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1 热能转换的基本概念 4

1.1 热力系、状态和状态参数 4

1.1.1 热力系与工质 4

1.1.2 平衡状态 4

1.1.3 基本状态参数 5

1.1.4 状态方程式 5

1.2 热力过程、功和热量 7

1.2.1 热力过程 8

1.2.2 功和热量 9

1.2.3 热力循环 11

习题 12

2 热力学基本定律 14

2.1 热力学第一定律 14

2.1.1 热力学第一定律的实质 14

2.1.2 储存能——内能和总能量 14

2.1.3 热力学第一定律的一般表达式 15

2.1.4 闭口系的能量方程 15

2.1.5 稳定流动系统的能量方程 17

2.1.6 能量方程的应用 20

2.2 热力学第二定律 23

2.2.1 热力过程的方向性 23

2.2.2 热力学第二定律的表述 25

2.2.3 卡诺循环和卡诺定理 26

2.2.4 状态参数熵 29

2.2.5 不可逆过程的熵变、熵流和熵产 30

2.2.6 孤立系的熵增原理 32

2.2.7 能量的品质与能量贬值原理 35

习题 36

3 工质的热力性质 39

3.1 物质的三态及相变过程 39

3.2 理想气体的热力性质 40

3.2.1 理想气体及其状态方程 40

3.2.2 理想气体的比热容 42

3.2.3 理想气体的内能、焓和熵 45

3.3.1 分压力定律和分容积定律 48

3.3 理想气体混合物 48

3.3.2 理想气体混合物的成分 49

3.3.3 折合摩尔质量和折合气体常数 49

3.3.4 理想气体混合物的内能、焓和熵 50

3.4 蒸气的热力性质 52

3.4.1 定压下水蒸气的发生过程 52

3.4.2 蒸气热力性质图表 54

3.4.3 蒸气热力性质图表的应用 56

3.5 湿空气 58

3.5.1 湿空气的状态参数 58

3.5. 干湿球温度计 60

3.5.3 焓湿图（60h-d图） 61

3.5.4 湿空气的基本热力过程 61

习题 63

4 工质的热力过程 65

4.1 理想气体的热力过程 65

4.1.1 四种基本热力过程 66

4.1.2 多变过程 71

4.2 气体和蒸气的压缩 74

4.2.1 单级活塞式压气机的工作过程及耗功分析 74

4.2.2 多级压缩、级间冷却 76

4.2.3 叶轮式压气机的工作过程及耗功计算 78

4.3 气体与蒸气的流动 79

4.3.1 一元稳定流动的基本方程 79

4.3.2 音速和马赫数 81

4.3.3 气体在喷管中的定熵流动 81

4.3.4 喷管的计算 82

4.3.5 绝热节流 88

习题 89

5 热量传递的基本定律及应用分析 91

5.1 热量传递的三种基本方式简介 91

5.1.1 热传导 91

5.1.2 热对流 92

5.1.3 热辐射 92

5.2.1 导热的基本概念 93

5.2 导热 93

5.2.2 稳态导热的计算 94

5.2.3 非稳态导热 101

5.3 对流换热 111

5.3.1 对流换热概述 111

5.3.2 量纲分析与准则方程式 114

5.3.3 强迫对流换热及其实验关联式 118

5.3.4 自然对流换热及其实验关联式 126

5.3.5 凝结和沸腾时的对流换热 128

5.4 辐射换热 130

5.4.1 热辐射的基本概念 130

5.4.2 热辐射的基本定律 132

5.4.3 黑体间的辐射换热和角系数 134

5.4.4 灰体表面间的辐射换热 138

习题 144

6.1.2 按结构分类 150

6.1.1 按工作原理分类 150

6.1 换热器的分类 150

6 换热器及其热计算 150

6.1.3 按流动形式分类 152

6.2 传热过程 152

6.2.1 通过平壁的传热 152

6.2.2 通过园筒壁的传热 154

6.2.3 通过肋壁的传热 155

6.3.1 平均温差 158

6.3 换热器的热计算 158

6.3.2 换热器的热计算 162

6.4 传热的增强和削弱 164

6.4.1 增强传热 164

6.4.2 削弱传热 165

习题 166

7 热力循环与主要热工设备 171

7.1 蒸汽动力循环及装置 171

7.1.1 朗肯循环 171

7.1.3 抽汽回热循环 173

7.1.2 再热循环 173

7.1.4 锅炉设备的组成与工作特性 174

7.1.5 汽轮机 175

7.2 内燃机的基本构造及循环 176

7.2.1 内燃机的基本构造 177

7.2.2 活塞式内燃机的工作过程与原理 177

7.2.3 定容加热理想循环 177

7.2.4 混合加热理想循环和定压加热理想循环 178

7.3.1 设备与流程 180

7.3 燃气轮机循环及装置 180

7.3.2 能量分析计算 181

7.4 制冷循环及装置 182

7.4.1 概述 182

7.4.2 蒸气压缩制冷循环 182

习题 185

附录表 187

附表1 常用单位换算表 187

附表3 理想气体的真实定压摩尔比热公式 189

附表2 一些常用气体的热力特性 189

附表4 气体的平均定压比热Cpm 190

附表5 气体的平均定容比热Cum 191

附表6 气体的平均比热（192直线关系式） 192

附表7 饱和水与饱和水蒸气表（196按温度排列） 193

附表8 饱和水与饱和水蒸气表（206按压力排列） 195

附表9 未饱和水与过热蒸汽表 197

附表10 金属和非金属材料的物性参数 204

附表11 几种保温、耐火材料的导热系数与温度的关系 206

附表12 干空气的热物理性质（p=1.01325×105Pa） 207

附表13 未饱和水（1.013×105Pa）与饱和水的热物理性质 208

附表14 干饱和水蒸气的热物理性质 209

附表15 几种饱和液体的热物理性质 210

附表16 气体的热物理性质（p=1.01325×105Pa） 211

附表17 常见工程材料的辐射黑度 212

附表18 双曲线函数值 213