《熱工基礎 》是2013年機械工業出版社出版的圖書，作者是宋長華。
基本介紹
- 書名：熱工基礎
- 作者：宋長華
- ISBN：978-7-111-43038-4
- 定價：￥38.0
- 出版社：機械工業出版社
- 出版時間：2013-08
- 開本：16
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
全書分為兩篇，第一篇為工程熱力學，共七章，包括：熱力學基本概念；熱力學第一定律及其套用；理想氣體及其熱力過程；熱力學第二定律；水蒸汽；氣體和蒸汽的流動；蒸汽動力裝置循環；另外一篇為傳熱學，共四章，包括：導熱；對流換熱；熱輻射及輻射換熱；傳熱過程與換熱器。本書按照相關專業人才培養方案和課程教學標準要求，並結合高職高專教育的特點精選教材內容，本書作為專業理論基礎教材，編寫中既要遵循學生的認知規律，同時也應圍繞培養高技能人才的目標，注重工學結合，強化套用。為便於教學與學生學習，每章安排了學習目標、小結、自測練習題。
圖書目錄
前言
緒論1
【學習目標】1
0 1能量、能源和熱能的利用1
0 2火力發電廠的生產過程4
0 3“熱工基礎”課程的主要內容及其
在專業中的作用7
小結9
自測練習題9
第一篇工程熱力學10
第1章熱力學基本概念10
【學習目標】10
1 1熱力系及類型10
1 1 1熱力系、外界和邊界10
1 1 2熱力系的類型11
1 2平衡狀態及基本狀態參數13
1 2 1工質的狀態與狀態參數13
1 2 2基本狀態參數14
1 2 3狀態方程和狀態參數坐標圖18
1 3熱力過程19
1 3 1準平衡過程20
1 3 2可逆過程20
1 4功與熱量22
1 4 1功 22
1 4 2熱量24
1 5熱力循環26
1 5 1熱力循環及其類型26
1 5 2正向循環及其熱效率27
1 5 3逆向循環及其性能係數28
小結29
自測練習題30
第2章熱力學第一定律及其套用34
【學習目標】34
2 1熱力系的儲存能與熱力學能34
2 1 1熱力學能34
2 1 2外部儲存能35
2 1 3熱力系的總儲存能35
2 2熱力學第一定律的實質及表述36
2 3閉口系能量方程式36
2 4開口系的穩定流動能量方程式和焓39
2 4 1穩定流動和推動功39
2 4 2穩定流動能量方程式41
2 4 3焓和技術功42
2 5穩定流動能量方程的套用45
2 5 1換熱設備45
2 5 2熱力發動機45
2 5 3泵與風機46
2 5 4噴管與擴壓管46
小結47
自測練習題49
第3章理想氣體及其熱力過程53
【學習目標】53
3 1理想氣體狀態方程式53
3 1 1理想氣體與實際氣體53
3 1 2理想氣體狀態方程式及其套用54
3 2理想氣體的比熱容56
3 2 1比熱容的定義及分類56
3 2 2比定容熱容和比定壓熱容57
3 2 3真實比熱容、平均比熱容與定值
比熱容59
3 3理想氣體的熱力學能、焓和熵變化量
的計算62
3 3 1理想氣體的熱力學能、焓變化量
的計算62
3 3 2理想氣體的熵變化量的計算63
3 4理想混合氣體的性質64
3 4 1混合氣體的基本狀態參數及基本
定律64
3 4 2混合氣體的成分表示方法65
3 4 3混合氣體的平均千摩爾質量與
平均氣體常數66
3 4 4混合氣體分壓力的確定67
3 4 5混合氣體的比熱容67
3 5理想氣體的基本熱力過程68
3 5 1定容過程69
3 5 2定壓過程70
3 5 3定溫過程71
3 5 4絕熱過程72
3 5 5多變過程74
小結75
自測練習題77
第4章熱力學第二定律82
【學習目標】82
4 1熱力學第二定律的實質和表述82
4 1 1自發過程的特性82
4 1 2熱力學第二定律的表述83
4 1 3過程方向性與能量品質變化的
關係84
4 2卡諾循環與卡諾定理85
4 2 1卡諾循環85
4 2 2卡諾定理86
4 2 3等效卡諾循環86
4 3熵與孤立系統熵增原理89
4 3 1熵的導出89
4 3 2不可逆過程熵的變化——熵流
和熵產90
4 3 3孤立系統熵增原理與做功能力
損失91
4 4參數及分析方法簡介94
4 4 1的定義94
4 4 2熱量94
