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內容簡介

　　本書圍繞熱能的有效利用，對熱能間接利用和直接利用所涉及的“工程熱力學”和“傳熱學”內容進行瞭闡述。本書在體係上打破瞭把“熱工基礎”嚴格分為“工程熱力學”和“傳熱學”的做法，還將熱力設備、裝置和循環等實際應用內容專門設置瞭一篇——“熱工基礎的應用”，以增強學生的工程實踐觀點。本書在篇幅允許的範圍內盡量介紹熱工領域的新成果、新發展，以拓寬學生視野和增強學生的創新精神。為瞭幫助學生理解全書內容和培養學生的各種能力，大部分例題有討論。本書各章大都附有具有啓發性較強的思考題和豐富多樣的習題，以滿足教學的要求。

目錄

第3版前言
第2版前言
第1版前言
主要符號錶
緒論(能源概述)1
第一節自然界的能源及其利用1
第二節熱能的閤理利用10
第三節熱工基礎的研究對象、內容和
方法12
本章小結14
思考題14第一篇熱能轉換的基本概念和基本定律
第一章熱能轉換的基本概念18
第一節熱力係統、狀態及狀態參數18
第二節熱力過程、功量及熱量23
第三節熱力循環26
本章小結27
思考題28
習題29
第二章熱力學第一定律31
第一節熱力學第一定律及其實質31
第二節熱力學能和總儲存能31
第三節熱力學第一定律的一般錶達式32
第四節閉口係的能量方程——熱力學
第一定律的基本錶達式33
第五節穩定流動係統的能量方程35
第六節能量方程的應用38
本章小結42
思考題42
習題43
第三章熱力學第二定律45
第一節熱力過程的方嚮性45
第二節熱力學第二定律的錶述47
第三節卡諾循環和卡諾定理47
第四節狀態參數熵51
第五節剋勞修斯不等式和不可逆過程的
熵變53
第六節熵增原理55
第七節熱量有效能及有效能損失60
第八節能量的品質與能量貶值原理61
第九節熵的物理意義探討61
本章小結62
思考題63
習題64第二篇工質的熱力性質和熱力過程
第四章理想氣體的熱力性質和熱力
過程68
第一節理想氣體及其狀態方程68
第二節理想氣體的比熱容70
第三節理想氣體的比熱力學能、比焓和
比熵75
第四節理想氣體的混閤物79
第五節理想氣體的基本熱力過程83
第六節理想氣體的多變過程90
本章小結96
思考題96
習題97
第五章蒸氣的熱力性質和熱力過程100
第一節定壓下水蒸氣的發生過程100
第二節蒸氣熱力性質圖錶103
第三節蒸氣的熱力過程106
本章小結107
思考題107
習題108
第六章濕空氣110
第一節濕空氣的狀態參數111
第二節乾濕球溫度計和焓濕圖
（h�瞕圖）113
第三節濕空氣的基本熱力過程及
工程應用114
本章小結118
思考題118
習題118第三篇熱量傳遞的基本理論
第七章熱量傳遞的三種基本方式
簡介123
第一節熱量傳遞的三種基本方式123
第二節復閤傳熱與傳熱過程125
本章小結126
思考題126
第八章導熱的基本定律及穩態導熱127
第一節導熱的基本定律127
第二節導熱微分方程及定解條件128
第三節一維穩態導熱130
第四節多維穩態導熱問題簡介142
本章小結143
思考題143
習題144
第九章非穩態導熱147
第一節概述147
第二節非穩態導熱問題的求解及
諾謨圖148
第三節集總參數法157
本章小結160
思考題160
習題161
第十章導熱問題的數值求解基礎162
第一節導熱問題數值求解的基本思想162
第二節穩態導熱問題的數值計算163
本章小結168
思考題168
習題168
第十一章對流傳熱170
第一節對流傳熱概述與理論分析170
第二節強製對流傳熱及其實驗關聯式178
第三節自然對流傳熱及其實驗關聯式187
