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第一章 能源概述 1

第一节 自然界的能源及其利用 1

一、能源及其分类 1

二、能源的利用与社会历史发展 2

三、能源与国民经济和人民生活 3

四、能源与环境 5

五、能源利用与人类社会的可持续发展 7

六、我国的能源与能源事业发展 8

二、热能利用的形式和热科学发展简史 10

一、热能的利用 10

第二节 热能的合理利用 10

第三节 热工基础的研究对象、内容和方法 12

一、热工基础的研究对象 12

二、热工基础的主要内容和研究方法 12

思考题 13

第二章 热能转换的基本概念和基本定律 15

第一节 热能转换的基本概念 15

一、热力系、状态及状态参数 15

二、热力过程、功量及热量 19

一、热力学第一定律及其实质 23

第二节 热力学第一定律 23

二、热力学能 24

三、热力学第一定律的一般表达式 24

四、闭口系的能量方程——热力学第一定律基本表达式 25

五、稳定流动系统的能量方程 27

六、能量方程的应用 30

第三节 热力学第二定律 34

一、热力过程的方向性 34

二、热力学第二定律的表述 36

三、卡诺循环和卡诺定理 36

四、状态参数熵 40

五、不可逆过程的熵变和熵流及熵产 41

六、孤立系的熵增原理 43

七、热量有效能及有效能损失 48

八、能量的品质与能量贬值原理 49

九、熵的物理意义 49

思考题 50

习题 51

第三章 热能转换物质的热力性质和热力过程 56

第一节 物质的三态及相变过程 56

一、理想气体及其状态方程 57

第二节 理想气体的热力性质和热力过程 57

二、理想气体的比热容 60

三、理想气体的热力学能和焓及熵 64

四、理想气体的混合物 68

五、理想气体的基本热力过程 72

六、理想气体的多变过程 78

第三节 蒸气的热力性质和热力过程 83

一、定压下水蒸气的发生过程 84

二、蒸气热力性质图表 86

三、蒸气的热力过程 89

第四节 湿空气 90

一、湿空气的状态参数 91

二、干湿球温度计 93

三、焓湿图（h一d图） 93

四、湿空气的基本热力过程 94

思考题 96

习题 97

第四章 热量传递的基本理论 102

第一节 热量传递的三种基本方式简介 102

一、热传导 102

二、热对流 103

三、热辐射 104

第二节 导热的基本定律及稳态导热 105

一、导热的基本定律 105

二、一维稳态导热的计算 106

第三节 非稳态导热 116

一、概述 116

二、导热微分方程 117

三、非稳态导热问题的求解及诺谟图 119

四、集总参数法 128

一、导热问题数值求解的基本思想 131

第四节 导热问题的数值求解基础 131

二、稳态导热问题的数值计算 132

三、非稳态导热问题的数值计算 136

第五节 对流换热 140

一、对流换热概述 140

二、强制对流换热及其实验关联式 147

三、自然对流换热及其实验关联式 155

四、凝结和沸腾时的对流换热 157

一、热辐射的基本概念 160

第六节 辐射换热 160

二、热辐射定律 161

三、黑体间的辐射换热和角系数 164

四、灰体表面间的辐射换热 168

思考题 174

习题 175

第五章 热工基础的应用 181

第一节 喷管和扩压管 181

一、一维稳定流动的基本方程 182

三、气体在喷管和扩压管中的定熵流动 183

二、声速和马赫数 183

四、喷管的计算 185

五、喷管内有摩阻的绝热流动 189

六、扩压管的计算与滞止参数 190

第二节 压气机 191

一、单级活塞式压气机的工作过程及耗功计算 191

二、叶轮式压气机的工作原理及耗功计算 193

三、多级压缩级间冷却 194

一、内燃机的基本构造 197

二、汽油机的实际工作循环与理想循环 197

第三节 内燃机的基本构造及循环 197

三、柴油机的实际工作循环与理想循环 199

第四节 燃气轮机装置及循环 201

一、流程与设备 201

二、定压加热理想循环 202

三、有摩阻的实际循环 203

第五节 蒸汽动力装置及循环 205

一、蒸汽动力装置 205

二、朗肯循环 208

三、有摩阻的实际循环 210

四、再热循环 211

五、抽汽回热循环 212

第六节 制冷装置及循环 212

一、逆卡诺循环 213

二、蒸气压缩制冷装置及循环 213

三、热泵 217

第七节 换热器及其热计算 217

一、换热器的种类 217

二、传热过程 219

三、换热器的热计算 226

四、传热的强化和削弱 232

第八节 其他应用简介 234

一、核能发电 234

二、磁流体发电 235

三、太阳能热利用 237

四、除湿干燥装置 239

五、热管 239

六、燃料电池 240

七、半导体制冷 241

思考题 242

习题 244

参考文献 248

附录A 249

附录A-1 常用单位换算表 249

附录A-2 常用气体的热力特性 250

附录A-3 理想气体的摩尔定压热容公式 250

附录A-4 a气体的平均比定压热容cp｜0℃t 251

附录A-4 b气体的平均比定容热容cv｜0℃t 252

附录A-5 气体的平均比热容（直线关系式） 252

附录A-6 a饱和水与饱和水蒸气热力性质表（按温度排列） 253

附录A-6 b饱和水与饱和水蒸气热力性质表（按压力排列） 255

附录A-7 未饱和水和过热蒸汽热力性质表 257

附录A-8 a氟里昂134a饱和性质表（按温度排列） 264

附录A-8 b氟里昂134a饱和性质表（按压力排列） 265

附录A-9 氟里昂134a过热蒸气热力性质表 266

附录A-10 金属材料的密度和比热容及热导率 269

附录A-11 保温和建筑及其他材料的密度和热导率 271

附录A-12 几种保温和耐火材料的热导率与温度的关系 272

附录A-13 干空气的热物理性质（p=1.01325×105Pa） 272

附录A-14 饱和水的热物理性质 273

附录A-15 干 饱和水蒸气的热物理性质 274

附录A-16 几种饱和液体的热物理性质 275

附录A-17 几种气体的热物理性质（p=1.01325×105Pa） 277

附录A-18 常用材料的表面（法向）发射率 277

附录A-19 双曲函数表 278

附录B 279

附录B-1湿空气焓湿图（pb=0.1MPa） 279

附录B-2氨（NH3）的压焓图 280

附录B-3R134a的压焓图 281

附录B-4R12的压焓图 282