کتاب مکانیک سیالات - شیمز | انتظاری

کتاب مکانیک سیالات تألیف ایروینگ اچ. شیمز، با ترجمه مهندس علیرضا انتظاری توسط انتشارات نوپردازان به چاپ رسیده است.

مکانیک سیالات قبل از قرن بیستم توسط مهندسین هیدرولیک و ریاضی دانان به وجود آمد که ریاضی دانان به بررسی مباحث تئوری و مهندسین به  بررسی زمینه های تجربی می پرداختند. پس از قرن بیستم محققین دریافتند که مطالعه سیالات باید برگرفته از تئوری و آزمایش باشد که سرآغاز مکانیک سیالات امروزی بود. مکانیک سیالات به مطالعه ویژگی سیالات، قوانین حاکم بر مواد سیال و سیستم هایی که با مواد سیال ارتباط دارند، می پردازد.

کتاب "مکانیک سیالات" تمامی مباحث مربوط به سیالات را در 15 فصل بررسی می کند که از جمله این مباحث می توان به اصول و قوانین اساسی، استاتیک سیالات، قوانین اصلی برای سیستم ها و حجم کنترل محدود و جریان های لزج عمومی اشاره کرد. برخی از فصول (ستاره دارها) مباحث را بصورت دقیق تر و مفصل تر شرح داده اند و معادلات لازم را تشریح کرده که می توان بدون از بین رفتن پیوستگی مطالب کتاب، این مباحث را حذف کرد. نویسنده می کوشد تا قوانین حاکم بر سیالات، اصول اساسی و طراحی سیستم های سیال را در اختیار دانشجویان قرار دهد. کتاب  حاضر مطالب را بصورت انعطاف پذیر با زبانی ساده و روان با استفاده از مثال های متعدد همراه با پاسخ تشریحی، جداول و نمودارها بیان می کند. "مکانیک سیالات" مناسب دانشجویان کارشناسی رشته مهندسی مکانیک می باشد.

 

فهرست

1- کلیات تاریخچه سیالات و محیط پیوسته قانون همگنی ابعادی قانون لزجت نیوتن ضریب لزجت تراکم پذیری مایعات؛کشش سطحی 2- تنش در یک قطعه کمیات عددی برداری و تانسوری؛میدان نیروهای سطحی و بدنی تنش در یک نقطه از سیال ساکن و جریان غیر لزج حرکت سیال لزج خواص تنش گردایان  3- استانیک سیالات تغییرات فشار در یک سیال غیر قابل تراکم تغییرات فشار با ارتفاع برای یک سیال ساکن قابل تراکم اتمسفر استاندارد نیروی هیدرواستاتیک وارده به سطوح مسطح قوانین شناوری پایداری اجسام شناور 4- مبانی تحلیل جریان سیالات میدان سرعت شتاب یک ذره جریان جریان غیر چرخشی رابطه بین جریان غیر چرخشی و لزجت سیستم و حجم کنترل رابطه بین روش سیستم و روش حجم کنترل جریانهای یک بعدی و دو بعدی 5- قوانین اصلی برای سیستم ها و حجم کنترل های محدود اصل بقای جرم مقدار حرکت خطی لنگر مقدار حرکت قانون اول ترمودینامیک معادله برنولی 6- فرم دیفرانسیلی قوانین اصلی اصل بقای جرم قانون نیوتن معادله اولر انتگرال گیری از حالت دائمی معادله اولر معادله برنولی کاربر معادله برنولی برای جریان غیر چرخشی قانوت نیوتن برای جریانهای عمومی 7- آنالیز ابعادی و تشابه گروهای بدون بعد آنالیز ابعادی گروهای بی بعد مهم در مکانیک سیالات تشابه رابطه بین انالیز ابعادی و تشابه استفاده عملی از گروههای بدون بعد تشابه هنگامی که معادلات دیفرانسیل معلوم باشند. 8- جریان تراکم ناپذیر لزج در لوله ها مقایسه عمومی جریان آرام و درهم جریان آرام جریان درهم مسائل مربوط به جریان در لوله ها تئوریهای جریان درهم 9- جریان های لزج عمومی قانون لزجت استوکس جریان دو بعدی آرام بین صفحات موازی جریان در یک لوله مدور یک توضیح متوسطهای زمانی در جریان درهم نمود تنش طاهری؛ ویسکوزیته گردابی 10- تئوری لایه مرزی ملاحظات مقدماتی ضخامت لایه مرزی معادله انتگرال مومنتم فون کارمن و اصطحکاک سطحی انتقال در جریان روی صفحه دراگ وارده به اجسام غوطه ور دنبال پشت یک استوانه ایرفویل ها 11- جریان تراکم پذیر یک بعدی کلیات جریان ایزونتروپیک با تغییر سطح ساده موج ضربه ای قائم کارکرد شیپوره ها جریان داخل کانالهای با مقطع یکنواخت همراه با اصطکاک جریان دائمی در کانال با مقطع ثابت همرا با انتقال حرارت 12- جریان با سطح آزاد ملاحظاتی در مورد پروفیل سرعت جریان یکنواخت بهترین مقطع هیدرولیکی امواج جاذبه انرژی مخصوص جریان تدریجاً متغیر در کانالهای طویل جریان سریعاً متغیر؛ پرش هیدرولیکی 13- جریان پتانسیل ملاحظات ریاضی تابع جریان و روابط مهم تحلیل اساسی جریان غیرچرخشی دو بعدی و غیر قابل تراکم جریانهای ساده انطباق جریانهای ساده دو بعدی جریانهای سه بعدی متقارن 14- توربو ماشین ها ملاحظات عمومی توربین ها فن ها پمپ ها دمنده ها و کپرسورها 15- مکانیک سیالات محاسباتی روشهای عددی مسائلی از جریان سیال که با معادلات دیفرانسیل معمولی بیان می شوند مسائلی از جریان دائمی که با معادلات دیفرانسیل جزئی بیان می شوند. ضمائم: روشهای اندازه گیری بدست آوردن قانون تشابه دینامیکی از معادله ناویه_استوکس بدست اوردن معادله دیفرانسیل جریان آدیاباتیک گاز کامل با مقطع ثابت توربین های بادی جداول و نمودارها