第四節凝結和沸騰時的相變對流傳熱190
本章小結194
思考題195
習題196
第十二章輻射傳熱198
第一節熱輻射的基本概念198
第二節熱輻射的基本定律199
第三節平均角係數和黑體錶麵間的輻射
傳熱202
第四節灰體錶麵間的輻射傳熱206
第五節氣體輻射簡介213
本章小結214
思考題215
習題215第四篇熱工基礎的應用
第十三章噴管和擴壓管221
第一節一維穩定流動的基本方程221
第二節氣體在噴管和擴壓管中的定熵
流動223
第三節噴管的計算224
第四節噴管內有摩阻的絕熱流動229
第五節擴壓管與滯止參數230
本章小結231
思考題231
習題232
第十四章換熱器及其熱計算233
第一節傳熱過程233
第二節換熱器的種類240
第三節換熱器的熱計算243
第四節傳熱的強化和削弱250
本章小結252
思考題253
習題253
第十五章壓氣機255
第一節單級活塞式壓氣機的工作過程
及耗功計算255
第二節葉輪式壓氣機的工作原理及
耗功計算258
第三節多級壓縮、級間冷卻260
本章小結263
思考題263
習題263
第十六章氣體動力裝置及循環265
第一節內燃機的基本構造265
第二節汽油機循環265
第三節柴油機循環268
第四節燃氣輪機裝置基本結構270
第五節燃氣輪機定壓加熱理想循環
(Brayton循環)271
第六節有摩阻的燃氣輪機實際循環272
第七節提高燃氣輪機循環熱效率的
措施274
本章小結276
思考題276
習題277
第十七章蒸汽動力裝置及循環278
第一節蒸汽動力裝置278
第二節朗肯循環281
第三節有摩阻的實際循環283
第四節再熱循環285
第五節抽汽迴熱循環286
本章小結287
思考題287
習題287
第十八章製冷裝置及循環289
第一節逆卡諾循環289
第二節壓縮蒸氣製冷裝置及循環290
第三節熱泵293
本章小結294
思考題294
習題294
第十九章其他應用簡介296
第一節核能發電296
第二節磁流體發電297
第三節太陽能熱利用299
第四節除濕乾燥裝置301
第五節熱管302
第六節燃料電池303
第七節半導體製冷304
第八節二氧化碳捕集、封存及資源化
利用305
本章小結307
思考題307
參考文獻308
附錄310
附錄A310
附錄A��1常用單位換算錶310
附錄A��2常用氣體的熱力特性311
附錄A��3理想氣體的摩爾定壓熱容
公式311
附錄A��4a氣體的平均比定壓熱容
cp｜t0℃312
附錄A��4b氣體的平均比定容熱容
cV｜t0℃313
附錄A��5氣體的平均比熱容
(直綫關係式)313
附錄A��6a飽和水與飽和水蒸氣熱力
性質錶(按溫度排列)314
附錄A��6b飽和水與飽和水蒸氣熱力
性質錶(按壓力排列)316
附錄A��7未飽和水與過熱蒸汽熱力
性質錶318
附錄A��8aR134a飽和性質錶(按溫度
排列)325
附錄A��8bR134a飽和性質錶(按壓力
排列)326
附錄A��9R134a過熱蒸氣熱力性質錶327
附錄A��10金屬材料的密度、比熱容及
熱導率330
附錄A��11保溫、建築及其他材料的
密度和熱導率332
附錄A��12幾種保溫和耐火材料的
熱導率與溫度的關係333
附錄A��13乾空氣的熱物理性質
(p＝1��01325×105Pa)333
附錄A��14飽和水的熱物理性質334
附錄A��15乾飽和水蒸氣的熱物理
性質335
附錄A��16幾種飽和液體的熱物理
性質336
附錄A��17幾種氣體的熱物理性質
(p＝1��01325×105Pa)338
附錄A��18常見材料的錶麵發射率338
