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热工基础与应用(第3版)

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傅秦生 编



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发表于2024-05-20

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出版社: 机械工业出版社
ISBN:9787111515395
版次:3
商品编码:11860327
品牌:机工出版
包装:平装
丛书名: 普通高等教育“十一五”国家级规划教材
开本:16开
出版时间:2016-01-01
用纸:胶版纸
页数:344

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具体描述

内容简介

  本书围绕热能的有效利用,对热能间接利用和直接利用所涉及的“工程热力学”和“传热学”内容进行了阐述。本书在体系上打破了把“热工基础”严格分为“工程热力学”和“传热学”的做法,还将热力设备、装置和循环等实际应用内容专门设置了一篇——“热工基础的应用”,以增强学生的工程实践观点。本书在篇幅允许的范围内尽量介绍热工领域的新成果、新发展,以拓宽学生视野和增强学生的创新精神。为了帮助学生理解全书内容和培养学生的各种能力,大部分例题有讨论。本书各章大都附有具有启发性较强的思考题和丰富多样的习题,以满足教学的要求。

目录

第3版前言
第2版前言
第1版前言
主要符号表
绪论(能源概述)1
第一节自然界的能源及其利用1
第二节热能的合理利用10
第三节热工基础的研究对象、内容和
方法12
本章小结14
思考题14第一篇热能转换的基本概念和基本定律
第一章热能转换的基本概念18
第一节热力系统、状态及状态参数18
第二节热力过程、功量及热量23
第三节热力循环26
本章小结27
思考题28
习题29
第二章热力学第一定律31
第一节热力学第一定律及其实质31
第二节热力学能和总储存能31
第三节热力学第一定律的一般表达式32
第四节闭口系的能量方程——热力学
第一定律的基本表达式33
第五节稳定流动系统的能量方程35
第六节能量方程的应用38
本章小结42
思考题42
习题43
第三章热力学第二定律45
第一节热力过程的方向性45
第二节热力学第二定律的表述47
第三节卡诺循环和卡诺定理47
第四节状态参数熵51
第五节克劳修斯不等式和不可逆过程的
熵变53
第六节熵增原理55
第七节热量有效能及有效能损失60
第八节能量的品质与能量贬值原理61
第九节熵的物理意义探讨61
本章小结62
思考题63
习题64第二篇工质的热力性质和热力过程
第四章理想气体的热力性质和热力
过程68
第一节理想气体及其状态方程68
第二节理想气体的比热容70
第三节理想气体的比热力学能、比焓和
比熵75
第四节理想气体的混合物79
第五节理想气体的基本热力过程83
第六节理想气体的多变过程90
本章小结96
思考题96
习题97
第五章蒸气的热力性质和热力过程100
第一节定压下水蒸气的发生过程100
第二节蒸气热力性质图表103
第三节蒸气的热力过程106
本章小结107
思考题107
习题108
第六章湿空气110
第一节湿空气的状态参数111
第二节干湿球温度计和焓湿图
(h�瞕图)113
第三节湿空气的基本热力过程及
工程应用114
本章小结118
思考题118
习题118第三篇热量传递的基本理论
第七章热量传递的三种基本方式
简介123
第一节热量传递的三种基本方式123
第二节复合传热与传热过程125
本章小结126
思考题126
第八章导热的基本定律及稳态导热127
第一节导热的基本定律127
第二节导热微分方程及定解条件128
第三节一维稳态导热130
第四节多维稳态导热问题简介142
本章小结143
思考题143
习题144
第九章非稳态导热147
第一节概述147
第二节非稳态导热问题的求解及
诺谟图148
第三节集总参数法157
本章小结160
思考题160
习题161