4 4 3穩定流動工質的94
小結95
自測練習題96
第5章水蒸氣99
【學習目標】99
5 1水的相變及相圖99
5 1 1汽化與凝結99
5 1 2飽和狀態100
5 1 3水的相圖(p—T圖)101
5 2水蒸氣的定壓產生過程102
5 2 1水蒸氣定壓產生過程的三個階
段102
5 2 2水蒸氣的p—v圖與T—s圖104
5 2 3高參數水蒸氣對電廠鍋爐汽水
受熱面的影響106
5 3水蒸氣的狀態參數和水蒸氣表106
5 3 1焓、熵值零點的規定106
5 3 2飽和水與乾飽和蒸汽熱力性質
表107
5 3 3未飽和水與過熱蒸汽熱力性質
表108
5 3 4水蒸氣熱力性質表的套用108
5 4水蒸氣的h—s圖110
5 4 1水蒸氣h—s圖的構成110
5 4 2水蒸氣h—s圖的套用111
5 5水蒸氣的典型熱力過程112
5 5 1定壓過程113
5 5 2可逆絕熱過程(定熵過程)113
5 6濕空氣的性質115
5 6 1乾空氣和濕空氣115
5 6 2濕空氣的狀態及狀態參數115
5 6 3濕空氣套用實例118
小結119
自測練習題120
第6章氣體和蒸汽的流動123
【學習目標】123
6 1一維穩定流動的基本方程式123
6 1 1連續性方程123
6 1 2穩定流動的能量方程式124
6 1 3過程方程式124
6 1 4聲速與馬赫數124
6 2管內定熵流動的基本特性125
6 2 1流速變化與壓力變化間的關係125
6 2 2流速變化與比體積變化間的關
系126
6 2 3管道截面變化的規律126
6 2 4臨界參數與滯止參數128
6 3噴管的計算129
6 3 1出口流速計算129
6 3 2臨界壓力比及臨界流速130
6 3 3噴管的形狀選擇130
6 3 4噴管的尺寸計算131
6 3 5噴管內有摩擦阻力的絕熱流動132
6 4絕熱節流133
6 4 1節流過程及其特性133
6 4 2絕熱節流的套用134
小結136
自測練習題137
第7章蒸汽動力裝置循環141
【學習目標】141
7 1朗肯循環141
7 1 1以水蒸氣為工質的卡諾循環141
7 1 2朗肯循環的組成142
7 1 3朗肯循環的熱經濟指標計算143
7 1 4有摩擦阻力的實際循環144
7 1 5提高朗肯循環熱效率的基本途
徑145
7 2再熱循環148
7 2 1再熱循環的裝置系統圖和T—s
圖149
7 2 2再熱循環的熱經濟指標計算149
7 2 3再熱循環分析150
7 3回熱循環151
7 3 1回熱循環的裝置系統圖和T—s
圖152
7 3 2回熱循環的熱經濟性指標計算152
7 3 3回熱循環分析154
7 3 4同時採用回熱和再熱的蒸汽動
力循環155
7 4熱電聯產循環156
7 5燃氣—蒸汽聯合循環簡介158
7 6核能發電廠循環161
小結165
自測練習題166
第二篇傳熱學170
第8章導熱170
【學習目標】170
8 1傳熱學概述170
8 2導熱的基本概念及基本定律173
8 2 1基本概念173
8 2 2基本定律176
8 2 3導熱係數和保溫材料177
8 3通過平壁的一維穩態導熱179
8 3 1單層平壁導熱179
8 3 2多層平壁導熱181
8 4通過圓筒壁的一維穩態導熱184
8 4 1單層長圓筒壁的一維穩態導熱184
8 4 2多層圓筒壁導熱186
8 5非穩態導熱187
8 5 1非穩態導熱及其類型187
8 5 2熱擴散率a189
8 5 3火電廠非穩態導熱實例分析190
小結191
自測練習題192
第9章對流換熱196
【學習目標】196
9 1對流換熱概述196
9 1 1對流換熱的概念196
9 1 2對流換熱的計算公式199
9 1 3影響對流換熱的因素199
9 2對流換熱的研究方法201
9 3流體無相變的對流換熱203
9 3 1管內強制對流換熱203
9 3 2流體繞流圓管的對流換熱208
9 3 3自然對流換熱211
9 4流體有相變的對流換熱214
9 4 1凝結換熱215
9 4 2沸騰換熱218
小結222
自測練習題223
第10章熱輻射及輻射換熱227
【學習目標】227
10 1熱輻射的基本概念227
