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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