第十章导热问题的数值求解基础162
第一节导热问题数值求解的基本思想162
第二节稳态导热问题的数值计算163
本章小结168
思考题168
习题168
第十一章对流传热170
第一节对流传热概述与理论分析170
第二节强制对流传热及其实验关联式178
第三节自然对流传热及其实验关联式187
第四节凝结和沸腾时的相变对流传热190
本章小结194
思考题195
习题196
第十二章辐射传热198
第一节热辐射的基本概念198
第二节热辐射的基本定律199
第三节平均角系数和黑体表面间的辐射
传热202
第四节灰体表面间的辐射传热206
第五节气体辐射简介213
本章小结214
思考题215
习题215第四篇热工基础的应用
第十三章喷管和扩压管221
第一节一维稳定流动的基本方程221
第二节气体在喷管和扩压管中的定熵
流动223
第三节喷管的计算224
第四节喷管内有摩阻的绝热流动229
第五节扩压管与滞止参数230
本章小结231
思考题231
习题232
第十四章换热器及其热计算233
第一节传热过程233
第二节换热器的种类240
第三节换热器的热计算243
第四节传热的强化和削弱250
本章小结252
思考题253
习题253
第十五章压气机255
第一节单级活塞式压气机的工作过程
及耗功计算255
第二节叶轮式压气机的工作原理及
耗功计算258
第三节多级压缩、级间冷却260
本章小结263
思考题263
习题263
第十六章气体动力装置及循环265
第一节内燃机的基本构造265
第二节汽油机循环265
第三节柴油机循环268
第四节燃气轮机装置基本结构270
第五节燃气轮机定压加热理想循环
(Brayton循环)271
第六节有摩阻的燃气轮机实际循环272
第七节提高燃气轮机循环热效率的
措施274
本章小结276
思考题276
习题277
第十七章蒸汽动力装置及循环278
第一节蒸汽动力装置278
第二节朗肯循环281
第三节有摩阻的实际循环283
第四节再热循环285
第五节抽汽回热循环286
本章小结287
思考题287
习题287
第十八章制冷装置及循环289
第一节逆卡诺循环289
第二节压缩蒸气制冷装置及循环290
第三节热泵293
本章小结294
思考题294
习题294
第十九章其他应用简介296
第一节核能发电296
第二节磁流体发电297
第三节太阳能热利用299
第四节除湿干燥装置301
第五节热管302
第六节燃料电池303
第七节半导体制冷304
第八节二氧化碳捕集、封存及资源化
利用305
本章小结307
思考题307
参考文献308
附录310
附录A310
附录A��1常用单位换算表310
附录A��2常用气体的热力特性311
附录A��3理想气体的摩尔定压热容
公式311
附录A��4a气体的平均比定压热容
cp|t0℃312
附录A��4b气体的平均比定容热容
cV|t0℃313
附录A��5气体的平均比热容
(直线关系式)313
附录A��6a饱和水与饱和水蒸气热力
性质表(按温度排列)314
附录A��6b饱和水与饱和水蒸气热力
性质表(按压力排列)316
附录A��7未饱和水与过热蒸汽热力
性质表318
附录A��8aR134a饱和性质表(按温度
排列)325
附录A��8bR134a饱和性质表(按压力
排列)326
附录A��9R134a过热蒸气热力性质表327
附录A��10金属材料的密度、比热容及
热导率330
附录A��11保温、建筑及其他材料的
密度和热导率332
附录A��12几种保温和耐火材料的
热导率与温度的关系333
附录A��13干空气的热物理性质
(p=1��01325×105Pa)333
附录A��14饱和水的热物理性质334
附录A��15干饱和水蒸气的热物理
性质335
附录A��16几种饱和液体的热物理
性质336
附录A��17几种气体的热物理性质
(p=1��01325×105Pa)338
附录A��18常见材料的表面发射率338
附录A��19双曲函数表340
附录B341
附录B��1湿空气焓湿图(pb=0��1MPa)341
附录B��2氨(NH3)的压焓图342
附录B��3R134a的压焓图343
附录B��4R12的压焓图344
附录B��5水蒸气的焓熵图插页

