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绪论 1

1 建筑设备工程中热工学应用举例 1

2 本课程的学习目的及主要内容 3

3 教学建议 3

第一部分 工程热力学 5

单元1 工程热力学基本概念及气体状态方程式 5

1.1 工质及其状态参数 5

1.1.1 关于工质 5

1.1.2 工质的基本状态参数 5

1.2 热力系统 10

1.2.1 闭口系统 10

1.2.2 开口系统 10

1.2.3 绝热系统 11

1.2.4 孤立系统 11

1.3 理想气体状态方程式 11

1.3.1 理想气体与实际气体 11

1.3.2 理想气体状态方程式 11

1.4 混合气体的基本概念 14

1.4.1 混合气体的分压力和总压力 15

1.4.2 混合气体的分容积和总容积 15

1.4.3 混合气体各组成气体的成分表示 15

1.4.4 混合气体的折合相对分子质量及气体常数 17

思考与练习题 18

单元2 热力学第一定律和第二定律 20

2.1 热力学系统涉及的能量形式 20

2.1.1 热力系统储存能 20

2.1.2 热力系统与外界传递的能量 21

2.2 热力学第一定律简介 24

2.2.1 热力学第一定律的实质 24

2.2.2 闭口系统的能量方程 25

2.2.3 开口系统稳定流动能量方程 26

2.2.4 稳定流动能量方程式的应用 27

2.3 利用量热学方法计算理想气体的热量、内能及焓 30

2.3.1 比热容的定义及影响因素 30

2.3.2 利用比热容计算气体的热量 31

2.3.3 利用比热容计算理想气体内能与焓的变化量 34

2.4 理想气体的主要热力过程 35

2.4.1 基本热力过程 35

2.4.2 多变过程 40

2.5 热力学第二定律简介 42

2.5.1 热力循环 42

2.5.2 热力学第二定律 44

2.5.3 卡诺循环与卡诺定律 45

2.5.4 熵与熵增原理 47

思考与练习题 48

单元3 水蒸气 50

3.1 水蒸气的基本概念 50

3.1.1 汽化 50

3.1.2 凝结 51

3.1.3 饱和状态 51

3.1.4 汽化热和凝结热 51

3.2 定压下水蒸气的生产过程 52

3.2.1 水蒸气的定压生产过程 52

3.2.2 水蒸气的p-v图和T-s图 53

3.3 水和水蒸气图表 54

3.3.1 水和水蒸气表 55

3.3.2 水蒸气的焓-熵图 56

3.4 水蒸气的基本热力过程 57

3.4.1 定压过程 58

3.4.2 定容过程 58

3.4.3 定温过程 59

3.4.4 绝热过程 59

思考与练习题 60

单元4 湿空气 62

4.1 湿空气的状态参数 62

4.1.1 湿空气的压力 62

4.1.2 湿空气的温度 63

4.1.3 绝对湿度和相对湿度 63

4.1.4 含湿量 64

4.1.5 湿空气的焓 65

4.1.6 湿空气的密度 65

4.1.7 露点温度和湿球温度 66

4.2 湿空气的焓湿图 67

4.2.1 焓湿图的构成及绘制原理 67

4.2.2 h-d图的应用 69

4.3 湿空气的基本处理过程 72

4.3.1 加热过程 72

4.3.2 冷却过程 72

4.3.3 加湿过程 74

4.3.4 绝热混合过程 75

思考与练习题 79

单元5 工程热力学原理应用举例 80

5.1 活塞式压气机的基本原理 80

5.1.1 单级活塞式压气机的工作原理 80

5.1.2 压气机压缩过程的分析 81

5.1.3 余隙容积的必要性及其对压气机排气量的影响 83

5.1.4 余隙容积对压气机耗功的影响 84

5.1.5 多级压缩和中间冷却 84

5.2 蒸气压缩式制冷循环及热力计算 86

5.2.1 概述 86

5.2.2 蒸气压缩式制冷理论循环 87

5.2.3 单级蒸气压缩式制冷理论循环热力计算 90

5.2.4 蒸气压缩实际制冷循环 93

5.2.5 制冷运行工况及其对制冷循环性能的影响 94

5.3 吸收式制冷循环工作原理 96

5.3.1 溴化锂吸收式制冷机的工作原理 96

5.3.2 溴化锂吸收式制冷机的典型结构与流程 97

5.4 热泵循环简介 97

思考与练习题 98

第二部分 传热学 99

单元6 稳定导热 99

6.1 导热的概念及傅里叶定律 100

6.1.1 导热的概念 100

6.1.2 温度场 100

6.1.3 等温线、等温面和温度梯度 101

6.1.4 傅里叶定律 102

6.1.5 导热系数 103

6.1.6 新型节能材料 104

6.2 通过平壁的稳定导热 104

6.2.1 单层平壁的稳定导热 104

6.2.2 多层平壁的稳定导热 105

6.2.3 复合平壁的导热 106

6.3 圆筒壁的稳态导热 108

6.3.1 单层圆筒壁的稳态导热 108

6.3.2 多层圆筒壁的稳态导热 109

6.3.3 圆筒壁稳态导热的简化计算 110

思考与练习题 112

单元7 对流换热 114

7.1 对流换热的概念及牛顿冷却公式 114

7.1.1 对流换热的概念 114

7.1.2 对流换热的机理 115

7.1.3 牛顿冷却公式 116

7.1.4 影响对流换热系数的主要因素 116

7.2 对流换热计算概述 117

7.2.1 对流换热准则数 117

7.2.2 准则数之间的关系 119

7.2.3 定性温度与特征尺寸 119

7.2.4 换热计算的一般步骤 120

7.3 单相流体对流换热计算 120

7.3.1 管内流体强制对流换热计算 120

7.3.2 管外流体强制对流换热计算 123

7.3.3 自然对流换热的计算 125

7.4 沸腾换热与凝结换热 129

7.4.1 沸腾换热 129

7.4.2 凝结换热 133

7.4.3 热管技术 135

思考与练习题 135

单元8 辐射换热 137

8.1 热辐射的概念和基本定律 137

8.1.1 热辐射的概念及特点 137

8.1.2 吸收、反射和透射 138

8.1.3 辐射力 139

8.1.4 热辐射的基本定律 140

8.1.5 太阳能的利用 142

8.2 物体间的辐射换热计算 143

8.2.1 角系数 143

8.2.2 两平行板之间的辐射换热 144

8.2.3 空腔内的物体与空腔内壁之间的辐射换热 145

8.2.4 气体的辐射换热 147

思考与练习题 149

单元9 稳定传热 150

9.1 复合换热 150

9.1.1 复合换热的概念 150

9.1.2 复合换热的计算思路和方法 150

9.2 通过平壁、圆筒壁的传热计算 151

9.2.1 通过平壁的传热计算 151

9.2.2 通过圆筒壁的传热计算 154

9.3 传热的增强 156

9.3.1 提高传热系数K的理论途径 157

9.3.2 增强传热在工程中的应用 157

9.4 传热的削弱（热绝缘） 159

9.4.1 热绝缘的目的和技术措施 159

9.4.2 热绝缘层的经济厚度 160

9.4.3 临界热绝缘直径 160

思考与练习题 161

单元10 传热学原理应用举例 163

10.1 换热器选型及计算 163

10.1.1 间壁式换热器的类型及特点 163

10.1.2 换热器的热力计算原理 167

10.1.3 换热器的选择及评价 169

10.2 维护结构热工计算 170

思考与练习题 174

附录 175

参考文献 195