برشی از متن کتاب

در بررسی جریان های داخلی نیز باید رفتار لایه مرزی را به حساب آوریم. در ورودی یک کانال یا لوله عموماً لایه مرزی بسیار نازک است، بطوری که در این ناحیه می توان جریان را بجز نزدیکی جداره لوله، غیر لزج در نظر گرفت. اما این لایه در طول لوله مرتباً ضخیم تر می شود. در بسیاری از جریانها لایه مرزی سریعاً کل مقطع جریان را احاطه می کند و در مواردی که این امر در اوایل لوله رخ دهد، عموماً جریان در سرتاسر لوله را لزج به شمار می آوریم. لذا رشد لایه مرزی خود معیار مهمی است. از اینرو در اینجا صرفاً می توانیم به ذکر چند حالت حدی ساده بپردازیم. برای نمونه معمولا جریان در لوله موئین، بجز در حالتی که دبی حجمی جریان بسیار ناچیز باشد، کاملاً لزج در نظر گرفته می شور، حتی اگر لزجت سیال کم و یا طول لوله کوتاه باشد. همچنین جریان در لوله های نسبتا طویل انتقال نفت و آب را می توان جریان لزج به حساب آورد. لیکن، جریان هوا در مجاری نسبتاً کوتاه، مثل کانالهای تهویه و تونلهای باد را غیر از ناحیه بسیار مهم لایه مرزی عموماً می توان بدون اصطکاک در نظر گرفت.

نویسنده

"ایروینگ هرمان شیمز" متولد 21 اکتبر 1930 در نیویورک می باشد. شیمز فارغ التحصیل کارشناسی رشته مهندسی مکانیک از دانشگاه نورث ایسترن، کارشناسی ارشد مکانیک کاربردی از دانشگاه هاروارد و دکتری مکانیک کاربردی در دانشگاه مریلند می باشد. شیمز استاد دانشگاه مریلند و دانشگاه ایالتی نیویورک در بوفالو، هیئت علمی مهندسی مکانیک، مدرس آزمایشگاه مهمات نیروی دریایی امریکا و نویسنده می باشد. وی در 30 ژوئن سال 2010 در گذشت. برخی از اثار عبارت اند از:  1- استاتیک، 2- دینامیک، 3- مقدمه ای بر مکانیک جامدات، 4- مقدمه ای بر مکانیک سیالات، 5- مکانیک مهندسی استاتیک و دینامیک، 6- مکانیک جامدات با رویکرد حساب دیفرانسیل.

نویسنده: ایروینگ اچ. شیمز مترجم: مهندس علیرضا انتظاری انتشارات: نوپردازان