能量守恆定律。從現代的認識角度看，流體力學是一門理論與實踐相結合的經驗性學科，它廣泛應用於環境工程、市政建設、土木工程、交通運輸、航空、水利等工程中。先修學科為高等數學、物理、理論力學和材料力學等。

一、流體力學的任務

流體力學的基本任務分以下三個層次：

1.研究流體宏觀機械運動的基本規律（包括靜止狀態）；

2.研究產生上述宏觀機械運動的原因；

3.研究流體與固體間、流體與流體間的相互作用。

二、流體力學發展簡史

流體力學是在人類與自然界相處和生產實踐中逐步發展起來的。對流體力學學科的形成做出卓越貢獻的是古希臘哲學家阿基米德（《論浮體》，公元前250年），他建立了包括浮力定律和浮體穩定性在內的液體平衡理論，奠定了流體靜力學的基礎。

17世紀，經典力學奠基人牛頓（1686年）研究了在流體中運動的物體所受到的阻力，得到阻力與流體密度、物體迎流截面積以及運動速度的平方成正比的關係。他針對粘性流體運動時的內摩擦力提出了著名的牛頓粘性定律（牛頓內摩擦定律）。17世紀初，帕斯卡（1601年）闡明了靜止流體中壓強的概念。但流體力學尤其是流體動力學作為一門嚴密的科學，卻是隨著經典力學建立了速度、加速度、力和流場等概念，以及質量、動量、能量三個守恆定律的奠定之後才逐步形成的。