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第1篇 工程热力学基础 3

第1章 热力学基本概念 3

1.1热力学系统 3

1.2工质的基本状态参数 4

1.2.1温度 4

1.2.2压力 4

1.3平衡状态及状态变化过程 6

1.3.1平衡状态 6

1.3.2状态变化过程 6

1.4热力过程 7

1.4.1定容过程 7

1.4.2定压过程 7

1.4.3定温过程 7

1.4.4绝热过程 7

1.4.5多变过程 8

1.4.6过程综合分析 8

1.5热力循环 8

1.5.1热力循环的概念 8

1.5.2正向循环及其热效率 9

1.5.3逆向循环及其工作系数 9

第1章练习题 9

第2章 热力学基本定律 10

2.1热力学第一定律的实质 10

2.2热力学能、总能 11

2.2.1热力学能（内能） 11

2.2.2总能 11

2.3功 11

2.3.1功的热力学定义 11

2.3.2可逆过程的功 12

2.3.3推动功和流动功 13

2.4焓 14

2.5能量方程 15

2.5.1闭口系统能量方程 15

2.5.2开口系统稳定流动能量方程 16

2.6热力学第二定律 18

2.7循环及其评价法 18

2.8卡诺循环与卡诺定理 19

2.8.1卡诺循环 19

2.8.2卡诺定理 21

2.9熵与熵增原理 22

2.9.1熵的定义 22

2.9.2不可逆变化和熵 23

2.9.3熵的计算 24

2.9.4熵线图 29

2.9.5熵增原理 30

2.10“？”分析方法简介 31

2.11有效能量和最大功 31

2.11.1热的有效能量 31

2.11.2封闭系统的最大功 32

2.11.3开放系统的最大功 33

2.11.4有效能 34

第2章练习题 35

第3章 理想气体的性质和热力过程 37

3.1理想气体的概念和状态方程 37

3.1.1理想气体的概念 37

3.1.2理想气体的状态方程 37

3.2理想气体的比热容 38

3.3理想气体的热力学能、焓、熵 39

3.4理想气体混合物 40

3.4.1分压力定律和分体积定律 41

3.4.2 ωi 、 xi 、 фi的换算关系 42

3.4.3理想气体混合物的比热容、热力学能、焓和熵 44

3.5理想气体的热力过程 45

3.5.1等容变化 45

3.5.2等压变化 46

3.5.3等温变化 48

3.5.4绝热变化 49

3.5.5多方状态变化 52

3.5.6不可逆绝热变化 55

第3章练习题 55

第4章 实际气体与湿空气 57

4.1蒸汽的一般性质 57

4.2饱和蒸汽的性质 58

4.3蒸汽表和蒸汽线图 59

4.4蒸汽的状态变化 60

4.4.1等压变化 60

4.4.2等容变化 61

4.4.3绝热变化 64

4.4.4节流 66

4.5湿空气 67

4.6湿度 68

4.6.1绝对湿度 68

4.6.2相对湿度 68

4.6.3相对湿度与绝对湿度的关系 68

4.6.4湿度的测定 69

4.7湿空气的焓湿图 71

4.7.1湿空气的含湿量 71

4.7.2 湿空气的焓 71

4.7.3焓湿图 72

4.8湿空气的热力过程 74

4.8.1加热（或冷却）过程 74

4.8.2绝热加湿过程 75

4.8.3冷却去湿过程 75

4.8.4绝热混合过程 76

第4章练习题 78

第5章 热机 80

5.1理论循环 80

5.2气体循环 80

5.2.1混合加热理想循环 80

5.2.2定压加热理想循环 82

5.2.3定容加热理想循环 83

5.2.4布雷顿循环 85

5.2.5埃里克森循环 87

5.2.6斯特林循环 88

5.3蒸汽循环 89

5.3.1朗肯循环 89

5.3.2再生循环 92

5.3.3回热循环 93

5.3.4实际的蒸汽动力站循环 94

5.4制冷循环和热泵循环 95

5.4.1蒸汽压缩制冷循环 95

5.4.2吸收式制冷循环 97

第5章练习题 99

第1篇练习题答案 101

第2篇 传热学 119

第6章 传热学基本概念 119

6.1传热学的研究对象 119

6.2热量传递的基本方式 119

6.2.1热传导 119

6.2.2热对流 120

6.2.3热辐射 120

6.3传热过程与传热系数 121

第6章练习题 121

第7章 热传导 123