附錄A��19雙麯函數錶340
附錄B341
附錄B��1濕空氣焓濕圖（pb=0��1MPa）341
附錄B��2氨（NH3）的壓焓圖342
附錄B��3R134a的壓焓圖343
附錄B��4R12的壓焓圖344
附錄B��5水蒸氣的焓熵圖插頁

前言/序言

　　本書是教育部“麵嚮21世紀高等教育教學內容和課程體係改革計劃”中“熱工係列課程教學內容和課程體係改革的研究與實踐”項目的研究成果之一，是國傢級精品教材和普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材。　　本書保持瞭第2版的特色：在體係上打破瞭傳統的將“工程熱力學”和“傳熱學”嚴格分開的做法，仍以熱能利用（包括間接利用和直接利用）為綫索，將二者進行瞭有機的結閤，使學生學完本課程後對熱能的直接利用、間接利用和如何在熱能利用中進行節能降耗等有一整體理解，融會貫通，以解決有關工程的實際問題。在第2版的基礎上，刪去瞭一些偏理論和不常用的內容；增加瞭一些基本例題、與工程實際盡量結閤的例題和習題。為瞭使讀者更好地掌握每一部分的內容，解決第2版每章篇幅過大的問題，將第2版中的“章”改為“篇”，將“節”改編或閤並為“章”，並將每章的“本章小結”進行瞭細化。教材編寫仍注意瞭內容的係統性、理論性、循序漸進和深入淺齣。注重在傳授知識的同時加強學生能力的培養和素質的提升。　　本書由傅秦生主編，參加編寫的有：傅秦生（緒論，第一篇，第二篇），趙小明（第四篇第十三章，第十五至第十九章）和唐桂華（第三篇，第四篇第十四章）。主審由清華大學的史琳教授和西安交通大學的馮霄教授擔任，她們的寶貴意見對提高本書質量起瞭極大作用，編者深錶謝意！編者對中國科學院院士、國傢級教學名師，時任熱工課程教學指導委員會主任的陶文銓教授為本書作序錶示衷心的感謝！對西安交通大學能源與動力工程學院熱流科學與工程係的老師和同事在編寫過程中給予的支持與幫助錶示感謝！　　由於編者水平有限，書中錯誤和不妥之處難免，歡迎讀者指正。　　編者本書是教育部“麵嚮21世紀高等教育教學內容和課程體係改革計劃”中“熱工係列課程教學內容和課程體係改革的研究與實踐”項目的研究成果之一，是普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材。　　本書是根據《熱工課程教學基本要求》，結閤多年教學與科研經驗編寫而成的。它保持瞭第1版的特色：在體係上，打破瞭傳統的將“工程熱力學”和“傳熱學”嚴格分開的做法，力圖以熱能利用(包括間接利用和直接利用)為綫索，將二者進行有機結閤，使學生學完本課程後對熱能利用、節能降耗等知識有一整體理解，並融會貫通，以解決有關的工程實際問題。本書涉及內容較廣，使本書適用麵增加。所配有的較豐富的實際熱工設備和循環流程圖，以及相配的與工程實際相結閤的例題、習題都使本書在培養學生工程實踐觀點上有所加強。本書編寫注重係統性、理論性、循序漸進和深入淺齣。敘述流暢，且注意反映熱工領域的新發展。為瞭幫助讀者更好地掌握每一章所學內容，第2版每一章都增加瞭“本章小結”。書中的典型例題不但考慮瞭各學科、不同層次的需要，而且取材廣泛、實用，注重學生建模能力、分析問題和解決問題能力的培養。大部分例題後的討論不但可以啓發讀者的思維，而且起到瞭畫龍點睛的效果。　　本書由傅秦生主編，參加編寫的有：傅秦生(第一章，第二章，第三章)，趙小明(第五章第一節，第三～八節)和唐桂華(第四章，第五章第二節)。主審由清華大學的史琳教授和西安交通大學的馮霄教授擔任，她們的寶貴意見對提高本書質量起瞭極大作用，編者深錶謝意!本書第1版的編著者何雅玲教授對第2版的編寫予以瞭極大的支持和幫助，在此錶示誠摯的謝意!