绪论 1
第一部分 工程热力学 5
第1章 基本概念 7
1.1 热力系 8
1.2 状态及状态参数 8
1.2.1 平衡状态 9
1.2.2 基本状态参数 9
1.3 状态方程及参数坐标图 10
1.3.1 状态公理 10
1.3.2 状态方程 11
1.3.3 状态参数坐标图 11
1.4 准静态过程与可逆过程 11
1.4.1 准静态过程 11
1.4.2 可逆过程 12
1.5 功量与热量 12
1.5.1 功量 12
1.5.2 热量 13
1.6 热力循环 14
小结 16
思考题 16
习题 17
第2章 热力学第一定律 19
2.1 热力学第一定律的实质 20
2.2 热力系统的储存能 20
2.3 闭口系统的能量方程 21
2.4 开口系统的稳定流动能量方程 22
2.4.1 稳定流动与流动功 22
2.4.2 稳定流动能量方程 23
2.5 稳定流动能量方程的应用 24
小结 27
思考题 28
习题 28
第3章 理想气体的性质与热力过程 31
3.1 实际气体和理想气体 32
3.2 理想气体的热力性质 32
3.2.1 理想气体状态方程 32
3.2.2 理想气体的比热容 34
3.2.3 理想气体的热力学能、焓和熵 37
3.3 理想气体混合物 40
3.3.1 理想气体混合物的基本定律 40
3.3.2 理想气体混合物的成分 41
3.3.3 混合气体的折合摩尔质量和折合气体常数 42
3.4 理想气体的热力过程 42
3.4.1 理想气体的基本热力过程 43
3.4.2 多变过程 48
3.5 压气机的热力过程 51
3.5.1 单级活塞式压气机的工作过程 51
3.5.2 单级活塞式压气机的理论耗功 52
3.5.3 余隙容积的影响 52
3.5.4 多级压缩、级间冷却 54
3.6 气体在喷管中的流动 55
3.6.1 喷管中的稳定流动基本方程 55
3.6.2 喷管截面的变化规律 57
3.6.3 喷管中气体流速及流量计算 58
小结 61
思考题 62
习题 63
第4章 热力学第二定律 66
4.1 热力学第二定律概述 67
4.1.1 热力过程的方向性 67
4.1.2 热力学第二定律的表述 67
4.2 卡诺循环与卡诺定理 68
4.2.1 卡诺循环 68
4.2.2 卡诺定理 69
4.3 熵及孤立系统熵增原理 70
4.3.1 熵的导出 70
4.3.2 不可逆过程熵的变化 72
4.3.3 孤立系统熵增原理与做功能力损失 73
4.4 ？参数的基本概念 76
4.4.1 ？的定义 76
4.4.2 热量？ 76
小结 77
思考题 77
习题 78
第5章 实际气体的性质及热力学一般关系式 80
5.1 实际气体的状态方程 81
5.1.1 理想气体状态方程应用于实际气体的偏差 81
5.1.2 范德瓦尔方程 82
5.1.3 其他状态方程 84
5.2 对比态原理与通用压缩因子图 86
5.2.1 对比态原理 86
5.2.2 通用压缩因子图 87
5.3 热力学一般关系式 88
5.3.1 主要数学关系式 89
5.3.2 焓、熵及热力学能的一般关系式 89
小结 93
思考题 94
习题 94
第6章 水蒸气和湿空气 96
6.1 概述 97
6.1.1 蒸发与沸腾 97
6.1.2 饱和状态 97
6.2 水蒸气的定压产生过程 98
6.3 水蒸气表和焓熵图 101
6.3.1 水蒸气表 101
6.3.2 水蒸气图 102
6.4 水蒸气的基本热力过程 104
6.5 湿空气的性质 106
6.5.1 未饱和湿空气和饱和湿空气 106
6.5.2 绝对湿度、相对湿度和含湿量 107
6.5.3 湿空气的焓 108
6.6 湿空气的焓湿图和基本热力过程 109
6.6.1 湿空气的焓湿图 109
6.6.2 湿空气的基本热力过程 110
小结 112
思考题 112
习题 113
第7章 动力装置循环 115
7.1 蒸汽动力装置循环 116
7.1.1 朗肯循环 117
7.1.2 朗肯循环的热效率 117
7.1.3 蒸汽参数对朗肯循环的影响 118
7.1.4 提高蒸汽动力装置循环热效率的途径 120
7.2 活塞式内燃机循环 122
7.2.1 活塞式内燃机的实际循环 123
7.2.2 活塞式内燃机的理想循环 124