7.1导热基本定律与导热系数 123

7.1.1 温度场 123

7.1.2导热基本定律 124

7.1.3导热系数 124

7.2一维稳态导热 126

7.2.1通过单层平壁的导热 126

7.2.2通过多层平壁的导热 127

7.2.3通过单层圆筒壁的导热 127

7.2.4通过多层圆筒壁的导热 128

7.2.5通过球壳的导热 129

7.3具有内热源的一维稳态导热问题 129

7.4非稳态导热问题 130

第7章练习题 130

第8章 对流换热 133

8.1对流换热过程分析 134

8.1.1对流换热的影响因素 134

8.1.2对流换热过程的微分方程 135

8.2边界层对流传热问题 136

8.2.1流动边界层 136

8.2.2热边界层 137

8.3自然对流换热 137

8.3.1自然对流传热现象的特点 138

8.3.2自然对流传热的实验关联式 138

8.4管内与管外强制对流换热 140

8.4.1管槽内强制对流换热的特点 140

8.4.2管槽内湍流强制对流传热关联式 141

8.4.3管槽内层流强制对流传热关联式 141

8.4.4外部强制对流传热 142

8.5相变对流换热 143

8.5.1凝结传热 143

8.5.2沸腾传热 145

第8章练习题 146

第9章 热辐射和辐射换热 147

9.1辐射的基本定律 148

9.1.1斯特藩-玻耳兹曼定律 148

9.1.2普朗克定律 148

9.1.3兰贝特定律 149

9.2固体和液体的辐射 150

9.3实际物体的吸收与辐射的关系 151

9.3.1实际物体的吸收比 151

9.3.2吸收比与发射率的关系——基尔霍夫定律 152

9.4物体之间辐射传热量 152

9.4.1辐射传热的角系数 152

9.4.2两表面封闭系统的辐射传热 155

9.4.3多表面系统的辐射传热 157

9.5气体辐射的特性 158

9.6辐射传热的强化和削弱 159

第9章练习题 160

第10章 传热过程分析与换热器 162

10.1传热过程的分析 162

10.2换热器的类型 164

10.3换热器平均温差的计算 166

10.4换热器的污垢热阻 168

10.5热量传递的控制 169

10.6换热器的效能 170

第10章练习题 171

第2篇练习题答案 173

第3篇 工程流体力学基础 189

第11章 流体力学基础与静力学 189

11.1流体的主要物理性质 189

11.1.1密度 189

11.1.2黏度 190

11.2流体静力学基础 191

11.2.1压强与位差 191

11.2.2静压强特性与分布规律 192

11.2.3液体测压计原理与应用 193

第11章练习题 194

第12章 流体运动与动力学 196

12.1流体运动的基本方程与定律 196

12.1.1质量守恒定律 196

12.1.2能量守恒定律 196

12.1.3动量守恒定律 199

12.2管内流动 200

12.2.1流体的两种流动状态 200

12.2.2圆管内的流动 201

12.3管内流动的能量与压力损失 203

12.3.1管内能量与压力损失表达 203

12.3.2各种管路部件的压力损耗 206

12.3.3截面为非圆形的管路 211

12.4流体的流量测定与流动分析 212

12.4.1流体的流量测定 212

12.4.2液体出流流动分析 213

12.5压缩性流体的流动状况 216

12.5.1总压和总温度 216

12.5.2通过喷嘴的流动状况 217

12.5.3通过节流孔的流动状况 220

12.6单相流和多相流 222

12.6.1气液两相流 222

12.6.2气固两相流 223

第12章练习题 224

第13章 流体输送 226

13.1液体输送 226

13.1.1泵的分类和应用 226

13.1.2泵的特性和性能曲线 230

13.1.3液体输送的注意事项 233

13.2气体输送 233

13.2.1鼓风机的分类和应用 233

13.2.2鼓风机的功率 237

13.2.3鼓风机的特性和性能曲线 239

13.2.4气体输送的注意事项 241

13.3泵与风机的运行分析与调节 242

13.3.1管路性能曲线及工作点 242

13.3.2泵或风机的联合工作 245

13.3.3离心式泵或风机的工况调节 247

第13章练习题 250

第3篇练习题答案 252