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编辑推荐

适读人群 ：本书可供高职高专能源动力类、机电设备类和建筑设备类等专业使用，也可供相关专业的工程技术人员参考。
《热工与流体力学基础》是将工程热力学、流体力学和传热学的经典内容及新成果以能量转换和传递为主线，优化组合而成，是一门课程改革综合化教材，主编教学经验丰富，一版教材使用良好，得到老师和学生的好评，第二版保留了一版的风格，对部分数据进行了更新，对部分插图进行了更换或修改，按新标准对部分术语进行了修改， 对部分公式的推导进行了修改，对部分习题进行了调整或修改，配有用于多媒体教学的PPT课件，并将免费提供给采用本书作为教材的院校使用。

内容简介

本书是将工程热力学、流体力学和传热学的经典内容及新成果以能量转换和传递为主线，优化组合而成，是一门课程改革综合化教材。
全书共分三篇：篇为工程热力学，包括热力学的基本概念、热力学定律、热力学第二定律、理想气体的热力性质和热力过程、水蒸气和蒸汽动力循环、混合气体和湿空气、气体和蒸汽的流动；第二篇为流体力学，包括流体性质和流体静力学基础、一元流体动力学基础、流动阻力和能量损失、管路计算；第三篇为传热学，包括稳态导热、对流换热、辐射换热、传热与换热器。
本书可供高职高专能源动力类、机电设备类和建筑设备类等专业使用，也可供相关专业的工程技术人员参考。

作者简介

魏龙，南京科技职业学院，教授 ，1994年7月毕业于郑州工学院，1995年参与创办本校制冷与空调专业。2002年起主持本校高职制冷与空调专业教学计划及教学大纲的制订；主持校内制冷实训中心及校外制冷实训基地的建设。2011年获得工学博士学位，2012年晋升为教授。
教育部高职高专机械类专业教学指导委员会制冷与空调专业教学指导委员会委员、高级考评员、中国制冷学会高级会员；先后入选江苏省高校“青蓝工程”青年骨干教师、南京市中青年行业技术学科带头人、江苏省“六大人才高峰”高层次人才培养对象及江苏省“333高层次人才培养工程”培养对象。主持完成省级教研课题1项、科研课题2项、横向技术开发项目8项；第1者发表论文40多篇，其中EI收录15篇。主要承担“热工与流体力学基础”、“制冷原理与设备”、“制冷与空调职业技能实训”、“毕业设计”等课程的授课或指导任务。