對西安交通大學能源與動力工程學院熱流中心的老師和同事在編寫過程中給予的支持與幫助錶示感謝!由於編者水平有限，書中錯誤和不妥之處難免，敬請讀者指正。　　本書配有電子課件，嚮本書授課教師免費提供。　　編者能源和材料、信息一樣被視為現代工業和科學的三大支柱之一。能源的利用和發展關係著整個國民經濟的發展，關係著整個人類的生産和生活。為瞭減少能源的大量消耗和能源利用工程中對環境日益嚴重的汙染，使國民經濟走可持續發展的道路，就必須閤理用能和節能。節能已成為我國發展經濟的一項戰略方針而列入《中華人民共和國節約能源法》。　　能源的開發和利用在很大程度上是熱能的開發和利用。涉及熱能利用的各種熱力裝置和熱工設備不但在動力工業中，而且在幾乎所有工業中都有，形式多樣、五花八門。掌握一定的熱工基礎知識，在實際工作中采取有效的措施，節能降耗、保護環境，是每一個工程技術人員的責任。尤其在科學技術突飛猛進的21世紀，學科交叉將不可避免，而且不斷發展和深入，掌握一定的熱工基礎理論必然促進許多學科的發展和研究。對於從事機械、建築、交通、電氣、石油化工、經濟、工業管理、力學和科技外語等方麵的高級人纔而言，熱工領域的知識將是他們工程科學知識中不可缺少的重要組成部分，掌握閤理用能的基本知識和理論是一個新世紀復閤型人纔所必需的重要素質。當然，對於動力能源類各專業的大學生，“熱工基礎與應用”是他們進一步學習專業課程的基礎。這樣，“熱工基礎與應用”類課程不單單是技術基礎課，而且是重要的提高素質的課程。因此，為使高等理工科學校非動力能源類各專業本科生掌握必要的熱工基礎知識，為使動力能源類各專業專科生具有堅實的熱工理論基礎，為使未來人纔具有較高的素質和成為復閤型人纔，特編寫此書。　　本書是參照《熱工課程教學基本要求》，在教育部下達的“麵嚮21世紀高等教育教學內容和課程體係改革”計劃中“熱工係列課程教學內容和課程改革體係的研究與實踐”項目研究的基礎上，結閤長期從事教學和科研的經驗編寫而成的。編者力圖使本書在內容和體係上有較大的改革和突破，以適應新世紀人纔培養的需要。本書在體係上打破瞭把“熱工基礎”嚴格分為“工程熱力學”和“傳熱學”兩篇的做法，以熱能的利用，包括直接利用和間接利用為綫索，闡述熱能利用中所涉及的基本概念、基本定律和基本理論。為增強學生的工程實踐能力，將熱力設備、裝置和循環等實際應用內容專門設置瞭“熱工基礎的應用”一章。本書在篇幅允許的範圍內盡量介紹熱工領域的新成果、新發展，以拓寬學生視野。各章例題幾乎均有討論，以幫助學生理解所學內容和培養學生分析問題和解決問題的能力。本書中水和水蒸氣熱力性質部分，采用瞭我國學者嚴傢馬錄教授等編製的《水和水蒸氣熱力性質圖錶》中的數據。　　為使本書適用麵廣，編寫中涉及內容相對較多，教師在授課時可根據不同專業的具體要求選取所需要的內容，以決定詳授還是略講。書中帶有星標�車哪諶藎�可作為加深、加寬的內容。　　本書由傅秦生主編，參加編寫的有：傅秦生(第一章，第二章第二、三節，第三章)，何雅玲(第二章第一節，第四章，第五章第七節)和趙小明(第五章第一至第六節及第八節)，最後由傅秦生統一定稿。陳鍾頎教授審閱瞭全書，他的寶貴意見對提高本書質量起瞭極大的作用，編者深錶謝意!編者對熱工課程教學指導委員會主任陶文銓教授為本書作序錶示衷心的感謝!對北京林業大學張璧光教授和天津大學劉嘉智教授為本書提供的素材和幫助錶示衷心的謝意!同時對西安交通大學熱流中心的許多老師和同事在本書編寫中給予的支持和幫助錶示謝意!由於編者水平有限，書中難免有錯誤和不妥之處，敬請讀者不吝賜教。　　編者
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