前言/序言

  本书是教育部“面向21世纪高等教育教学内容和课程体系改革计划”中“热工系列课程教学内容和课程体系改革的研究与实践”项目的研究成果之一,是国家级精品教材和普通高等教育“十一五”国家级规划教材。  本书保持了第2版的特色:在体系上打破了传统的将“工程热力学”和“传热学”严格分开的做法,仍以热能利用(包括间接利用和直接利用)为线索,将二者进行了有机的结合,使学生学完本课程后对热能的直接利用、间接利用和如何在热能利用中进行节能降耗等有一整体理解,融会贯通,以解决有关工程的实际问题。在第2版的基础上,删去了一些偏理论和不常用的内容;增加了一些基本例题、与工程实际尽量结合的例题和习题。为了使读者更好地掌握每一部分的内容,解决第2版每章篇幅过大的问题,将第2版中的“章”改为“篇”,将“节”改编或合并为“章”,并将每章的“本章小结”进行了细化。教材编写仍注意了内容的系统性、理论性、循序渐进和深入浅出。注重在传授知识的同时加强学生能力的培养和素质的提升。  本书由傅秦生主编,参加编写的有:傅秦生(绪论,第一篇,第二篇),赵小明(第四篇第十三章,第十五至第十九章)和唐桂华(第三篇,第四篇第十四章)。主审由清华大学的史琳教授和西安交通大学的冯霄教授担任,她们的宝贵意见对提高本书质量起了极大作用,编者深表谢意!编者对中国科学院院士、国家级教学名师,时任热工课程教学指导委员会主任的陶文铨教授为本书作序表示衷心的感谢!对西安交通大学能源与动力工程学院热流科学与工程系的老师和同事在编写过程中给予的支持与帮助表示感谢!  由于编者水平有限,书中错误和不妥之处难免,欢迎读者指正。  编者本书是教育部“面向21世纪高等教育教学内容和课程体系改革计划”中“热工系列课程教学内容和课程体系改革的研究与实践”项目的研究成果之一,是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。  本书是根据《热工课程教学基本要求》,结合多年教学与科研经验编写而成的。它保持了第1版的特色:在体系上,打破了传统的将“工程热力学”和“传热学”严格分开的做法,力图以热能利用(包括间接利用和直接利用)为线索,将二者进行有机结合,使学生学完本课程后对热能利用、节能降耗等知识有一整体理解,并融会贯通,以解决有关的工程实际问题。本书涉及内容较广,使本书适用面增加。所配有的较丰富的实际热工设备和循环流程图,以及相配的与工程实际相结合的例题、习题都使本书在培养学生工程实践观点上有所加强。本书编写注重系统性、理论性、循序渐进和深入浅出。叙述流畅,且注意反映热工领域的新发展。为了帮助读者更好地掌握每一章所学内容,第2版每一章都增加了“本章小结”。书中的典型例题不但考虑了各学科、不同层次的需要,而且取材广泛、实用,注重学生建模能力、分析问题和解决问题能力的培养。大部分例题后的讨论不但可以启发读者的思维,而且起到了画龙点睛的效果。  本书由傅秦生主编,参加编写的有:傅秦生(第一章,第二章,第三章),赵小明(第五章第一节,第三~八节)和唐桂华(第四章,第五章第二节)。主审由清华大学的史琳教授和西安交通大学的冯霄教授担任,她们的宝贵意见对提高本书质量起了极大作用,编者深表谢意!本书第1版的编著者何雅玲教授对第2版的编写予以了极大的支持和帮助,在此表示诚挚的谢意!对西安交通大学能源与动力工程学院热流中心的老师和同事在编写过程中给予的支持与帮助表示感谢!由于编者水平有限,书中错误和不妥之处难免,敬请读者指正。  本书配有电子课件,向本书授课教师免费提供。  编者能源和材料、信息一样被视为现代工业和科学的三大支柱之一。能源的利用和发展关系着整个国民经济的发展,关系着整个人类的生产和生活。为了减少能源的大量消耗和能源利用工程中对环境日益严重的污染,使国民经济走可持续发展的道路,就必须合理用能和节能。节能已成为我国发展经济的一项战略方针而列入《中华人民共和国节约能源法》。  能源的开发和利用在很大程度上是热能的开发和利用。涉及热能利用的各种热力装置和热工设备不但在动力工业中,而且在几乎所有工业中都有,形式多样、五花八门。掌握一定的热工基础知识,在实际工作中采取有效的措施,节能降耗、保护环境,是每一个工程技术人员的责任。尤其在科学技术突飞猛进的21世纪,学科交叉将不可避免,而且不断发展和深入,掌握一定的热工基础理论必然促进许多学科的发展和研究。对于从事机械、建筑、交通、电气、石油化工、经济、工业管理、力学和科技外语等方面的高级人才而言,热工领域的知识将是他们工程科学知识中不可缺少的重要组成部分,掌握合理用能的基本知识和理论是一个新世纪复合型人才所必需的重要素质。当然,对于动力能源类各专业的大学生,“热工基础与应用”是他们进一步学习专业课程的基础。这样,“热工基础与应用”类课程不单单是技术基础课,而且是重要的提高素质的课程。因此,为使高等理工科学校非动力能源类各专业本科生掌握必要的热工基础知识,为使动力能源类各专业专科生具有坚实的热工理论基础,为使未来人才具有较高的素质和成为复合型人才,特编写此书。  本书是参照《热工课程教学基本要求》,在教育部下达的“面向21世纪高等教育教学内容和课程体系改革”计划中“热工系列课程教学内容和课程改革体系的研究与实践”项目研究的基础上,结合长期从事教学和科研的经验编写而成的。编者力图使本书在内容和体系上有较大的改革和突破,以适应新世纪人才培养的需要。本书在体系上打破了把“热工基础”严格分为“工程热力学”和“传热学”两篇的做法,以热能的利用,包括直接利用和间接利用为线索,阐述热能利用中所涉及的基本概念、基本定律和基本理论。为增强学生的工程实践能力,将热力设备、装置和循环等实际应用内容专门设置了“热工基础的应用”一章。本书在篇幅允许的范围内尽量介绍热工领域的新成果、新发展,以拓宽学生视野。各章例题几乎均有讨论,以帮助学生理解所学内容和培养学生分析问题和解决问题的能力。本书中水和水蒸气热力性质部分,采用了我国学者严家马录教授等编制的《水和水蒸气热力性质图表》中的数据。  为使本书适用面广,编写中涉及内容相对较多,教师在授课时可根据不同专业的具体要求选取所需要的内容,以决定详授还是略讲。书中带有星标�车哪谌荩�可作为加深、加宽的内容。  本书由傅秦生主编,参加编写的有:傅秦生(第一章,第二章第二、三节,第三章),何雅玲(第二章第一节,第四章,第五章第七节)和赵小明(第五章第一至第六节及第八节),最后由傅秦生统一定稿。陈钟颀教授审阅了全书,他的宝贵意见对提高本书质量起了极大的作用,编者深表谢意!编者对热工课程教学指导委员会主任陶文铨教授为本书作序表示衷心的感谢!对北京林业大学张璧光教授和天津大学刘嘉智教授为本书提供的素材和帮助表示衷心的谢意!同时对西安交通大学热流中心的许多老师和同事在本书编写中给予的支持和帮助表示谢意!由于编者水平有限,书中难免有错误和不妥之处,敬请读者不吝赐教。  编者
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