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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 9

第一章　热力学基本概念 9

学习导引 9

第一节　工质和热力系 10

一、工质 10

二、热力系、外界与边界 10

三、热力系的分类 10

第二节 工质的热力状态和基本状态参数 11

一、热力状态和状态参数 11

二、基本状态参数 11

第三节　平衡状态和热力过程 14

一、平衡状态、状态方程式及状态参数坐标图 14

二、热力过程 15

习题 16

第二章　热力学第一定律 17

学习导引 17

第一节　热力系统储存能 17

一、热力学能 18

二、外部储存能 18

三、热力系统的总储存能 18

第二节　热力系与外界传递的能量 18

一、热量 18

二、功量 19

三、随工质流动传递的能量 21

四、焓及其物理意义 21

第三节　热力学第一定律 22

一、热力学第一定律的实质 22

二、封闭热力系的能量方程 22

三、开口热力系的稳定流动能量方程 24

四、技术功 25

五、稳定流动能量方程的应用 25

习题 28

第三章　理想气体的热力性质和热力过程 30

学习导引 30

第一节　理想气体及状态方程 30

一、理想气体与实际气体 30

二、理想气体状态方程 31

第二节　理想气体的比热容及热量计算 32

一、比热容的定义和单位 32

二、影响比热容的主要因素 32

三、利用比热容计算热量 33

第三节　理想气体热力学能和焓变化量的计算 35

一、理想气体热力学能变化量的计算 36

二、理想气体焓变化量的计算 36

第四节　理想气体的热力过程 37

一、基本热力过程 37

二、多变过程 42

习题 45

第四章　热力学第二定律 46

学习导引 46

第一节　热力循环 46

一、正向循环和热效率 46

二、逆向循环和工作系数 47

第二节　热力学第二定律 48

一、过程的方向性与不可逆性 48

二、热力学第二定律的实质和表述 48

第三节　卡诺循环与卡诺定律 49

一、卡诺循环及热效率 50

二、逆卡诺循环 50

三、卡诺定律 51

第四节　熵与熵增原理 52

一、熵的基本概念 52

二、熵增原理 53

习题 53

第五章 水蒸气和蒸汽动力循环 55

学习导引 55

第一节　水蒸气的定压发生过程 55

一、基本概念 56

二、水蒸气定压发生过程的三个阶段和五种状态 57

三、水蒸气定压发生过程在p-v图与T-s图上的表示 58

第二节　水蒸气表和图 59

一、零点的规定 59

二、水和水蒸气表 59

三、水蒸气的焓熵图 60

四、水蒸气的基本热力过程 61

第三节　蒸汽动力循环 64

一、朗肯循环及热效率 64

二、蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响 65

三、提高蒸汽动力循环热效率的其他途径 66

习题 69

第六章 混合气体和湿空气 71

学习导引 71

第一节　混合气体 71

一、混合气体的分压力和分体积 71

二、混合气体的成分表示方法与换算 72

三、混合气体的折合摩尔质量和折合气体常数 73

四、分压力的确定 74

五、混合气体的比热容 74

第二节　湿空气 75

一、湿空气的总压力和分压力 75

二、湿空气的湿度 76

三、湿空气的温度 77

四、湿空气的焓 78

五、湿空气的焓湿图 80

习题 83

第七章　气体和蒸汽的流动 85

学习导引 85

第一节　绝热稳定流动基本方程 85

一、绝热稳定流动 85

二、绝热稳定流动基本方程 86

三、声速和马赫数 87

第二节 气体和蒸汽在喷管和扩压管中的定熵流动 87

一、流速变化与压力变化的关系 87

二、管道截面变化的规律 87

第三节　喷管中流速及流量的计算 88

一、喷管出口流速的计算 88

二、临界压力比与临界流速 89

三、喷管流量的计算 90

四、喷管内有摩阻的绝热流动 92

第四节　绝热节流 93

习题 94

第二篇　流体力学 95

第八章 流体性质和流体静力学基础 95

学习导引 95

第一节　流体的主要力学性质 96

一、流体及其基本特性 96

二、流体连续性假定 96

三、流体的主要力学性质 97

四、作用于流体上的力 100

第二节　流体静力学基础 101

一、流体静压力及其特性 101

二、流体静力学基本方程 101

三、流体静力学基本方程式的应用 103

习题 108

第九章　一元流体动力学基础 111

学习导引 111

第一节　流体流动的基本概念 111

一、流量和流速 111

二、稳定流动与非稳定流动 112

三、三元、二元、一元流动 113

