《工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)》共分為11章,主要介紹了工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)的基本理論、基本概念、基本定律和基本分析方法等,每章末均附有復(fù)習(xí)思考與練習(xí)題。該書注重教學(xué)與科學(xué)性的融合,突出理論聯(lián)系實(shí)際。
《工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)》可作為高等院校的材料工程、能源動(dòng)力、航空航天、機(jī)械、化工及相關(guān)類專業(yè)的教材或教學(xué)參考書,也可供相關(guān)領(lǐng)域工作的廣大科研人員、工程技術(shù)人員和管理人員閱讀參考。
本書以工程材料及新能源科學(xué)與工程的核心選擇為出發(fā)點(diǎn),以工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)為綱領(lǐng),有機(jī)整合所涉及的各種能量轉(zhuǎn)換與傳遞的主線予以闡述,注重教學(xué)與科學(xué)性的融合,突出理論聯(lián)系實(shí)際。其主要目的是使學(xué)生獲得有關(guān)熱力學(xué)與傳熱學(xué)的基本理論、基本概念、基本定律和研究問題的基本分析方法,為后續(xù)課程打下良好的基礎(chǔ),并從中獲得解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力。
本書涉及的內(nèi)容較廣,適用面較寬,且圖文并茂,各章配有相應(yīng)的理論結(jié)合工程實(shí)際的例題、習(xí)題,有利于提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。全書共11章,分別為:第1章緒論,第2章熱力學(xué)基本概念及第一定律,第3章理想氣體的性質(zhì)和熱力過程,第4章熱力學(xué)第二定律,第5章水蒸氣與濕空氣,第6章動(dòng)力循環(huán)和制冷循環(huán),第7章傳熱基本方式及傳熱問題的研究方法,第8章導(dǎo)熱,第9章對流換熱,第10章輻射換熱與綜合傳熱,第11章傳熱過程與換熱器。本書可作為高等院校的材料類、能源動(dòng)力類、航空類、機(jī)械類及化工類教材,也可作為相關(guān)工程技術(shù)人員的參考書。
本書由南昌航空大學(xué)李喜寶、馮志軍、黃軍同擔(dān)任主編,由李喜寶擬定全書內(nèi)容編寫大綱并負(fù)責(zé)統(tǒng)稿、定稿。全書各章節(jié)編寫分工如下:第1-3章由馮志軍編寫;第4-5章由黃軍同編寫;第6-11章由李喜寶編寫。沈詩詩、李思賢、蘇瑤、曾海軍也參加了部分內(nèi)容的編寫。
在本書的編寫過程中,作者參閱了相關(guān)的參考文獻(xiàn),在此對所有參考文獻(xiàn)的作者表示衷心的感謝。
由于編者水平所限,書中不妥之處,敬請廣大讀者批評指正。
目錄1緒論11.1能量與能源11.1.1能量11.1.2能源11.2工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)的內(nèi)容與方法41.2.1工程熱力學(xué)的內(nèi)容與方法41.2.2傳熱學(xué)的研究內(nèi)容和研究方法4復(fù)習(xí)思考與練習(xí)題52熱力學(xué)基本概念及第一定律62.1熱力系統(tǒng)和工質(zhì)62.1.1熱力系統(tǒng)62.1.2工質(zhì)72.2系統(tǒng)的熱力狀態(tài)和狀態(tài)參數(shù)82.2.1熱力狀態(tài)82.2.2熱力學(xué)平衡態(tài)82.2.3狀態(tài)參數(shù)82.2.4基本狀態(tài)參數(shù)92.3狀態(tài)方程與狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖112.4熱力過程及其描述122.4.1熱力過程122.4.2準(zhǔn)靜態(tài)過程122.4.3可逆過程132.5功和熱量142.5.1功142.5.2熱量152.5.3功和熱量的關(guān)系152.6熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì)、儲存能量162.7閉口系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律172.7.1閉口系統(tǒng)的能量方程172.7.2閉口系統(tǒng)能量方程式的其他形式172.8開口系統(tǒng)的穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式182.8.1穩(wěn)定流動(dòng)192.8.2流動(dòng)功192.8.3焓202.8.4開口系統(tǒng)的穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式202.8.5技術(shù)功212.8.6開口系統(tǒng)穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式的其他形式222.9穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的應(yīng)用232.9.1熱交換器242.9.2動(dòng)力機(jī)械242.9.3壓縮機(jī)械242.9.4絕熱節(jié)流252.9.5噴管與擴(kuò)壓管26復(fù)習(xí)思考與練習(xí)題263理想氣體的性質(zhì)和熱力過程 