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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