2017注册公用设备工程师考试 专业基础课 精讲精练 暖通空调及动力专业PDF电子书下载

第1章 工程热力学 1

考试大纲 1

1.1基本概念 1

1.1.1热力学系统 1

1.1.2状态 2

1.1.3平衡（平衡状态） 2

1.1.4状态参数 2

1.1.5状态公理 2

1.1.6状态方程式 2

1.1.7热力参数及坐标图 2

1.1.8功和热量 3

1.1.9热力过程 4

1.1.10热力循环 4

1.1.11单位制 4

1.2准静态过程、可逆过程与不可逆过程 4

1.2.1准静态过程 4

1.2.2可逆过程与不可逆过程 5

1.3热力学第一定律 5

1.3.1热力学第一定律的实质 5

1.3.2内能 5

1.3.3焓 6

1.3.4热力学第一定律在闭口系统和开口系统的表达式 6

1.3.5系统的储存能 6

1.3.6稳定流动能量方程及其应用 7

1.4气体性质 9

1.4.1理想气体模型及其状态方程 9

1.4.2实际气体模型及其状态方程 10

1.4.3压缩因子 11

1.4.4临界参数 11

1.4.5对比态定律 11

1.4.6理想气体的比热容、内能及焓 12

1.4.7混合气体 12

1.5理想气体基本热力过程及气体压缩 14

1.5.1定压、定容、定温和定熵过程 14

1.5.2多变过程 15

1.5.3压气机的压缩轴功 17

1.5.4多级压缩及中间冷却 18

1.5.5余隙 19

1.6热力学第二定律 19

1.6.1热力学第二定律的实质及表述 20

1.6.2卡诺循环和卡诺定理 20

1.6.3熵 22

1.6.4孤立系统熵增原理 22

1.7水蒸气和湿空气 24

1.7.1蒸发、冷凝、沸腾和汽化 24

1.7.2水蒸气的定压发生过程 25

1.7.3水蒸气图表 26

1.7.4水蒸气的基本热力过程 27

1.7.5湿空气的性质 27

1.7.6湿空气的焓湿图 29

1.7.7湿空气的基本热力过程 30

1.8气体和蒸汽的流动 31

1.8.1稳定流动基本方程 31

1.8.2定熵流动的基本特性 32

1.8.3喷管中流速及流量计算 33

1.8.4绝热节流 35

1.9动力循环 35

1.9.1蒸汽动力基本循环——朗肯循环（Rankine Cycle） 35

1.9.2回热、再热循环 36

1.9.3热电循环 37

1.9.4内燃机循环 37

1.10制冷循环 39

1.10.1空气压缩制冷循环 39

1.10.2蒸汽压缩制冷循环 40

1.10.3吸收式制冷循环 42

1.10.4热泵 42

1.10.5气体的液化 43

复习题 43

复习题答案与提示 48

第2章 传热学 53

考试大纲 53

2.1导热理论基础 53

2.1.1导热基本概念 53

2.1.2傅里叶定律 54

2.1.3热导率 54

2.1.4导热微分方程 55

2.1.5导热过程的单值性条件 56

2.1.6小结 57

2.2稳态导热 57

2.2.1通过平壁的导热 57

2.2.2通过圆筒壁的导热 59

2.2.3临界热绝缘直径 60

2.2.4通过肋壁的导热 60

2.2.5通过接触面的导热 62

2.2.6二维稳态导热问题 62

2.2.7小结 62

2.3非稳态导热 63

2.3.1非稳态导热的特点 63

2.3.2对流换热边界条件下非稳态导热 63

2.3.3常热流密度边界条件下非稳态导热 65

2.3.4小结 65

2.4导热问题数值解 65

2.4.1有限差分法原理 65

2.4.2建立离散方程的方法 66

2.4.3稳态导热问题的数值计算 67

2.4.4非稳态导热问题的数值计算 68

2.4.5小结 69

2.5对流换热分析 70

2.5.1影响对流换热的一般因素 70

2.5.2对流换热过程微分方程式 70

2.5.3对流换热微分方程组 71

2.5.4流动边界层和热边界层 71

2.5.5边界层换热微分方程组及其求解 71

2.5.6边界层换热积分方程组及其求解 73

2.5.7动量传热和热量传递的类比 74

2.5.8外掠平板紊流换热 74

2.5.9对流换热无量纲准则及其意义 74

2.5.10相似理论基础 75

2.5.11小结 76

2.6单相流体对流换热及准则关系式 77

2.6.1管内受迫流动对流换热 77

2.6.2管内受迫对流换热计算 78

2.6.3外掠圆管流动换热 79

2.6.4自然对流换热 80

2.6.5自然对流与受迫对流并存的混合对流换热 81

2.6.6小结 81

2.7凝结与沸腾换热 81

2.7.1凝结换热 81

2.7.2沸腾换热 82

2.7.3小结 83

2.8热辐射的基本定律 83

2.8.1热辐射基本概念 83