303.1理想氣體狀態(tài)方程303.1.1理想氣體與實(shí)際氣體303.1.2理想氣體狀態(tài)方程式303.2理想氣體的熱容、熱力學(xué)能、焓和熵323.2.1熱容的定義323.2.2比定容熱容和比定壓熱容323.2.3利用理想氣體的比熱容計(jì)算熱量343.2.4理想氣體的熱力學(xué)能和焓363.2.5理想氣體的熵373.3理想氣體的基本熱力過程393.3.1定容過程393.3.2定壓過程413.3.3定溫過程423.3.4定熵過程443.4理想氣體的多變過程45復(fù)習(xí)思考與練習(xí)題544熱力學(xué)第二定律564.1熱力學(xué)第二定律的本質(zhì)和表述564.1.1自發(fā)過程的方向性與不可逆性564.1.2熱力學(xué)第二定律的本質(zhì)574.1.3熱力學(xué)第二定律的表述574.2卡諾循環(huán)和卡諾定理584.2.1卡諾循環(huán)及其熱效率584.2.2卡諾定理594.2.3逆向卡諾循環(huán)614.3熵的導(dǎo)出624.4孤立系統(tǒng)熵增原理644.4.1克勞修斯不等式644.4.2熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式654.4.3熵流與熵產(chǎn)664.4.4孤立系統(tǒng)熵增原理67復(fù)習(xí)思考與練習(xí)題705水蒸氣與濕空氣725.1水蒸氣的定壓汽化過程725.1.1液態(tài)水定壓預(yù)熱階段725.1.2飽和水定壓汽化階段735.1.3干飽和蒸汽定壓過熱階段735.2水蒸氣的狀態(tài)參數(shù)755.2.1水蒸氣性質(zhì)表755.2.2水蒸氣的比焓-比熵圖765.3水蒸氣的熱力過程775.4濕空氣性質(zhì)785.4.1飽和濕空氣和未飽和濕空氣785.4.2結(jié)露和露點(diǎn)溫度795.4.3絕對濕度、相對濕度和濕含量805.4.4干球溫度和濕球溫度815.4.5濕空氣的密度及比體積825.4.6濕空氣的比焓835.5濕空氣的比焓-濕圖及熱濕比835.6濕空氣的熱力過程855.6.1加熱吸濕過程855.6.2冷卻去濕過程86復(fù)習(xí)思考與練習(xí)題866動(dòng)力循環(huán)和制冷循環(huán)876.1蒸汽動(dòng)力循環(huán)876.1.1朗肯循環(huán)工作原理876.1.2朗肯循環(huán)的凈功和熱效率的計(jì)算886.1.3提高蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱效率的途徑896.2燃?xì)鈩?dòng)力循環(huán)906.2.1活塞式內(nèi)燃機(jī)循環(huán)906.2.2燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)946.2.3提高燃?xì)廨啓C(jī)裝置熱效率的措施966.3空氣壓縮制冷循環(huán)986.4蒸汽壓縮制冷循環(huán)100復(fù)習(xí)思考與練習(xí)題1027傳熱基本方式及傳熱問題的研究方法1037.1傳熱學(xué)的研究對象及其與熱力學(xué)的關(guān)系1037.2傳熱方式1037.2.1導(dǎo)熱1047.2.2對流1047.2.3輻射1047.3傳熱問題的研究方法1047.3.1數(shù)學(xué)分析法1047.3.2積分近似法1047.3.3比擬方法1047.3.4數(shù)值計(jì)算方法1057.3.5實(shí)驗(yàn)研究法105復(fù)習(xí)思考與練習(xí)題1058導(dǎo)熱1068.1導(dǎo)熱機(jī)理1068.2導(dǎo)熱的基本定律1078.2.1傅里葉定律1078.2.2導(dǎo)熱系數(shù)1078.3穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱1088.3.1通過平壁的導(dǎo)熱1088.3.2通過圓筒壁的導(dǎo)熱1108.3.3形狀不規(guī)則物體的導(dǎo)熱111復(fù)習(xí)思考與練習(xí)題1129對流換熱1139.1對流換熱概述1139.1.1對流傳熱與對流換熱1139.1.2對流換熱機(jī)理1139.1.3邊界層1139.2影響對流換熱的因素1149.2.1流體的流動(dòng)狀態(tài)1149.2.2流體流動(dòng)的動(dòng)力1159.2.3流體的物理性質(zhì)1159.2.4換熱面的形狀和位置1159.3對流換熱的基本定律(牛頓冷卻定律)1159.4對流換熱系數(shù)的確定1169.5對流換熱量的計(jì)算及應(yīng)用1169.5.1強(qiáng)制對流換熱1169.5.2自然對流換熱1179.5.3強(qiáng)化對流換熱的因素分析118復(fù)習(xí)思考與練習(xí)題11810輻射換熱與綜合傳熱11910.1輻射傳熱的基本概念與特點(diǎn)11910.1.1輻射傳熱的本質(zhì)11910.1.2輻射傳熱的特點(diǎn)11910.1.3吸收、反射和透過11910.2輻射傳熱的基本定律12010.2.1普朗克黑體輻射定律12010.2.2維恩位移定律12210.2.3斯特藩-玻耳茲曼定律12210.2.4實(shí)際物體的輻射特性與基爾霍夫熱輻射定律12210.3輻射換熱計(jì)算12310.3.1常見封閉體系的輻射傳熱12410.3.2遮熱板的輻射傳熱12510.3.3遮熱罩的輻射傳熱12610.4綜合傳熱計(jì)算12710.4.1綜合傳熱方程12710.4.2通過平壁的綜合傳熱127復(fù)習(xí)思考與練習(xí)題12911傳熱過程與換熱器13011.1換熱器13011.1.1換熱器的類型13011.1.2間壁式換熱器主要類型和結(jié)構(gòu)13111.2傳熱過程13311.2.1通過平壁的傳熱13311.2.2通過圓筒壁的傳熱13411.3傳熱的增強(qiáng)與削弱13611.3.1傳熱的增強(qiáng)13611.3.2傳熱的削弱13611.4換熱器的熱計(jì)算13711.4.1平均溫差Δt法13711.4.2校核計(jì)算137復(fù)習(xí)思考與練習(xí)題137參考文獻(xiàn)139附錄140附錄1飽和水和飽和水蒸氣熱力性質(zhì)表(按溫度排列)140附錄2飽和水和飽和水蒸氣熱力性質(zhì)表(按壓強(qiáng)排列)143附錄3空氣的物性參數(shù)146