第二节　稳定流动的物料衡算——连续性方程 113

一、稳定流动连续性方程的基本形式 113

二、有分流和合流时的连续性方程 114

第三节　稳定流动的能量衡算——伯努利方程 115

一、理想流体稳定流动时的机械能衡算 115

二、实际流体稳定流动时的机械能衡算 117

三、伯努利方程的讨论 118

四、伯努利方程的应用 119

习题 122

第十章　流动阻力和能量损失 125

学习导引 125

第一节　沿程损失和局部损失 125

一、沿程阻力与沿程损失 126

二、局部阻力与局部损失 126

三、能量损失的计算公式 126

第二节　流体的两种流态 127

一、雷诺实验和流态 127

二、流态的判断依据 128

第三节 圆形管内的速度分布和边界层概念 129

一、流体在圆形管内的速度分布 129

二、边界层的概念 130

第四节　流体在管内流动阻力损失的计算 132

一、沿程损失计算 132

二、局部损失计算 137

三、减少流动阻力的措施 140

习题 142

第十一章　管路计算 144

学习导引 144

第一节　简单管路计算 144

一、基本概念 144

二、简单管路计算的基本公式 146

三、简单管路计算示例 147

第二节　串联与并联管路计算 149

一、串联管路 149

二、并联管路 150

第三节　管网计算基础 152

一、枝状管网 152

二、环状管网 154

习题 155

第三篇　传热学 158

第十二章　稳态导热 158

学习导引 158

第一节　导热的基本定律 159

一、基本概念 159

二、导热基本定律 160

三、热导率 161

第二节　平壁的稳态导热 162

一、单层平壁的稳态导热 162

二、多层平壁的稳态导热 163

第三节　圆筒壁的稳态导热 165

一、单层圆筒壁的稳态导热 165

二、多层圆筒壁的稳态导热 166

三、圆筒壁稳态导热的简化计算 167

习题 169

第十三章　对流换热 171

学习导引 171

第一节　对流换热概念及牛顿冷却公式 171

一、对流换热的概念 171

二、对流换热过程分析 172

三、牛顿冷却公式 173

四、影响表面传热系数的主要因素 173

第二节　流体无相变时的对流换热计算 174

一、表面传热系数的一般关联式 174

二、管内流体强制对流换热计算 176

三、管外流体强制对流换热计算 178

四、自然对流换热计算 181

第三节　流体有相变时对流换热 184

一、凝结换热 184

二、沸腾换热 187

习题 190

第十四章　辐射换热 192

学习导引 192

第一节　热辐射的基本概念和基本定律 192

一、热辐射的基本概念 192

二、热辐射的基本定律 194

第二节　固体壁面之间的辐射换热 196

一、角系数 196

二、两固体间的辐射换热 198

第三节　气体辐射 200

一、气体辐射和吸收的特点 200

二、火焰辐射 201

第四节　太阳辐射 201

习题 203

第十五章　传热与换热器 204

学习导引 204

第一节　传热过程及特点 204

一、传热过程 204

二、传热过程特点 205

第二节　热负荷和传热基本方程 205

一、热负荷 205

二、传热基本方程 207

三、传热系数的计算 207

第三节　换热器 213

一、换热器的基本结构与工作原理 213

二、间壁式换热器的主要类型 214

三、换热器的传热计算 218

四、传热过程的强化和削弱 223

习题 224

附录 226

附表1　常用气体的平均比定压热容Cp？ 226

附表2　常用气体的平均比定容热容Cv？ 227

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 227

附表4　饱和水与饱和水蒸气的热力性质（按温度排列） 228

附表5　饱和水与饱和水蒸气的热力性质（按压力排列） 229

附表6　未饱和水与过热水蒸气的热力性质 231

附表7　在0.1MPa时的饱和空气状态参数 235

附表8　干空气的热物理性质（p=1.01325×105Pa） 236

附表9　烟气的热物理性质（p=1.01325×105Pa） 237

附表10　饱和水的热物理性质 237

附表11　干饱和水蒸气的热物理性质 238

附表12　过热水蒸气的热物理性质（p=1.01325×105Pa） 238

附表13　常用管件的局部阻力系数 239

附表14　常用金属材料的密度、比热容和热导率 240

附表15　保温、建筑及其他材料的密度和热导率 240

附表16　几种保温、耐火材料的热导率与温度的关系 241

附表17　常用材料表面的黑度值 241

附图1　水蒸气h-s图 242

附图2　湿空气的h-d图（大气压力为105Pa） 44

参考文献 245