目录

主要符号1
绪论3
一、能源概述3
二、本课程的研究对象及主要内容6
三、学习本课程的几点要求7
第一篇工程热力学
第一章热力学基本概念10
学习导引10
第一节工质和热力系10
一、工质10
二、热力系、外界与边界11
三、热力系的分类11
第二节工质的热力状态和基本状态参数12
一、热力状态和状态参数12
二、基本状态参数12
第三节平衡状态和热力过程15
一、平衡状态、状态方程式及状态参数坐标图15
二、热力过程16
习题17
第二章热力学第一定律18
学习导引18
第一节热力系统储存能19
一、热力学能19
二、外部储存能19
三、热力系统的总储存能19
第二节热力系与外界传递的能量20
一、热量20
二、功量20
三、随工质流动传递的能量22
四、焓及其物理意义23
第三节热力学第一定律23
一、热力学第一定律的实质23
二、封闭热力系的能量方程24
三、开口热力系的稳定流动能量方程25
四、技术功26
五、稳定流动能量方程的应用27
习题29
第三章理想气体的热力性质和热力过程31
学习导引31
第一节理想气体及状态方程32
一、理想气体与实际气体32
二、理想气体状态方程32
第二节理想气体的比热容及热量计算33
一、比热容的定义和单位33
二、影响比热容的主要因素34
三、利用比热容计算热量35
第三节理想气体热力学能和焓变化量的计算37
一、理想气体热力学能变化量的计算37
二、理想气体焓变化量的计算38
第四节理想气体的热力过程39
一、基本热力过程39
二、多变过程44
习题46
第四章热力学第二定律48
学习导引48
第一节热力循环48
一、正向循环和热效率49
二、逆向循环和工作系数49
第二节热力学第二定律50
一、过程的方向性与不可逆性50
二、热力学第二定律的实质和表述50
第三节卡诺循环与卡诺定律52
一、卡诺循环及热效率52
二、逆卡诺循环53
三、卡诺定律53
第四节熵与熵增原理54
一、熵的基本概念54
二、熵增原理55
习题56
第五章水蒸气和蒸汽动力循环58
学习导引58
第一节水蒸气的定压发生过程58
一、基本概念59
二、水蒸气定压发生过程的三个阶段和五种状态60
三、水蒸气定压发生过程在p-v图与T-s图上的表示61
第二节水蒸气表和图62
一、零点的规定63
二、水和水蒸气表63
三、水蒸气的焓熵图64
四、水蒸气的基本热力过程65
第三节蒸汽动力循环68
一、朗肯循环及热效率68
二、蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响69
三、提高蒸汽动力循环热效率的其他途径70
习题73
第六章混合气体和湿空气75
学习导引75
第一节混合气体75
一、混合气体的分压力和分体积75
二、混合气体的成分表示方法与换算76
三、混合气体的折合摩尔质量和折合气体常数77
四、分压力的确定78
五、混合气体的比热容78
第二节湿空气79
一、湿空气的总压力和分压力79
二、湿空气的湿度80
三、湿空气的温度82
四、湿空气的焓83
五、湿空气的焓湿图84
习题87
第七章气体和蒸汽的流动89
学习导引89
第一节绝热稳定流动基本方程90
一、绝热稳定流动90
二、绝热稳定流动基本方程90
三、声速和马赫数91
第二节气体和蒸汽在喷管和扩压管中的定熵流动91
一、流速变化与压力变化的关系91
二、管道截面变化的规律92
第三节喷管中流速及流量的计算92
一、喷管出口流速的计算92
二、临界压力比与临界流速93
三、喷管流量的计算95
四、喷管内有摩阻的绝热流动97
第四节绝热节流97
习题99
第二篇流体力学
第八章流体性质和流体静力学基础102
学习导引102
第一节流体的主要力学性质102
一、流体及其基本特性102
二、流体连续性假定103
三、流体的主要力学性质103
四、作用于流体上的力107
第二节流体静力学基础108
一、流体静压力及其特性108
二、流体静力学基本方程108
三、流体静力学基本方程式的应用110
习题115
第九章一元流体动力学基础119
学习导引119
第一节流体流动的基本概念119
一、流量和流速119
二、稳定流动与非稳定流动121
三、三元、二元、一元流动121
第二节稳定流动的物料衡算——连续性方程121
一、稳定流动连续性方程的基本形式121
二、有分流和合流时的连续性方程122
第三节稳定流动的能量衡算——伯努利方程124
一、理想流体稳定流动时的机械能衡算124
二、实际流体稳定流动时的机械能衡算126
三、伯努利方程的讨论126
四、伯努利方程的应用127
习题131
第十章流动阻力和能量损失134
学习导引134
第一节沿程损失和局部损失135
一、沿程阻力与沿程损失135
二、局部阻力与局部损失135
三、能量损失的计算公式135
第二节流体的两种流态136
一、雷诺实验和流态136
二、流态的判断依据137
第三节圆形管内的速度分布和边界层概念138
一、流体在圆形管内的速度分布138
二、边界层的概念140
第四节流体在管内流动阻力损失的计算141
一、沿程损失计算141
二、局部损失计算147
三、减少流动阻力的措施150
习题151
第十一章管路计算154
学习导引154
第一节简单管路计算154
一、基本概念154
二、简单管路计算的基本公式156
三、简单管路计算示例157
第二节串联与并联管路计算159
一、串联管路159
二、并联管路161
第三节管网计算基础162
一、枝状管网162
二、环状管网164
习题165
第三篇传热学
第十二章稳态导热170
学习导引170
第一节导热的基本定律170
一、基本概念170
二、导热基本定律172
三、热导率172
第二节平壁的稳态导热174
一、单层平壁的稳态导热174
二、多层平壁的稳态导热175
第三节圆筒壁的稳态导热177
一、单层圆筒壁的稳态导热177
二、多层圆筒壁的稳态导热178
三、圆筒壁稳态导热的简化计算179
习题181
第十三章对流换热183
学习导引183
第一节对流换热概念及牛顿冷却公式183
一、对流换热的概念183
二、对流换热过程分析184
三、牛顿冷却公式185
四、影响表面传热系数的主要因素186
第二节流体无相变时的对流换热计算187
一、表面传热系数的一般关联式187
二、管内流体强制对流换热计算188
三、管外流体强制对流换热计算191
四、自然对流换热计算193
第三节流体有相变时对流换热197
一、凝结换热197
二、沸腾换热200
习题203
第十四章辐射换热205
学习导引205
第一节热辐射的基本概念和基本定律205
一、热辐射的基本概念205
二、热辐射的基本定律207
第二节固体壁面之间的辐射换热209
一、角系数209
二、两固体间的辐射换热210
第三节气体辐射212
一、气体辐射和吸收的特点213
二、火焰辐射214
第四节太阳辐射214
习题216
第十五章传热与换热器217
学习导引217
第一节传热过程及特点217
一、传热过程217
二、传热过程特点218
第二节热负荷和传热基本方程218
一、热负荷218
二、传热基本方程220
三、传热系数的计算221
第三节换热器227
一、换热器的基本结构与工作原理227
二、间壁式换热器的主要类型228
三、换热器的传热计算231
四、传热过程的强化和削弱236
习题237
附录239
附表1常用气体的平均比定压热容cpt0239
附表2常用气体的平均比定容热容cVt0240
附表3一些气体的摩尔质量、气体常数、低压下的比热容和摩尔热容240
附表4饱和水与饱和水蒸气的热力性质（按温度排列）241
附表5饱和水与饱和水蒸气的热力性质（按压力排列）242
附表6未饱和水与过热水蒸气的热力性质244
附表7在0.1MPa时的饱和空气状态参数248
附表8干空气的热物理性质（p=1.01325×105Pa）249
附表9烟气的热物理性质(p=1.01325×105Pa)250
附表10饱和水的热物理性质250
附表11干饱和水蒸气的热物理性质251
附表12过热水蒸气的热物理性质(p=1.01325×105Pa)251
附表13常用管件的局部阻力系数252
附表14常用金属材料的密度、比热容和热导率253
附表15保温、建筑及其他材料的密度和热导率253
附表16几种保温、耐火材料的热导率与温度的关系254
附表17常用材料表面的黑度值254
附图1水蒸气h-s图256
附图2湿空气的h-d图(大气压力为105Pa)257
参考文献258