10 1 1熱輻射的本質和特徵227
10 1 2物體的熱輻射特性——吸收、
反射和透射228
10 1 3輻射力和黑度231
10 2熱輻射的基本定律232
10 2 1普朗克定律和維恩位移定律232
10 2 2史蒂芬 玻爾茲曼定律233
10 2 3蘭貝特餘弦定律235
10 2 4實際物體的輻射特性和基爾
霍夫定律235
10 3物體間輻射換熱的計算237
10 3 1輻射角係數237
10 3 2黑體表面之間的輻射換熱240
10 3 3灰體表面之間的輻射換熱241
10 3 4輻射換熱的強化與削弱245
10 4氣體輻射和太陽輻射248
10 4 1氣體輻射的特點248
10 4 2太陽輻射簡介249
小結250
自測練習題252
第11章傳熱過程與換熱器257
【學習目標】257
11 1換熱器及其分類257
11 1 1換熱器的類型257
11 1 2表面式換熱器的主要形式259
11 2傳熱過程及傳熱方程式261
11 2 1傳熱過程的基本概念261
11 2 2傳熱方程式262
11 3通過平壁和圓筒壁的傳熱過程263
11 3 1通過平壁的傳熱過程263
11 3 2通過圓筒壁的傳熱過程265
11 4傳熱的強化與削弱267
11 4 1強化傳熱267
11 4 2削弱傳熱270
11 5表面式換熱器的傳熱計算273
11 5 1傳熱計算的基本方程式273
11 5 2平均溫差的計算274
11 5 3表面式換熱器的傳熱計算方
法277
11 6火電廠典型換熱器傳熱過程分析281
11 6 1鍋爐各受熱面的傳熱分析282
11 6 2汽輪機主要輔助設備的傳熱
分析283
小結284
自測練習題286
附錄291
附錄A291
附表1常用單位換算表291
附表2氣體的平均質量定壓熱容cpt0292
附表3氣體的平均質量定容熱容cVt0293
附表4氣體的平均體積定壓熱容c′pt0294
附表5氣體的平均體積定容熱容c′Vt0295
附表6飽和水與乾飽和蒸汽的熱力性質(按溫度排列)296
附表7飽和水與乾飽和蒸汽的熱力性質(按壓力排列)298
附表8未飽和水與過熱蒸汽的熱力性質300
附表9飽和水的熱物理性質307
附表10標準大氣壓(pb=1 01325×105Pa)下過熱水蒸氣的熱物理性質308
附表11標準大氣壓(pb=1 01325×105Pa)下乾空氣的熱物理性質308
附表12標準大氣壓(p=1 01325×105Pa)下煙氣的熱物理性質309
附表13幾種油的熱物理性質309
附表14幾種材料的密度、熱導率、比熱容和熱擴散率310
參考文獻311
附錄B水蒸氣的焓—熵圖插頁
緒論1
【學習目標】1
0 1能量、能源和熱能的利用1
0 2火力發電廠的生產過程4
0 3“熱工基礎”課程的主要內容及其
在專業中的作用7
小結9
自測練習題9
第一篇工程熱力學10
第1章熱力學基本概念10
【學習目標】10
1 1熱力系及類型10
1 1 1熱力系、外界和邊界10
1 1 2熱力系的類型11
1 2平衡狀態及基本狀態參數13
1 2 1工質的狀態與狀態參數13
1 2 2基本狀態參數14
1 2 3狀態方程和狀態參數坐標圖18
1 3熱力過程19
1 3 1準平衡過程20
1 3 2可逆過程20
1 4功與熱量22
1 4 1功 22
1 4 2熱量24
1 5熱力循環26
1 5 1熱力循環及其類型26
1 5 2正向循環及其熱效率27
1 5 3逆向循環及其性能係數28
小結29
自測練習題30
第2章熱力學第一定律及其套用34
【學習目標】34
2 1熱力系的儲存能與熱力學能34
2 1 1熱力學能34
2 1 2外部儲存能35
2 1 3熱力系的總儲存能35
2 2熱力學第一定律的實質及表述36
2 3閉口系能量方程式36
2 4開口系的穩定流動能量方程式和焓39
2 4 1穩定流動和推動功39
2 4 2穩定流動能量方程式41
2 4 3焓和技術功42
2 5穩定流動能量方程的套用45
2 5 1換熱設備45
2 5 2熱力發動機45
2 5 3泵與風機46
2 5 4噴管與擴壓管46
小結47
自測練習題49
第3章理想氣體及其熱力過程53
【學習目標】53
3 1理想氣體狀態方程式53
