工程热学基本教程(教材)

本书是根据机械类相关 专业本科教学的需要编写的 。编写过程中以热学原理为 基础，注重结合现代热流科 学与技术的发展趋势和工程 需要。全书共分9章，主要 内容包括热力学基本概念、 热力学第一定律及应用，热 力学第二定律与嫡、热力学 基本关系、工质的热力性质 与过程、动力循环与制冷循 环、流体流动过程、热量传 递、工程材料的热学性能。 本书可作为机械工程或 航空航天制造类专业本科生 的教材，也可供有关科学研 究和工程技术人员参考。

绪论 0.1 能量与能源 0.2 热能的利用 0.3 能量的转换 0.4 关于本书 第1章 热力学基本概念 1.1 热力系统及状态 1.1.1 热力系统 1.1.2 系统状态 1.1.3 状态参数与状态方程 1.2 热力过程 1.2.1 过程与循环 1.2.2 准静态过程 1.2.3 可逆过程与不可逆过程 1.3 热和功 1.3.1 热 1.3.2 功 思考题 练习题 第2章 热力学第一定律及应用 2.1 热力学第一定律 2.1.1 热力学能 2.1.2 热力学第一定律的数学表述 2.2 闭口系统的能量方程与分析 2.2.1 闭口系统的能量平衡方程 2.2.2 焓与热容 2.3 开口系统的稳定流动能量方程与分析 2.3.1 开口系统及流动功 2.3.2 稳定流动能量方程 2.3.3 可逆过程的技术功计算 2.4 能量方程的应用 2.4.1 热力发动机 2.4.2 喷管与扩压管 2.4.3 热交换器 2.4.4 压气机 2.4.5 节流过程 思考题 练习题 第3章 热力学第二定律与熵 3.1 热力学第二定律 3.1.1 自发过程及其方向性 3.1.2 热力学第二定律的表述 3.2 卡诺循环及卡诺定理 3.2.1 卡诺循环 3.2.2 卡诺定理 3.3 熵与熵增原理 3.3.1 熵和熵变计算 3.3.2 热力学第二定律的数学表达式 3.3.3 熵增原理 3.3.4 熵的统计意义 3.4 熵变计算与温-熵图 3.4.1 熵变计算 3.4.2 温-熵图 3.5 炯及炯效率 3.5.1 炯的定义 3.5.2 热量炯 3.5.3 炯效率 思考题 练习题 第4章 热力学基本关系 4.1 热力学基本方程 4.1.1 热力学势 4.1.2 特性函数 4.1.3 麦克斯韦关系式 4.1.4 热系数 4.2 基本热力学函数的确定 4.2.1 内能函数 4.2.2 熵函数 4.2.3 焓函数 4.2.4 比热函数 4.3 纯物质系统的相平衡 4.3.1 相率 4.3.2 克拉贝龙方程 思考题 练习题 第5章 工质的热力性质与过程 5.1 理想气体的热力性质与过程 5.1.1 理想气体的热力性质 5.1.2 理想气体的热力过程 5.2 实际气体的热力性质 5.2.1 物质的聚集态与相变 5.2.2 实际气体的定温压缩 5.2.3 实际气体的状态方程式 5.3 水蒸气的热力性质和过程 5.3.1 水蒸气的定压发生过程 5.3.2 水蒸气的热力性质图 5.3.3 水蒸气的热力过程 5.4 湿空气的性质及热力过程 5.4.1 湿空气的性质 5.4.2 湿空气的热力过程 思考题 练习题 第6章 动力循环与制冷循环 6.1 概述 6.2 动力循环 6.2.1 蒸汽动力循环 6.2.2 燃气动力循环 6.3 制冷循环 6.3.1 制冷与逆向卡诺循环 6.3.2 空气压缩制冷 6.3.3 蒸气压缩制冷 6.3.4 热泵循环 思考题 练习题 第7章 流体流动过程 7.1 流体及其流动的基本概念 7.1.1 流体及连续介质假设 7.1.2 流体的主要性质 7.1.3 流体的静力平衡 7.1.4 流体流动基本规律 7.2 流体动力学方程 7.2.1 流体质量平衡方程——连续性方程 7.2.2 流体流动的能量守恒 7.3 不可压缩粘性流体的流动 7.3.1 绕流流动 7.3.2 内部流动 7.4 可压缩流体的流动 7.4.1 基本方程 7.4.2 气体在喷管与扩压管中的流动 思考题 练习题 第8章 热量传递 8.1 热量传递的基本概念 8.1.1 热量传递的基本方式 8.1.2 温度场和温度梯度 8.2 固体中的热传导 8.2.1 傅里叶定律 8.2.2 热传导微分方程及其定解条件 8.2.3 稳态导热 8.2.4 非稳态传热 8.3 对流换热 8.3.1 牛顿冷却定律与换热系数 8.3.2 热边界层及对流换热微分方程 8.3.3 强制对流换热 8.3.4 自然对流换热 8.3.5 相变换热 8.4 辐射换热 8.4.1 热辐射的基本概念 8.4.2 两固体间的辐射换热 8.5 传热过程与换热器 8.5.1 传热过程 8.5.2 换热器的类型与构造 思考题 练习题 第9章 工程材料的热学性能 9.1 材料的结构 9.1.1 晶体结构 9.1.2 工程材料的结构 9.2 材料热性的物理本质 9.2.1 晶格热振动 9.2.2 材料的熔化 9.3 材料的热容 9.3.1 同体热容理论 9.3.2 工程材料的热容及影响因素 9.4 材料的导热性 9.4.1 固体材料热传导机理 9.4.2 材料的导热性 9.5 材料的热膨胀性与热应力 9.5.1 材料的热膨胀性 9.5.2 热应力 9.6 材料的热稳定性与热防护 9.6.1 材料的热稳定性 9.6.2 热防护 9.7 材料的低温脆性与高温蠕变 9.7.1 概述 9.7.2 低温脆性 9.7.3 高温蠕变 思考题 练习题 参考文献