精彩书摘

　　《热工与流体力学基础(魏龙)(第二版)》：
　　三、湿空气的温度
　　1.干球温度
　　干球温度可以直接由普通温度计在空气中测得，是指将温度计的测温头（感温部分）直接暴露于空气中所测得的温度，也称为湿空气的真实温度，以符号t表示。
　　干球温度只能反映湿空气的测量温度，并不能反映出湿空气中水蒸气含量的多少和湿空气是否还具有吸收水蒸气的能力。
　　2.湿球温度
　　如图6—4所示为一千湿球温度计。其中没有包纱布的温度计是干球温度计，它所测的是湿空气的干球温度t。另一支温度计的感温部分包有浸于水中的湿纱布，该温度计称为湿球温度计。将湿球温度计置于温度和湿度均不变的空气流中，且保持纱布的湿润状态，当达到稳定状态时，温度计指示的温度称为湿球温度，以符号tw表示。
　　湿球温度的测量原理如下：如果湿空气是未饱和的，湿纱布中的水将向空气中蒸发而吸收水的热量使水温降低，形成空气与水之间的传热温差，热量将由空气传给湿纱布中的水，若水蒸发所需的热量大于空气向水传递的热量时，则水温继续下降，直到纱布表面水蒸发所需的热量正好等于空气向水传递的热量时，纱布中的水温则不再下降，达到平衡，这个稳定的温度就称为湿球温度。整个蒸发和传热过程可以近似看作是定焓过程。由此可以看出，湿球温度的高低取决于湿空气的温度和湿度。当空气的温度一定时，湿度越大，测得的湿球温度越接近空气的干球温度，当空气中的水蒸气达到饱和状态时，测得的湿球温度与干球温度相等。
　　为保证测量准确，空气的流速不应低于5m／s。
　　……

