《熱工基礎(chǔ)》是為本科機(jī)械類及近機(jī)類專業(yè)學(xué)生編寫(xiě)的教材，分工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)兩篇。工程熱力學(xué)部分將理想氣體的性質(zhì)及其相關(guān)熱力過(guò)程合成一章，氣體動(dòng)力循環(huán)、水蒸氣和蒸汽動(dòng)力循環(huán)以及制冷循環(huán)等幾章緊接在熱力學(xué)第一、第二定律之后，以便學(xué)生加深對(duì)基本定律的理解，更好地掌握與運(yùn)用基本定律;傳熱學(xué)部分在闡述三種基本傳熱方式的基礎(chǔ)上，講解了傳熱過(guò)程分析和換熱器的計(jì)算，這部分內(nèi)容對(duì)學(xué)生解決實(shí)際工程中的傳熱問(wèn)題很有幫助。
為了幫助學(xué)生復(fù)習(xí)以及培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力，每章附有例題、思考題和習(xí)題，這些題的針對(duì)性、啟發(fā)性與工程性較強(qiáng)，并與正文內(nèi)容配合較好。在工程熱力學(xué)部分附加了重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容的在線資源，學(xué)生可以通過(guò)掃描二維碼實(shí)現(xiàn)課下自學(xué)與復(fù)習(xí)。
《熱工基礎(chǔ)》可作為機(jī)械類及近機(jī)類專業(yè)本科生的教材，也可供相關(guān)專業(yè)人員參考。
周艷，青島科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，能源與動(dòng)力工程系系主任，副教授，主要教學(xué)經(jīng)歷；
2002年化工過(guò)程機(jī)械專業(yè)碩士畢業(yè)，然后任教于青島科技大學(xué)，期間于2010年獲工學(xué)博士學(xué)位。
自2002年以來(lái)，承擔(dān)了本科專業(yè)的教學(xué)工作，主講課程有《工程熱力學(xué)》、《換熱設(shè)備專題》、《工業(yè)爐》、《強(qiáng)化傳熱技術(shù)》、《太陽(yáng)能利用技術(shù)》等。
10年主講的《工程熱力學(xué)》課程獲山東省省級(jí)精品課程，11年所在教學(xué)團(tuán)隊(duì)獲山東省省級(jí)優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)，12年參研的《化工機(jī)械專業(yè)培養(yǎng)內(nèi)涵研究》獲校級(jí)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)，13年參研的《國(guó)際化背景下化工過(guò)程機(jī)械專業(yè)碩士研究生教學(xué)模式研究》獲省級(jí)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)；09年主持的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目《制冷壓縮機(jī)性能實(shí)驗(yàn)》獲校級(jí)精品實(shí)驗(yàn)。多次在學(xué)院主辦的教學(xué)標(biāo)兵評(píng)比活動(dòng)中獲“教學(xué)標(biāo)兵”榮譽(yù)稱號(hào)。目前主持校級(jí)教學(xué)立項(xiàng)1項(xiàng)，參與省級(jí)教學(xué)立項(xiàng)1項(xiàng)。撰寫(xiě)教研論文7篇。
主要教學(xué)、科學(xué)研究、實(shí)踐經(jīng)歷:
自2002年以來(lái)，參與完成了青島市科技計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)，山東省教育廳科技計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)，山東省自然基金項(xiàng)目1項(xiàng)，國(guó)家自然基金項(xiàng)目1項(xiàng)，橫向項(xiàng)目3項(xiàng)。目前主持青島市科技計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)，山東省自然基金項(xiàng)目1項(xiàng)，國(guó)家自然基金項(xiàng)目1項(xiàng)，參與國(guó)家自然基金項(xiàng)目1項(xiàng)，山東省科技攻關(guān)項(xiàng)目1項(xiàng)，橫向項(xiàng)目1項(xiàng)。撰寫(xiě)科技論文20余篇，其中EI收錄10余篇。
0緒論1
0.1熱能和熱能利用1
0.2熱工理論發(fā)展簡(jiǎn)史1
0.3熱工理論的研究對(duì)象和方法3
工程熱力學(xué)篇
1基本概念6
1.1熱力系統(tǒng)6
1.2狀態(tài)及狀態(tài)參數(shù)7
1.2.1狀態(tài)定義及狀態(tài)參數(shù)的特征7
1.2.2溫度8
1.2.3比體積及密度8
1.2.4壓力8
1.3平衡狀態(tài)、狀態(tài)方程式、坐標(biāo)圖10
1.4工質(zhì)的狀態(tài)變化過(guò)程11
1.4.1準(zhǔn)平衡過(guò)程11
1.4.2可逆過(guò)程和不可逆過(guò)程11
1.5過(guò)程功和熱量12
