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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10

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102

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170

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cp｜？239

附表2 常用气体的平均比定容热容cV｜？240

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0.1 MPa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