前言/序言

作为高等教育的重要组成部分，高等职业技术教育旨在培养在管理、服务、生产第一线工作的高素质劳动者和技术技能人才，其显著特征是具有应用多种知识和技能解决现场实际问题的能力，即技术应用能力。为实现这一宏观培养目标，专业课程设置需要做出相应的调整，课程内容的优化、组合和重构也势在必行。
打破传统课程结构的封闭性，进行课程门类相对集中的综合化是目前高职教学改革的重要手段之一。通过综合，减少了课程间的不必要重复，避免了知识的相互割裂和脱节，突出了专业能力的培养，促进了理论与实践、基础与专业之间的紧密结合，有利于学生综合能力的培养，有助于今后发展他们的潜能。
工程热力学、流体力学、传热学是热工三大基础课程，内容十分丰富，是物理学中热学和力学部分在工程领域的延伸、扩展和细化。但其核心部分，也是高职高专能源动力类专业选择的部分，是能量转换与传递的理论和工程应用的三个分支。工程热力学主要研究热能与机械能相互转换的规律、方法及提高转化率的途径，比较集中地表现为能量方程。该方程反映转换中总能量的守恒关系。流体力学研究流体的平衡和运动规律，并据此计算工程中所需流体压力和速度。其主要理论依据为稳定流动能量方程，该方程展示流动过程中上下游截面间的机械能守恒规律。传热学则集中地研究热量传递的规律、方法及其工程应用，以计算温度、热流密度等参数。上述内容因能量转换和传递这条主线而在知识能力方面产生紧密的联系，由此可以综合为一门课——“热工与流体力学基础”。
近几年，许多高职高专院校的制冷与空调技术、供热通风与空调工程技术、电厂热能动力装置等专业在分析人才知识、能力和素质结构，构建教学内容和课程体系时，将工程热力学、流体力学、传热学整合为“热工与流体力学基础”一门课程。
本书是将工程热力学、流体力学和传热学的经典内容及最新成果，按照知识、能力、素质的内在联系和人们的认识规律，按照教学的科学性、自然适应性、可接受性和循序渐进性等教育教学规律优化组合而成。
在编写方面，本书力求注意以下几点：
①内容以必需、够用，同时兼顾学生终生发展和职业岗位迁移能力的培养为原则，举例尽量与工程实际相结合，文字表达上力求简单易懂；
②简化甚至舍去一些数学要求高的公式推导过程，强调从物理概念入手，加深对基本定理的理解和应用，突出工程计算技能的训练；
③突出基本理论、基本概念和基本方法，侧重于基础知识、基本理论在实际应用中的分析讨论，注意培养和启发学生解决问题的思路、方法及能力；
④每章之前有学习导引，每章之后有习题，以使学习者对各部分内容的脉络有一个清晰的了解，同时也有利于学生的自主学习。
本书适用学时为70～90，少学时的教学内容可根据需要删去部分内容。本书供高职高专能源动力类、机电设备类和建筑设备类等专业使用，也可供相关专业的工程技术人员参考。
本书的教学资源包括：用于多媒体教学的PPT课件及习题答案，将免费提供给采用本书作为教材的院校使用。如有需要，请发电子邮件至cipedu@163.com获取，或登录www.cipedu.com.cn免费下载。
本书由魏龙任主编，刘星任副主编。各章的编写分工为：魏龙编写绪论、第一章、第二章、第三章、第四章、第八章；李冬梅编写第五章、第七章；冯飞编写第六章、第十三章；刘星编写第九章、第十章、第十一章；李俊仙编写第十二章、第十四章、第十五章。
隋继学教授在百忙中抽出时间，主审了本书，并为全书的修改提出了不少宝贵意见；杜存臣、滕文锐、郑光文、杜娟丽、申小中参加了审稿。本书在编写过程中，还得到了孙见君、李晓东、常新中、张国东、蒋李斌、黄建、房桂芳等的大力帮助，在此一并表示感谢。
限于编者的水平，书中不妥之处恳请广大读者批评指正。

编者
2017年1月









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