《热工学理论基础》为普通高等教育“十一五”**级规划教材(高职高专教育)。全书分为两篇,分别为工程热力学和传热学。工程热力学主要内容包括:热力学**、第二定律,气体的热力性质和热力过程,水蒸气,湿空气,动力循环,热力循环;传热学主要内容包括:导热,对流换热,热辐射,质交换等。《热工学理论基础》结合高职高专教学的特点,紧紧围绕着高职高专应用型人才培养目标进行编写。在编写过程中注重理论联系实际,强调应用,并遵循认知规律,精选内容。教材充分体现“应用性、实用性、综合性、先进性”的原则。
《热工学理论基础》可作为高职高**热通风与空调工程专业教材,也可作为函授和自考辅导教材,还可作为相关专业工程技术人员的参考用书。

**章气体的性质
本章就热力工程中热能与机械能的转换、热能的传递过程、工质的状态及状态的变化、热力研究方法等讨论热力系统、工质的状态及状态参数、热力过程、热力循环、功和热等有关概念。
**节热力系统
在研究工程热力学问题时,常常将研究的对象从周围的物质中分离出来,人们把分离出来的研究对象称为热力系统,或简称为系统。分离系统与周围物质的分解面,称为边界。边界的作用是确定研究对象,将系统与外界分割开来。边界以外与系统相互作用的物质,称为外界或环境。系统与外界的相互作用,通常通过功量、热量和物质的交换进行。
系统的边界可以是真实存在的,也可以是假想的;可以是固定不动的,也可以是移动变化的。如图所示,当我们研究气缸内的气体进行热量与功量转化问题时,气缸内的气体就是热力系统,活塞的左端面及气缸的部分内壁面就是边界,很显然该系统的边界是真实的。
如图所示,一个真空的容器,当与外界连通的阀门打开时,外界的气体在气压的作用下就流入容器,直至其内部的气压与外界气压平衡为止。如果把大气中流入容器的那部分气体用一个假想的边界从大气中划分出来,则容器内壁与假想的边界所包围的空气就是我们研究的热力系统。当阀门打开后,随着气流流入容器,假想的边界受外界气压的压缩,是逐渐缩小的,当然整个系统也随之缩小。
在热力过程中,系统与外界之间通过边界可以进行能量的传递(如功量和热量),也可以进行物质的流入或流出。
根据系统与外界的这种交换的特点,可以将系统分为如下几种不同类型的系统:
若系统与外界没有物质交换,则称为闭口系统或封闭系统,有时也称控制质量系统。由于没有物质通过系统的边界,系统的质量保持不变。在选取系统时,应该把所研究的物质全部包括在边界内。 本书是在新的高职高专教材编写领导小组的组织下,按照供热通风与空调工程专业高职高专的培养目标���基本要求,根据供热通风与空调工程专业高职高专“热工学理论基础”课程教学基本要求编写的。
本书共分两篇:工程热力学和传热学。在内容取舍和结构编排上,充分吸收同类教材的经验并充分考虑高职高专的特点,对工程热力学和传热学的基本概念、基本定律以及基本方法做了简单明了的阐述,力求做到深入浅出、简明扼要。对提高热能的利用效率和能源的可持续发展等问题也做了一定深度的叙述。同时强调结合供热通风与空调工程专业的特点,既注重加强理论教学,又兼顾基本技能的训练,以便使学生在掌握基本理论和基本方法的基础上,获得解决实际问题的初步能力。
为了使学生更好地理解和掌握所学内容,抓住各部分的**,本书每章都附有小结以突出各章的**;在各章的后面均列有针对性习题,并对各章的主要内容都编制了例题。在例题和习题的编写上,着眼于专业要求,强调专业实用性,并注意了例题和习题的质量,适当减少了习题数量。全书按104学时的教学内容编写。
本书采用法定单位,在书后附有各种常用单位的换算表。本书第二十章作为选学内容,各学校可以根据自己对学生的培养要求自行确定是否讲授。
本书承请山东建筑大学戎卫国教授和山东大学龚海兴教授任主审,并对初稿提出了许多宝贵意见和建议,对本书质量的提高有很大帮助,在此谨致以深切的感谢。
本书绪论、**~六章、第十九章由山东建筑大学刘学来编写,第七~十三章由黑龙江建筑职业技术学院宋永军编写,第十四~十八章、第二十章由长春工程学院金洪文编写,全书由山东建筑大学刘学来统稿。
限于编者水平,加之时间仓促,书中难免会有错误和不妥之处,恳请读者批评指正。

