流體機械內部流動測量技術(第2版)（簡體書）

《流體機械內部流動測量技術(第2版)》介紹了流體機械內部流動測量中常用的測量儀器和儀表的工作原理及其特性，對誤差理論及誤差分析進行了系統介紹，闡述了流體機械內部流動測量中的一些特殊問題和實際應用中一些技術問題的處理方法。全書共分十章，通過對《流體機械內部流動測量技術(第2版)》的閱讀和學習，讀者不但對流體機械內部流動測量技術有全面的了解，同時能解決實際測量中遇到的一些問題。《流體機械內部流動測量技術(第2版)》可作為流體機械及工程學科專業的研究生和本科生的教材，也可作為其他相關專業研究生和本科生的選修教材，并可供從事相關領域工作的科技人員參考。

《流體機械內部流動測量技術(第2版)》為普通高等教育“十二五”規劃教材之一。

第2版前言
第1版前言
常用符號表
第一章 緒論1
第一節 測量的基本概念1
第二節 測量系統及其特性2

第二章 測量誤差分析15
第一節 概述15
第二節 隨機誤差16
第三節 可疑測量值的取舍準則23
第四節 系統誤差25
第五節 誤差的合成29
第六節 間接測量誤差的基本問題33
第七節 壓力測量和流動方向測量的誤差分析37

第三章 壓力傳感器40
第一節 內部流動測量中常用的壓力傳感器40
第二節 壓力轉換系統的動態特性51
第三節 壓力傳感器的校正53

第四章 流體動力探針56
第一節 L形靜壓探針和總壓探針56
第二節 皮托管57
第三節 三孔動力探針58
第四節 五孔動力探針72
第五節 三孔電子探針78

第五章 熱線（膜）流速計86
第一節 工作原理及基本方程86
第二節 熱線（膜）探頭的結構89
第三節 熱線（膜）的熱慣性和動態特性91
第四節 熱線（膜）的基本電路和特性92
第五節 熱線風速儀的方向特性94
第六節 熱線探針的校正95

第六章 激光多普勒測速技術98
第一節 激光與激光器98
第二節 激光多普勒測速原理101
第三節 激光多普勒測速儀的光機結構104
第四節 測量體和空間分辨率106
第五節 散射粒子110
第六節 信號的分析與處理116
第七節 ＬＤＶ在流動測量中的應用121

第七章 相位多普勒粒子分析儀125
第一節 相位多普勒粒子分析儀的基本原理125
第二節 ＰＤＰＡ在實際測量中的幾個光學問題128
第三節 雙模ＰＤＰＡ技術130
第四節 粒子數密度測量及粒子體積流量測量132
第五節 ＰＤＰＡ系統基本光學結構133
第六節 ＰＤＰＡ在流動測量中的應用135

第八章 粒子圖像測速技術138
第一節 ＰＩＶ的工作原理138
第二節 ＰＩＶ系統的基本構成139
第三節 ＰＩＶ測量的參數選擇143
第四節 ＰＩＶ在流動測量中的應用145

第九章 葉輪式流體機械內部流動的測量149
第一節 轉輪進出口流場149
第二節 尾水管速度分布及壓力脈動156
第三節 翼型流體動力特性的測定160
第四節 葉輪葉片表面壓力分布的測量163
第五節 葉輪葉片間流道內流動的測定167
第六節 測壓密封器和探針坐標架168

第十章 流動顯示技術171
第一節 概述171
第二節 示蹤流動顯示技術172
第三節 激光誘導熒光技術182
第四節 計算流動顯示技術187
第五節 閃頻儀和圖像消轉儀190
第六節 高速數碼攝像技術192
參考文獻197

當原子核外電子的運動狀態發生變化時，原子的能量狀態也將發生變化。這種能量變化不是連續的，而是量子化的，這些量子化的能量級別稱為能級。高能級上的原子自發地向低能級躍遷，并發射光子的過程稱為自發發射或輻射，而當高能級上的原子在輻射場的激勵下，向低能級躍遷，并發射出與激勵光子性質完全相同（同頻率、同相位、同偏振以及同傳播方向）的光子的過程，稱為受激發射或輻射。受激發射不但不吸收光子，而且將發射出與激勵光子性質完全相同的光子并與激勵光子一起輸出，從而增強了發射場的發射密度，起到了光放大作用。區別于自發發射，受激發射產生的光頻率、相位、偏振以及傳播方向與激勵光完全相同，因此受激發射光是高度相干的，而自發輻射光的相位、傳播方向和偏振方向是無規則分布的。
根據單位體積中物質粒子在不同能級上的分布規律，即玻耳茲曼分布規律，在熱平衡條件下低能級的粒子數密度總是大于高能級的粒子數密度，物質呈現出光吸收的特性。當物質中的高能級粒子數密度大于低能級粒子數密度時，稱為粒子數反轉。粒子數反轉是產生激光的前提條件。在外來能量的激勵下，低能級的粒子可以大批地躍遷到高能級，從而打破原子系統的熱平衡狀態，實現粒子數的反轉。提供低能級粒子能量使其躍遷到高能級的過程稱為泵浦或抽運。常用的泵浦方式有光泵、電泵、熱泵及化學泵浦等。處于粒子數反轉分布時的原子系統是不穩定的，將通過自發發射及受激發射等方式來減少高能級的粒子數，使整個系統恢復穩定。但在這種系統中，如果能使粒子數反轉持續存在，則在入射的激勵光子的輻射下，受激發射將持續進行，入射光將得到雪崩式的放大，從而有可能形成激光。
增益系數用來表征激光介質對光強的放大增益性能。激光介質中的光強是隨傳播距離按指數規律增長的。由于激光介質的增益是有限的，不可能無限增加增益介質的長度，人們采用兩個按光學要求相向設置的反射鏡來使光線在腔內來回振蕩，這就形成了激光振蕩器。按光學要求相向設置的反射鏡稱為光學諧振腔，在腔內放人激光介質就構成了激光諧振腔。
激光諧振腔內的增益介質在外界能源的泵浦下實現粒子數反轉，即高能級粒子數密度大于低能級粒子數密度。由于激光能級間存在有微弱的且狀態不同的自發發射光的誘發，就產生了狀態各不相同的受激發射光，這些光通過介質時都會產生增益作用，但傳播方向不垂直于鏡面的發射光誘發的受激發射光將很快逸出介質，不能形成穩定的光場。只有傳播方向垂直于鏡面的自發發射光誘發的受激發射光，能在諧振腔內長時間來回反射，并反復被放大，直到增益飽和。當增益系數與諧振腔的耗損系數相等時，腔內將形成穩定的激光場分布。因此，激光諧振腔不但增加介質的增益長度，同時起到了選模的作用。