1.5.1可逆過(guò)程的功12
1.5.2有用功12
1.5.3過(guò)程熱量13
1.6熱力循環(huán)13
思考題15
習(xí)題15
2熱力學(xué)第一定律17
2.1熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì)及表達(dá)式17
2.2熱力學(xué)第一定律在閉口系統(tǒng)中的表達(dá)17
2.2.1熱力學(xué)能和總能17
2.2.2閉口系統(tǒng)的能量守恒方程18
2.3開(kāi)口系統(tǒng)穩(wěn)定流動(dòng)過(guò)程的熱力學(xué)第一定律19
2.3.1推動(dòng)功和流動(dòng)功19
2.3.2焓19
2.3.3穩(wěn)定流動(dòng)的特征20
2.3.4穩(wěn)定流動(dòng)的能量守恒方程式20
2.4技術(shù)功21
2.4.1技術(shù)功的定義21
2.4.2可逆過(guò)程中的技術(shù)功21
2.5穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式的應(yīng)用23
思考題24
習(xí)題24
3理想氣體的性質(zhì)與熱力過(guò)程27
3.1理想氣體的性質(zhì)27
3.1.1理想氣體的概念27
3.1.2理想氣體的狀態(tài)方程27
3.1.3理想氣體的比熱容28
3.1.4理想氣體的熱力學(xué)能、焓和熵31
3.2理想氣體混合物33
3.2.1理想氣體混合物的基本定律33
3.2.2混合氣體的成分、摩爾質(zhì)量及氣體常數(shù)34
3.2.3理想氣體混合物熱力性質(zhì)的計(jì)算34
3.3理想氣體的熱力過(guò)程35
3.3.1研究熱力過(guò)程的目的及一般方法35
3.3.2理想氣體的基本熱力過(guò)程35
3.3.3多變過(guò)程42
3.4氣體的壓縮過(guò)程46
3.4.1單級(jí)活塞式壓氣機(jī)的工作原理46
3.4.2多級(jí)壓縮和級(jí)間冷卻48
3.4.3余隙容積對(duì)壓氣機(jī)的影響49
3.5氣體在噴管中的流動(dòng)過(guò)程51
3.5.1穩(wěn)定流動(dòng)中的基本方程式51
3.5.2噴管截面的變化規(guī)律51
3.5.3噴管的計(jì)算52
思考題56
習(xí)題56
4熱力學(xué)第二定律59
4.1自發(fā)過(guò)程的方向性與熱力學(xué)第二定律的表述59
4.1.1自發(fā)過(guò)程的方向性59
4.1.2熱力學(xué)第二定律的表述59
4.2卡諾循環(huán)與卡諾定理60
4.2.1卡諾循環(huán)60
4.2.2卡諾定理61
4.3熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式63
4.3.1克勞修斯不等式63
4.3.2熵的導(dǎo)出65
4.3.3不可逆過(guò)程的熵變66
4.4熵增原理68
4.4.1孤立系統(tǒng)的熵增原理68
4.4.2做功能力的損失70
思考題70
習(xí)題71
5氣體動(dòng)力循環(huán)74
5.1活塞式內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際循環(huán)74
5.1.1活塞式內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)的簡(jiǎn)化74
5.1.2活塞式內(nèi)燃機(jī)的理想循環(huán)76
5.1.3活塞式內(nèi)燃機(jī)各種理想循環(huán)的熱力學(xué)比較78
5.2燃?xì)廨啓C(jī)裝置的循環(huán)79
5.2.1燃?xì)廨啓C(jī)裝置簡(jiǎn)介79
5.2.2燃?xì)廨啓C(jī)裝置定壓加熱理想循環(huán)——布雷頓循環(huán)79
思考題81
習(xí)題82
6水蒸氣的熱力性質(zhì)及蒸汽動(dòng)力循環(huán)83
6.1水的定壓加熱汽化過(guò)程83
6.2水和水蒸氣的狀態(tài)參數(shù)84
6.2.1水蒸氣表85
6.2.2水蒸氣圖87
6.3水蒸氣的基本熱力過(guò)程88
6.4蒸汽動(dòng)力裝置循環(huán)90
6.4.1朗肯循環(huán)90
6.4.2朗肯循環(huán)分析91
6.4.3蒸汽參數(shù)對(duì)循環(huán)的影響92
6.4.4提高蒸汽動(dòng)力循環(huán)效率的其他措施93
思考題95
習(xí)題95
7制冷循環(huán)97
7.1空氣壓縮式制冷循環(huán)97
7.2蒸氣壓縮式制冷循環(huán)99
7.3吸收式制冷循環(huán)100
7.4熱泵101
思考題102
習(xí)題102
傳熱學(xué)篇
8傳熱的基本形式和傳熱過(guò)程104
8.1熱量傳遞的基本方式104
8.1.1熱傳導(dǎo)104
8.1.2熱對(duì)流105
8.1.3熱輻射106
8.2傳熱過(guò)程簡(jiǎn)介107
8.2.1傳熱過(guò)程和傳熱方程107
8.2.2復(fù)合換熱109
思考題110
習(xí)題110
9導(dǎo)熱112
9.1導(dǎo)熱理論基礎(chǔ)112
9.1.1溫度場(chǎng)112
9.1.2導(dǎo)熱基本定律113
9.1.3導(dǎo)熱系數(shù)113
9.1.4導(dǎo)熱微分方程114
9.1.5單值性條件116
9.2穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱117