2.8.2普朗克定律 84

2.8.3斯蒂芬-玻耳兹曼定律 85

2.8.4兰贝特余弦定律 85

2.8.5基尔霍夫定律 85

2.8.6小结 86

2.9辐射换热计算 86

2.9.1角系数 86

2.9.2黑表面间的辐射换热 87

2.9.3灰表面 间的辐射换热 87

2.9.4气体辐射 89

2.9.5气体与外壳间的辐射换热 90

2.9.6太阳辐射 90

2.9.7小结 91

2.10传热与换热器 92

2.10.1通过肋壁的传热 92

2.10.2复合换热时的传热计算 92

2.10.3传热的增强与削弱 93

2.10.4平均温度差 93

2.10.5换热器计算 94

2.10.6小结 96

复习题 96

复习题答案与提示 106

第3章 工程流体力学及泵与风机 116

考试大纲 116

3.1流体动力学基础 116

3.1.1描述流体运动的两种方法 116

3.1.2恒定流动和非恒定流动 117

3.1.3恒定元流能量方程 117

3.1.4恒定总流能量方程 119

3.2相似性原理和因次分析 121

3.2.1力学相似 121

3.2.2相似准数 122

3.2.3因次分析法 123

3.2.4模型实验 125

3.3流动阻力和能量损失 126

3.3.1流动阻力和能量损失的分类 126

3.3.2层流和紊流现象 127

3.3.3均匀流方程 128

3.3.4圆管中的层流 128

3.3.5紊流运动 129

3.3.6沿程阻力的计算 130

3.3.7非圆管的沿程损失 131

3.3.8局部水头损失 132

3.3.9减少阻力的措施 133

3.4管路计算 133

3.4.1简单管路的计算 133

3.4.2串联管路的计算 135

3.4.3并联管路的计算 136

3.5特定流动分析 137

3.5.1势函数和流函数概念 137

3.5.2几种简单的平面无旋流动 138

3.5.3圆柱形测速管原理 138

3.5.4紊流射流的一般特性 140

3.5.5特殊射流 142

3.6气体动力学基础 143

3.6.1理想气体一元恒定流动的运动方程 143

3.6.2声速、滞止参数、马赫数 144

3.6.3气体速度与断面的关系 145

3.7泵与风机 146

3.7.1泵与风机的性能曲线 146

3.7.2管路性能曲线及工作点 148

3.7.3泵或风机的联合运行 149

3.7.4离心式泵或风机的工况调节 150

3.7.5泵的气蚀与安装高度 151

3.7.6泵或风机的选择 152

复习题 152

复习题答案与提示 164

第4章 自动控制 173

考试大纲 173

4.1自动控制与自动控制系统的一般概念 173

4.1.1控制工程的基本含义 173

4.1.2信息的传递 173

4.1.3反馈及反馈控制 174

4.1.4开环及闭环控制系统的构成 175

4.1.5控制系统的分类及基本要求 178

4.2控制系统的数学模型 180

4.2.1控制系统各环节的特性 180

4.2.2控制系统微分方程的拟定与求解 185

4.2.3拉普拉斯变换与反变换 186

4.2.4传递函数及其框图 190

4.3线性系统的分析与设计 197

4.3.1基本调节规律及实现方法 197

4.3.2控制系统的一阶瞬态响应 202

4.3.3二阶瞬态响应 203

4.3.4频率特性基本概念 206

4.3.5频率特性表示方法 208

4.3.6调节器的特性对调节质量的影响 220

4.3.7二阶系统的设计方法 222

4.4控制系统的稳定性与对象的调节性能 225

4.4.1稳定性基本概念 225

4.4.2稳定性与特征方程根的关系 226

4.4.3代数稳定判据 226

4.4.4对象的调节性能指标 228

4.5控制系统的误差分析 228

4.5.1误差及稳态误差 228

4.5.2系统类型及误差度 229

4.5.3静态（稳态）误差系数 229

4.6控制系统的综合和校正 232

4.6.1校正的概念 232

4.6.2串联校正装置的形式及其特性 233

4.6.3继电器调节系统（非线性系统）及校正 237

复习题 246

复习题答案与提示 258

第5章 热工测试技术 270

考试大纲 270

5.1测量技术的基本知识 270

5.1.1测量 270

5.1.2测量精度与测量误差 271

5.1.3常见测量方法 273

5.1.4仪表的测量范围与测量精度 274

5.1.5仪表的稳定性 274

5.1.6静态特性和动态特性 275

5.1.7传感器 276

5.1.8传输通道 276

5.1.9变换器 276

5.2温度的测量 276

5.2.1温度与温标 276