3 1 1理想氣體與實際氣體53
3 1 2理想氣體狀態方程式及其套用54
3 2理想氣體的比熱容56
3 2 1比熱容的定義及分類56
3 2 2比定容熱容和比定壓熱容57
3 2 3真實比熱容、平均比熱容與定值
比熱容59
3 3理想氣體的熱力學能、焓和熵變化量
的計算62
3 3 1理想氣體的熱力學能、焓變化量
的計算62
3 3 2理想氣體的熵變化量的計算63
3 4理想混合氣體的性質64
3 4 1混合氣體的基本狀態參數及基本
定律64
3 4 2混合氣體的成分表示方法65
3 4 3混合氣體的平均千摩爾質量與
平均氣體常數66
3 4 4混合氣體分壓力的確定67
3 4 5混合氣體的比熱容67
3 5理想氣體的基本熱力過程68
3 5 1定容過程69
3 5 2定壓過程70
3 5 3定溫過程71
3 5 4絕熱過程72
3 5 5多變過程74
小結75
自測練習題77
第4章熱力學第二定律82
【學習目標】82
4 1熱力學第二定律的實質和表述82
4 1 1自發過程的特性82
4 1 2熱力學第二定律的表述83
4 1 3過程方向性與能量品質變化的
關係84
4 2卡諾循環與卡諾定理85
4 2 1卡諾循環85
4 2 2卡諾定理86
4 2 3等效卡諾循環86
4 3熵與孤立系統熵增原理89
4 3 1熵的導出89
4 3 2不可逆過程熵的變化——熵流
和熵產90
4 3 3孤立系統熵增原理與做功能力
損失91
4 4參數及分析方法簡介94
4 4 1的定義94
4 4 2熱量94
4 4 3穩定流動工質的94
小結95
自測練習題96
第5章水蒸氣99
【學習目標】99
5 1水的相變及相圖99
5 1 1汽化與凝結99
5 1 2飽和狀態100
5 1 3水的相圖(p—T圖)101
5 2水蒸氣的定壓產生過程102
5 2 1水蒸氣定壓產生過程的三個階
段102
5 2 2水蒸氣的p—v圖與T—s圖104
5 2 3高參數水蒸氣對電廠鍋爐汽水
受熱面的影響106
5 3水蒸氣的狀態參數和水蒸氣表106
5 3 1焓、熵值零點的規定106
5 3 2飽和水與乾飽和蒸汽熱力性質
表107
5 3 3未飽和水與過熱蒸汽熱力性質
表108
5 3 4水蒸氣熱力性質表的套用108
5 4水蒸氣的h—s圖110
5 4 1水蒸氣h—s圖的構成110
5 4 2水蒸氣h—s圖的套用111
5 5水蒸氣的典型熱力過程112
5 5 1定壓過程113
5 5 2可逆絕熱過程(定熵過程)113
5 6濕空氣的性質115
5 6 1乾空氣和濕空氣115
5 6 2濕空氣的狀態及狀態參數115
5 6 3濕空氣套用實例118
小結119
自測練習題120
第6章氣體和蒸汽的流動123
【學習目標】123
6 1一維穩定流動的基本方程式123
6 1 1連續性方程123
6 1 2穩定流動的能量方程式124
6 1 3過程方程式124
6 1 4聲速與馬赫數124
6 2管內定熵流動的基本特性125
6 2 1流速變化與壓力變化間的關係125
6 2 2流速變化與比體積變化間的關
系126
6 2 3管道截面變化的規律126
6 2 4臨界參數與滯止參數128
6 3噴管的計算129
6 3 1出口流速計算129
6 3 2臨界壓力比及臨界流速130
6 3 3噴管的形狀選擇130
6 3 4噴管的尺寸計算131
6 3 5噴管內有摩擦阻力的絕熱流動132
6 4絕熱節流133
6 4 1節流過程及其特性133
6 4 2絕熱節流的套用134
小結136
自測練習題137
第7章蒸汽動力裝置循環141
【學習目標】141
7 1朗肯循環141
7 1 1以水蒸氣為工質的卡諾循環141
7 1 2朗肯循環的組成142
7 1 3朗肯循環的熱經濟指標計算143
7 1 4有摩擦阻力的實際循環144
7 1 5提高朗肯循環熱效率的基本途
徑145
7 2再熱循環148
7 2 1再熱循環的裝置系統圖和T—s
圖149
7 2 2再熱循環的熱經濟指標計算149
7 2 3再熱循環分析150
7 3回熱循環151
7 3 1回熱循環的裝置系統圖和T—s
圖152
7 3 2回熱循環的熱經濟性指標計算152