9.2.1通過(guò)平壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱117
9.2.2通過(guò)圓筒壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱120
9.2.3通過(guò)肋片的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱123
9.3非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱127
9.3.1非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的基本概念127
9.3.2集總參數(shù)法128
9.3.3一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問(wèn)題的分析解131
思考題136
習(xí)題137
10對(duì)流傳熱139
10.1對(duì)流傳熱概述139
10.1.1牛頓冷卻公式139
10.1.2對(duì)流傳熱的影響因素140
10.1.3對(duì)流傳熱的主要研究方法141
10.2對(duì)流傳熱問(wèn)題的數(shù)學(xué)描述142
10.2.1傳熱微分方程142
10.2.2對(duì)流傳熱微分方程組142
10.2.3對(duì)流傳熱的單值性條件144
10.3邊界層與邊界層傳熱微分方程組145
10.3.1邊界層的概念145
10.3.2邊界層傳熱微分方程組147
10.4流體外掠平板層流傳熱147
10.4.1對(duì)流傳熱特征數(shù)關(guān)聯(lián)式147
10.4.2外掠平板層流傳熱分析解149
10.5對(duì)流傳熱的實(shí)驗(yàn)研究151
10.5.1相似原理151
10.5.2特征數(shù)實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式的常用形式151
10.6單相流體強(qiáng)迫對(duì)流傳熱特征數(shù)關(guān)聯(lián)式153
10.6.1管內(nèi)強(qiáng)迫對(duì)流傳熱153
10.6.2外部強(qiáng)迫對(duì)流傳熱159
10.7大空間自然對(duì)流傳熱163
10.7.1大空間自然對(duì)流傳熱特點(diǎn)163
10.7.2大空間自然對(duì)流傳熱的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式164
10.8凝結(jié)與沸騰傳熱166
10.8.1凝結(jié)傳熱166
10.8.2沸騰傳熱170
思考題172
習(xí)題173
11輻射換熱175
11.1熱輻射的基本概念175
11.1.1熱輻射和電磁波譜175
11.1.2吸收比、反射比和透射比176
11.1.3黑體輻射176
11.1.4輻射強(qiáng)度177
11.1.5輻射力178
11.2黑體輻射178
11.2.1普朗克定律178
11.2.2斯蒂芬-玻爾茲曼定律179
11.2.3蘭貝特定律181
11.3實(shí)際物體輻射181
11.3.1實(shí)際物體的輻射特性182
11.3.2實(shí)際物體的吸收特性184
11.3.3基爾霍夫定律184
11.4角系數(shù)185
11.4.1角系數(shù)的定義185
11.4.2角系數(shù)的性質(zhì)185
11.4.3角系數(shù)的計(jì)算方法186
11.5兩表面封閉系統(tǒng)的輻射傳熱190
11.5.1兩黑體表面間的輻射傳熱190
11.5.2有效輻射190
11.5.3兩灰體表面組成的封閉系統(tǒng)的輻射換熱191
11.5.4遮熱板193
11.6多個(gè)灰體表面組成的封閉系統(tǒng)的輻射換熱195
思考題197
習(xí)題198
12傳熱過(guò)程與換熱器201
12.1傳熱過(guò)程201
12.1.1通過(guò)平壁的傳熱過(guò)程201
12.1.2 通過(guò)圓筒壁的傳熱過(guò)程202
12.1.3通過(guò)肋壁的傳熱過(guò)程204
12.2換熱器205
12.2.1換熱器的分類205
12.2.2換熱器中傳熱平均溫差的計(jì)算207
12.2.3換熱器的傳熱計(jì)算210
思考題211
習(xí)題211
附錄213
附錄1幾種氣體的比定壓熱容213
附錄2理想氣體的平均比定壓熱容214
附錄3氣體的平均比定壓熱容的直線關(guān)系式214
附錄4空氣的熱力性質(zhì)215
附錄5氣體的熱力性質(zhì)216
附錄6低壓時(shí)一些常用氣體的比熱容217
附錄7一些常用氣體25℃、100kPa*時(shí)的比熱容218
附錄8飽和水和飽和蒸汽的熱力性質(zhì)（按溫度排列）219
附錄9飽和水和飽和蒸汽的熱力性質(zhì)(按壓力排列)220
附錄10水和過(guò)熱蒸汽的熱力性質(zhì)222
附錄11氨（NH3）飽和液和飽和蒸氣的熱力性質(zhì)227
附錄12過(guò)熱氨（NH3）蒸氣的熱力性質(zhì)228
附錄13氟利昂134a的飽和性質(zhì)（溫度基準(zhǔn)）229
附錄14氟利昂134a的飽和性質(zhì)（壓力基準(zhǔn)）230
附錄15過(guò)熱氟利昂134a蒸氣的熱力性質(zhì)231
附錄16水蒸氣焓-熵（h-s）圖233
參考文獻(xiàn)234
書(shū)單推薦