5.2.2热电材料 278

5.2.3热电效应测温原理 279

5.2.4膨胀效应测温原理及其应用 280

5.2.5热电回路性质及理论 280

5.2.6热电偶结构及使用方法 281

5.2.7热电阻测温原理及常用材料、常用组件的使用方法 281

5.2.8辐射温度计 282

5.2.9温度变送器 284

5.2.10测温布置技术 285

5.3湿度的测量 285

5.3.1干湿球温度计测量原理 285

5.3.2干湿球温度电学测量和信号传送传感 286

5.3.3露点仪 286

5.3.4露点仪测湿布置技术 288

5.4压力的测量 288

5.4.1压力计 288

5.4.2压力传感器 290

5.4.3压力仪表的选用和安装 291

5.5流速的测量 292

5.5.1流速测量原理 292

5.5.2机械风速仪的测量及结构 293

5.5.3热线风速仪的测量原理及结构 293

5.5.4 L形动压管（毕托管） 294

5.5.5测速仪 294

5.5.6流速测量布置技术 295

5.6流量的测量 295

5.6.1节流法和容积法测流量 295

5.6.2流量计 297

5.6.3流量测量的布置技术 301

5.7液位的测量 301

5.7.1常见测液位方法 301

5.7.2液位测量的布置及误差消除方法 302

5.8热流量的测量 302

5.8.1热流计的分类 302

5.8.2热流计的布置及使用 302

5.8.3热水热量的测量 303

5.9误差与数据处理 303

5.9.1误差函数的分布规律 304

5.9.2直接测量的平均值、方差、标准误差、有效数字和测量结果表达 304

5.9.3测量结果表达 305

5.9.4间接测量最优值、标准误差、误差传播理论、微小误差原则、误差分配 306

5.9.5组合测量原理 308

5.9.6最小二乘法原理 308

5.9.7经验公式法 308

5.9.8相关系数 309

5.9.9回归分析 309

5.9.10显著性检验及分析 309

5.9.11过失误差处理 309

5.9.12系统误差处理方法及消除方法 309

5.9.13误差的合成定律 310

复习题 311

复习题答案与提示 318

第6章 机械基础 321

考试大纲 321

6.1概述 321

6.1.1机械设计的一般原则和程序 321

6.1.2机械零件的设计准则 324

6.1.3许用应力和安全系数 325

6.2平面机构的自由度 327

6.2.1运动副及其分类 328

6.2.2平面机构运动简图 328

6.2.3机构具有确定运动的条件及平面机构自由度 330

6.3平面连杆机构 332

6.3.1铰链四杆机构的基本形式和特性 332

6.3.2曲柄存在的条件 332

6.3.3铰链四杆机构的演化 333

6.4凸轮机构 335

6.4.1凸轮机构的应用和类型 336

6.4.2从动件的基本运动规律 337

6.4.3直动从动件盘形凸轮机构的轮廓曲线的绘制 338

6.5螺纹连接 341

6.5.1螺纹的常用类型和主要参数 341

6.5.2螺旋副的受力分析、效率和自锁 342

6.5.3螺纹连接的基本类型 343

6.5.4螺纹连接的强度计算 344

6.5.5螺纹连接设计时应注意的问题 345

6.6带传动 346

6.6.1带传动的工作情况分析 346

6.6.2普通V带传动的主要参数和选择计算 348

6.6.3带轮的材料和结构 353

6.6.4带传动的张紧与维护 354

6.7齿轮机构 354

6.7.1齿轮机构的特点与类型 355

6.7.2直齿圆柱齿轮各部分名称和尺寸 355

6.7.3渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件和连续传动条件 356

6.7.4齿轮的失效 357

6.7.5直齿圆柱齿轮的强度计算 358

6.7.6斜齿圆柱齿轮传动及其受力分析 362

6.7.7齿轮的结构 362

6.7.8蜗杆传动 363

6.8轮系 365

6.8.1定轴轮系及其传动比 365

6.8.2周转轮系及其传动比 366

6.9轴 367

6.9.1轴的分类 367

6.9.2轴的材料 368

6.9.3轴的结构 368

6.9.4轴的计算 369

6.9.5轴毂连接类型 371

6.10滚动轴承 373

6.10.1滚动轴承的分类 374

6.10.2滚动轴承的代号 376

6.10.3滚动轴承的选择计算 377

复习题 379

复习题答案与提示 387

模拟试题（一） 393

模拟试题（一）答案 398

模拟试题（二） 401

模拟试题（二）答案 408

参考文献 413