7 3 3回熱循環分析154
7 3 4同時採用回熱和再熱的蒸汽動
力循環155
7 4熱電聯產循環156
7 5燃氣—蒸汽聯合循環簡介158
7 6核能發電廠循環161
小結165
自測練習題166
第二篇傳熱學170
第8章導熱170
【學習目標】170
8 1傳熱學概述170
8 2導熱的基本概念及基本定律173
8 2 1基本概念173
8 2 2基本定律176
8 2 3導熱係數和保溫材料177
8 3通過平壁的一維穩態導熱179
8 3 1單層平壁導熱179
8 3 2多層平壁導熱181
8 4通過圓筒壁的一維穩態導熱184
8 4 1單層長圓筒壁的一維穩態導熱184
8 4 2多層圓筒壁導熱186
8 5非穩態導熱187
8 5 1非穩態導熱及其類型187
8 5 2熱擴散率a189
8 5 3火電廠非穩態導熱實例分析190
小結191
自測練習題192
第9章對流換熱196
【學習目標】196
9 1對流換熱概述196
9 1 1對流換熱的概念196
9 1 2對流換熱的計算公式199
9 1 3影響對流換熱的因素199
9 2對流換熱的研究方法201
9 3流體無相變的對流換熱203
9 3 1管內強制對流換熱203
9 3 2流體繞流圓管的對流換熱208
9 3 3自然對流換熱211
9 4流體有相變的對流換熱214
9 4 1凝結換熱215
9 4 2沸騰換熱218
小結222
自測練習題223
第10章熱輻射及輻射換熱227
【學習目標】227
10 1熱輻射的基本概念227
10 1 1熱輻射的本質和特徵227
10 1 2物體的熱輻射特性——吸收、
反射和透射228
10 1 3輻射力和黑度231
10 2熱輻射的基本定律232
10 2 1普朗克定律和維恩位移定律232
10 2 2史蒂芬 玻爾茲曼定律233
10 2 3蘭貝特餘弦定律235
10 2 4實際物體的輻射特性和基爾
霍夫定律235
10 3物體間輻射換熱的計算237
10 3 1輻射角係數237
10 3 2黑體表面之間的輻射換熱240
10 3 3灰體表面之間的輻射換熱241
10 3 4輻射換熱的強化與削弱245
10 4氣體輻射和太陽輻射248
10 4 1氣體輻射的特點248
10 4 2太陽輻射簡介249
小結250
自測練習題252
第11章傳熱過程與換熱器257
【學習目標】257
11 1換熱器及其分類257
11 1 1換熱器的類型257
11 1 2表面式換熱器的主要形式259
11 2傳熱過程及傳熱方程式261
11 2 1傳熱過程的基本概念261
11 2 2傳熱方程式262
11 3通過平壁和圓筒壁的傳熱過程263
11 3 1通過平壁的傳熱過程263
11 3 2通過圓筒壁的傳熱過程265
11 4傳熱的強化與削弱267
11 4 1強化傳熱267
11 4 2削弱傳熱270
11 5表面式換熱器的傳熱計算273
11 5 1傳熱計算的基本方程式273
11 5 2平均溫差的計算274
11 5 3表面式換熱器的傳熱計算方
法277
11 6火電廠典型換熱器傳熱過程分析281
11 6 1鍋爐各受熱面的傳熱分析282
11 6 2汽輪機主要輔助設備的傳熱
分析283
小結284
自測練習題286
附錄291
附錄A291
附表1常用單位換算表291
附表2氣體的平均質量定壓熱容cpt0292
附表3氣體的平均質量定容熱容cVt0293
附表4氣體的平均體積定壓熱容c′pt0294
附表5氣體的平均體積定容熱容c′Vt0295
附表6飽和水與乾飽和蒸汽的熱力性質(按溫度排列)296
附表7飽和水與乾飽和蒸汽的熱力性質(按壓力排列)298
附表8未飽和水與過熱蒸汽的熱力性質300
附表9飽和水的熱物理性質307
附表10標準大氣壓(pb=1 01325×105Pa)下過熱水蒸氣的熱物理性質308
附表11標準大氣壓(pb=1 01325×105Pa)下乾空氣的熱物理性質308
附表12標準大氣壓(p=1 01325×105Pa)下煙氣的熱物理性質309
附表13幾種油的熱物理性質309
附表14幾種材料的密度、熱導率、比熱容和熱擴散率310
參考文獻311
附錄B水蒸氣的焓—熵圖插頁