前言
**版前言
主要符号
绪论
**节 热能及其利用
第二节 热工学理论的发展
第三节 热工学理论基础的研究对象及主要内容

**篇工程热力学
引言
**章 气体的性质
**节 热力系统
第二节 工质的热力状态及其基本状态参数
第三节 热力平衡状态及状态方程
第四节 理想气体的状态方程
第五节 理想气体的比热
第六节 混合气体
小结
习题
第二章 热力学**定律
**节 热力过程
第二节 系统储存能
第三节 系统与外界能量交换
第四节 闭口系统能量方程
第五节 开口系统能量方程
第六节 稳定流动能量方程及应用
小结
习题
第三章 理想气体的热力过程
**节 热力过程的一般分析方法
第二节 气体的基本热力过程
第三节 多变过程
小结
习题
第四章 热力学第二定律
**节 热力循环
第二节 热力学第二定律
第三节 卡诺循环及卡诺定律
第四节 熵与熵方程
第五节 孤立系统的熵增原理
小结
习题
第五章 水蒸气
**节 水蒸气的产生过程
第二节 水蒸气图表
第三节 水蒸气的基本热力过程
小结
习题
第六章 湿空气
**节 湿空气的性质
第二节 湿空气的焓湿图
第三节 湿空气的热力过程
小结
习题
第七章 气体和蒸汽的流动
**节 绝热稳定流动基本方程
第二节 定熵流动的基本特性
第三节 通过喷管的流速及流量计算
第四节 绝热节流
小结
习题
第八章 蒸汽动力循环
**节 朗肯循环
第二节 再热循环
第三节 回热循环
第四节 热电循环
小结
习题
第九章 气体压缩与制冷循环
**节 气体的压缩
第二节 蒸汽压缩式制冷循环
第三节 其他形式制冷循环
第四节 热泵
小结
习题

第二篇传 热 学
引言
**节 热量传递的基本方式
第二节 传热过程与传热系数
小结
习题
第十章 导热的理论基础
**节 导热基本概念
第二节 傅里叶定律
第三节 导热系数
第四节 导热过程的数学描述
第五节 导热过程的单值性条件
小结
习题
第十一章 稳态导热
**节 平壁的稳态导热
第二节 圆筒壁的稳态导热
第三节 肋片的稳态导热
第四节 接触热阻
第五节 二维稳态导热问题
小结
习题
第十二章 非稳态导热
**节 非稳态导热的概念
第二节 周期性变化边界条件下非稳态导热
小结
习题
第十三章 导热问题的数值解
**节 导热方程的离散
第二节 稳态导热问题的数值计算
第三节 非稳态导热问题的数值计算
小结
习题
第十四章 对流换热基础
**节 概论
第二节 边界层
第三节 边界层换热方程组
第四节 相似理论
小结
习题
第十五章 单相流体的对流换热
**节 自然对流换热
第二节 流体受迫运动时的换热
小结
习题
第十六章 沸腾与凝结对流换热
**节 沸腾换热
第二节 凝结换热
小结
习题
第十七章 辐射换热
**节 辐射换热的基本概念
第二节 热辐射的基本定律
第三节 辐射换热量的计算
第四节 气体辐射
小结
习题
第十八章 传热过程
**节 复合换热
第二节 通过平壁的传热
第三节 通过圆筒壁的传热
第四节 通过肋壁的传热
第五节 传热的增强与减弱
小结
习题
第十九章 换热器
**节 换热器的基本类型与构造
第二节 平均温度差
第三节 换热器的热计算
小结
习题
第二十章 质交换概论
**节 质交换的基本方式及基本概念
第二节 质扩散基本定律
第三节 对流质交换和对流换热的类比
小结
习题

附录
附录1各种单位制常用单位换算
附录2饱和水与饱和水蒸气表(按温度排列)
附录3饱和水与饱和水蒸气表(按压力排列)
附录4未饱和水与过热蒸汽表
附录5在O.1MPa时的饱和空气状态参数表
附录6干空气的热物理性质(p=1.013×10Pa)
附录7饱和水的热物理性质
附录8干饱和水蒸气的热物理性质
附录9几种饱和液体的热物理性质
附录10几种油的热物理性质
附录11各种材料的密度、导热系数、比热容及蓄热系数
附录12几种保温、耐火材料的导热系数与温度的关系
附录13常用材料表面的法向发射率
附录14不同材料表面的**粗糙度
附录15双曲函数表
附录16高斯误差补函数的一次积分值
附录17容积式换热器技术参数
附录18螺旋板换热器技术参数
附录19板式换热器技术性能表
附录20浮动盘管换热器技术性能表
附图1水蒸气焓熵图
附图2湿空气焓湿图
附图3氨(NH3,R717)的lgP-h图
附图4氟利昂一134a(C2H2 F4,R134a)的lgP-h图
附图5氟利昂一22(CHCh F2,R22)的lgP-h图
参考文献

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