7.3 燃气轮机循环 127
7.3.1 燃气轮机的组成及工作过程 127
7.3.2 定压加热理想循环 128
小结 130
思考题 130
习题 131
第8章 制冷循环 132
8.1 概述 133
8.2 蒸气压缩制冷循环 134
8.2.1 理论循环 135
8.2.2 性能指标 135
8.3 其他制冷循环 137
8.3.1 吸收式制冷循环 137
8.3.2 热电制冷循环 138
8.4 热泵循环 139
8.5 汽车空调系统 140
小结 142
思考题 142
习题 142
第二部分 传热学 145
第9章 热量传递的基本理论 147
9.1 热量传递的三种基本方式 148
9.1.1 导热 148
9.1.2 热对流 149
9.1.3 热辐射 150
9.2 传热过程和传热系数 151
小结 153
思考题 154
习题 154
第10章 导热 155
10.1 导热基本定律 156
10.1.1 导热基本概念 156
10.1.2 导热基本定律概述 157
10.1.3 热导率 158
10.2 导热微分方程及单值性条件 160
10.2.1 导热微分方程式的导出 160
10.2.2 单值性条件 162
10.3 稳态导热 164
10.3.1 平壁的稳态导热 165
10.3.2 圆筒壁的稳态导热 168
10.3.3 肋片的稳态导热 170
10.4 非稳态导热 175
10.4.1 一维非稳态导热问题的分析解 175
10.4.2 集总参数法 182
10.5 导热问题的数值解法 185
10.5.1 有限差分法原理 185
10.5.2 二维稳态导热计算解题过程 187
小结 189
思考题 190
习题 190
第11章 对流换热 193
11.1 概述 194
11.1.1 牛顿冷却公式 194
11.1.2 对流换热的影响因素 195
11.1.3 对流换热的主要研究方法 196
11.2 对流换热的数学描述 197
11.2.1 对流换热微分方程组及其单值性条件 197
11.2.2 边界层理论与对流换热微分方程组的简化 201
11.3 流体外掠等温平板层流换热分析解 205
11.3.1 求解结果 205
11.3.2 对流换热特征数方程 207
11.4 相似原理 208
11.5 单相流体强迫对流换热特征数关联式 214
11.5.1 管内强迫对流换热 214
11.5.2 外掠壁面强迫对流换热 217
11.6 自然对流换热 223
11.7 凝结与沸腾换热 227
11.7.1 凝结换热 227
11.7.2 沸腾换热 229
小结 232
思考题 233
习题 234
第12章 辐射换热 236
12.1 辐射换热的特点与研究方法 237
12.1.1 热辐射的本质和特点 237
12.1.2 吸收、反射与透射 238
12.1.3 灰体与黑体 239
12.1.4 辐射强度 240
12.1.5 辐射力 241
12.1.6 辐射换热的研究方法 242
12.2 黑体辐射的基本定律 242
12.2.1 普朗克定律 242
12.2.2 斯特藩-玻尔兹曼定律 243
12.2.3 兰贝特定律 245
12.3 实际物体的辐射特性及基尔霍夫定律 245
12.3.1 实际物体的发射特性 245
12.3.2 实际物体的吸收特性 248
12.3.3 基尔霍夫定律 249
12.4 辐射换热的计算方法 250
12.4.1 角系数 250
12.4.2 黑体表面之间的辐射换热 254
12.4.3 漫灰表面之间的辐射换热 255
12.5 遮热板原理 260
12.6 太阳辐射 262
小结 265
思考题 266
习题 266
第13章 传热与换热器 269
13.1 传热过程 270
13.1.1 通过平壁的传热过程 270
13.1.2 通过圆筒壁的传热过程 271
13.2 换热器 272
13.2.1 换热器的种类 273
13.2.2 平均温差 276
13.3 换热器的热计算 281
13.3.1 热计算的基本理论 281
13.3.2 平均温差法 281
13.3.3 效能-传热单元数法 282
小结 288
思考题 288
习题 289
附录A 附表 291
附录B 附图 331
附录C 主要符号 335
参考文献 338