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同学们好
很高兴大家选择流体机械基础这门课程
我是这门课程的主讲人王正伟
本课程将主要介绍流体机械的基本理论
以及解决流体机械工程问题的基本方法
通过课程学习让大家对流体机械及工程学科
有一个系统的了解
课程的主要内容分为12讲
要想学好这门课程
不仅需要大家能认真听讲
课后还应复习并自行查阅相关文献进行总结
每堂课后还需按时完成作业
课程将采用考试形式来检验大家的学习效果
本课程的主要学习参考书分别为
由我主编的《流体机械基础》
清华大学出版社2006年出版（采用第二次印刷版）
以及由张克危老师等主编的《流体机械原理》
机械工业出版社2010年出版
下面我们来学习第1讲 流体机械概述
对于本讲内容 包括流体机械的定义和分类
接着介绍水轮机 泵 风机以及
其他流体机械的工作过程
并了解典型的流体机械工程的应用情况
最后讨论一下学习本课程的目的
首先我们来理解什么是流体机械
一般 我们理解的流体机械
是指以流体 (液体或者气体) 为工作介质
和能量载体的机械设备
有些教科书中是这样描述的
流体机械是指能够将流体能量
和机械能量相互转换的机械设备
这两个定义强调了
流体作为工作介质和能量载体
但没有具体指明哪种能量传递的形式
比如说内燃机是利用流体的化学能
将其转换成机械能
但它不在本课程讲授的范畴内
所以也有教科书这样定义
流体机械是指在流体具有的机械能
和机械所做的功之间进行能量转化的机械
对于大多数流体机械
这样的定义是适用的
只需考虑流体的动能 位能
和做功中体现出来的压力能
实际工程中 流体机械及工程学科涉及的领域非常广泛
设备千变万化 泵 管 阀
及液压设备系统工程的大量应用等等
目前全国近百所大学设置了该专业
研究方向和工程应用对象各有特色
流体机械与人类的生产生活息息相关
我国古代人民很早就开始
利用流体机械来进行生产活动
大家从图中看到
先人们发明了水磨 水车等简易的流体机械
王祯在《农书》中进行了深入的总结
利用自然的力量极大促进了生产力的发展
展现了丰富的智慧和创造力
贝多芬也发明了大量的流体机械设备
看看水磨 水流冲击转轮旋转作功
通过轴传递扭矩 带动磨盘旋转
碾摔谷物 代替人兽工作
再看看水车 水流冲击转轮旋转作功
通过垂直轴传递扭矩 带动齿盘旋转
机械功进一步通过小齿轮增速
传递给横轴布置的泵水装置
实现水能转化为机械能再转化为水能
达到水利目的
这套装置的原理
在我们现代的抽水蓄能机组中得到了充分的发展应用
再分析一下汉族灌溉历史悠久的脚踩的龙骨水车
也称翻车 踏车等
木板为槽 踩动拐木 刮水上行
清蒋炯《踏车曲》
以人运车车运辐 一辐上起一辐伏
辐辐翻水如泻玉 大车二丈四 小车一丈六
小以手运大以足 足心车柱两相逐
左足才过右足续 踏水浑如在平陆
高田低田足灌沃 不惜车劳人力尽
但愿秋成获嘉谷
-1.1 流体机械定义
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-1.2 流体机械分类
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-1.3 水轮机工作过程概述
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-1.4 泵与风机工作过程概述
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-1.5 其他流体机械工作过程概述
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-1.6 流体机械工程应用
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-参考文献
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-第一讲习题--作业
-2.1 流体机械的主要性能参数
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-2.2 转轮内部的典型流态
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-2.3 速度三角形
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-2.4 工况发生变化时速度三角形分析
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-2.5 欧拉方程
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-参考文献
--html
-第二讲习题--作业
-3.1 水轮机过流部件工作原理
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-3.2 泵与风机过流部件工作原理
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-3.3 机组能量传递过程与效率分析
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-3.4例题分析
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-参考文献
--html
-第三讲习题--作业
-4.1 空化的定义与分类
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-4.2 空化余量与空化系数
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-4.3 吸出高度与安装高程
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-4.4 空蚀现象与类型
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-4.5 空化空蚀的危害及防护
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-参考文献
--html
-第四讲习题--作业
-5.1 泥沙磨损基本概念
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-5.2 泥沙磨蚀基本概念
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-5.3 流体机械磨损磨蚀现象
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-5.4 流体机械常见抗磨措施
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-5.5 腐蚀基本概念
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-5.6 流体机械腐蚀现象及防腐措施
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-参考文献
--html
-第五讲作业--作业
-6.1 流动相似概述
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-6.2 常用相似准则数
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-6.3 流体机械的相似准则分析
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-6.4 流体机械单位参数与相似换算
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-6.5 综合相似判别数——比转速
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-6.6 相似准则的工程应用
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-参考文献
--html
-第六讲作业--作业
-7.1 特性曲线概述
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-7.2 模型试验
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-7.3 典型模型机组综合特性曲线
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-7.4 水轮机运转特性曲线
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-7.5 水轮机的选型计算
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-第七讲作业--作业
-8.1 流体机械多相多组分非定常流动概述
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-8.2 二次流动现象
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-8.3 动静干涉
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-8.4 脱流
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-8.5 间隙流动
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-8.6 叶道涡
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-8.7 卡门涡
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-8.8 尾水管涡带
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-8.9 泵的旋转失速
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-8.10 泵的喘振
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-8.11 压力波传递与叠加
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-参考文献
--html
-第八讲作业--作业
-9.1 流体机械四象限特性概述
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-9.2 水泵水轮机全特性曲线
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-9.3 水泵水轮机典型工况流动现象
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-9.4 水泵水轮机调相运行工况流动现象
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-9.5 双向潮汐机组复杂运行工况认识
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-参考文献
--html
-第九讲作业--作业
-10.1 流体机械在管网系统中的工作特性
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-10.2 流体机械暂态运行过程
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-10.3 调节系统与调速器
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-10.4 改善流体机械暂态运行性能工程措施
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-参考文献
--html
-第十讲作业--作业
-11.1 流体机械多场耦合特性概述
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-11.2 转轮流固耦合特性
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-11.3 轴承热流固耦合特性
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-11.4 轴系多场耦合特性
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-参考文献
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-第十一讲作业--作业
-12.1 标准化概述
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-12.2 流体机械行业标准
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-12.3 水轮机型号
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-12.4 泵型号
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-12.5 风机型号
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-12.6 阀门型号
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-12.7 流体机械工业流程
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-12.8 流体机械质量监督
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-参考文献
--html
-第十二讲作业--作业
-13.1 空化、通（补）气、压力脉动与安装高程
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-13.2 压力脉动与水锤
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-13.3 智能流体机械
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-13.4 流体机械及工程学科知识体系与学术交流
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