热工基础与应用 第4版

本书遵循教育部教指委相关指导文件和高等院校学生学习规律编写而成。践行四新理念，融入思政元素，注重理论与实践相结合。

本书围绕热能的有效利用，对热能间接利用和直接利用所涉及的“工程热力学”和“传热学”内容进行了阐述。本书在体系上打破了把“热工基础”严格分为“工程热力学”和“传热学”的做法，还将热力设备、装置和循环等实际应用内容专门设置了一篇——“热工基础的应用”，以增强学生的工程实践观点。本书在篇幅允许的范围内尽量介绍热工领域的新成果、新发展，以拓宽学生视野和增强学生的创新精神。为了帮助学生理解全书内容和培养学生的各种能力，大部分例题有讨论。本书各章均附有启发性较强的思考题，大部分章节附有丰富多样的习题，以满足教学的要求。本书可作为能源动力类和机械类、土木工程类等专业的本科生和专科生教材，也可供有关工程技术人员参考。本书配有电子课件，向授课教师免费提供，需要者可登录机工教育服务网（www.compedu.com）下载。

高等院校教师

前言主要符号表绪论（能源概述）1第一节自然界的能源及其利用1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本章小结14思考题14第一篇热能转换的基本概念和基本定律第一章热能转换的基本概念16第一节热力系统、状态及状态参数16第二节热力过程、功量及热量21第三节热力循环24本章小结25思考题27习题27第二章热力学第一定律29第一节热力学第一定律及其实质29第二节热力学能和总储存能29第三节热力学第一定律的一般表达式30第四节闭口系的能量方程——热力学第一定律的基本表达式31第五节稳定流动系统的能量方程33第六节能量方程的应用36本章小结40思考题40习题41第三章热力学第二定律44第一节热力过程的方向性44第二节热力学第二定律的表述46第三节卡诺循环和卡诺定理46第四节状态参数熵50第五节克劳修斯积分不等式和不可逆过程的熵变52第六节熵增原理54第七节热量有效能及有效能损失59第八节能量的品质与能量贬值原理60第九节熵的物理意义探讨61本章小结62思考题63习题64第二篇工质的热力性质和热力过程第四章理想气体的热力性质和热力过程68第一节理想气体及其状态方程68第二节理想气体的比热容70第三节理想气体的比热力学能、比焓和比熵75第四节理想气体的混合物79第五节理想气体的基本热力过程83第六节理想气体的多变过程91本章小结96思考题97习题98第五章蒸气的热力性质和热力过程101第一节定压下水蒸气的发生过程101第二节蒸气热力性质表和图104第三节蒸气的热力过程107本章小结108思考题109习题109第六章湿空气111第一节湿空气的状态参数111第二节干湿球温度计和焓湿图（hd图）114第三节湿空气的基本热力过程及工程应用115本章小结119思考题119习题120第三篇热量传递的基本理论第七章热量传递的三种基本方式简介123第一节热量传递的三种基本方式123第二节复合传热与传热过程125本章小结126思考题126第八章导热的基本定律及稳态导热128第一节导热的基本定律128第二节导热微分方程及定解条件129第三节一维稳态导热131第四节多维稳态导热问题简介145本章小结146思考题146习题147第九章非稳态导热150第一节概述150第二节非稳态导热问题的求解及诺谟图151第三节集总参数法162本章小结165思考题165习题165第十章导热问题的数值求解基础168第一节导热问题数值求解的基本思想168第二节稳态导热问题的数值计算169本章小结174思考题174习题174第十一章对流传热176第一节对流传热概述与理论分析176第二节强制对流传热及其实验关联式185第三节自然对流传热及其实验关联式194第四节凝结和沸腾时的相变对流传热196本章小结202思考题202习题203第十二章辐射传热206第一节热辐射的基本概念206第二节热辐射的基本定律207第三节平均角系数和黑体表面间的辐射传热210第四节灰体表面间的辐射传热214第五节气体辐射简介221本章小结222思考题223习题223第四篇热工基础的应用第十三章喷管和扩压管229第一节一维稳定流动的基本方程229第二节气体在喷管和扩压管中的定熵流动231第三节喷管的计算232第四节喷管内有摩阻的绝热流动237第五节扩压管与滞止参数238本章小结239思考题240习题240第十四章换热器及其热计算241第一节传热过程241第二节换热器的种类248第三节换热器的热计算251第四节传热的强化、削弱及温度控制259本章小结262思考题262习题263第十五章压气机265第一节单级活塞式压气机的工作原理及耗功计算265第二节叶轮式压气机的工作原理及耗功计算268第三节多级压缩、级间冷却270本章小结273思考题273习题274第十六章气体动力装置及循环275第一节内燃机的基本构造275第二节汽油机循环275第三节柴油机循环278第四节燃气轮机装置基本结构281第五节燃气轮机定压加热理想循环（Brayton循环）281第六节有摩阻的燃气轮机实际循环282第七节提高燃气轮机循环热效率的措施284本章小结286思考题286习题287第十七章蒸汽动力装置及循环289第一节蒸汽动力装置289第二节朗肯循环292第三节有摩阻的实际循环294第四节再热循环296第五节抽汽回热循环297本章小结298思考题298习题298第十八章制冷装置及循环300第一节逆卡诺循环300第二节压缩蒸气制冷装置及循环301第三节热泵304本章小结305思考题305习题306第十九章其他应用简介307第一节核能发电307第二节磁流体发电308第三节太阳能热利用310第四节除湿干燥装置312第五节热管313第六节燃料电池314第七节半导体制冷315第八节二氧化碳捕集、封存及资源化利用316第九节储能318本章小结320思考题320参考文献321附录323附录A323附录A1常用单位换算表323附录A2常用气体的热力特性324附录A3理想气体的摩尔定压热容公式324附录A4a气体的平均比定压热容cp｜t0℃325附录A4b气