目錄
叢書前言
第1章 工程熱力學(xué) 1
1.1　基本概念、 基本過程 1
1.1.1 熱力系統(tǒng) 1
1.1.2 系統(tǒng)的分類 1
1.1.3 平衡狀態(tài) 2
1.1.4 狀態(tài)參數(shù) 2
1.1.5 功量 4
1.1.6 熱量 4
1.1.7 功與熱量的異同 4
1.1.8 熱力過程和熱力循環(huán) 5
1.1.9 準(zhǔn)靜態(tài)過程、可逆過程與不可逆過程 6
1.2　熱力學(xué)第一定律與氣體的性質(zhì) 7
1.2.1 熱力學(xué)第一定律 7
1.2.2 熱力學(xué)第一定律基本表達(dá)式 9
1.2.3 穩(wěn)定流動能量方程式的應(yīng)用 10
1.2.4 氣體的性質(zhì) 10
1.2.5 理想氣體的內(nèi)能和焓 12
1.2.6 理想混合氣體的定義 13
1.3　理想氣體基本熱力過程、 壓氣機(jī) 14
1.3.1 理想氣體的基本熱力過程 14
1.3.2 壓氣機(jī) 18
1.4　熱力學(xué)第二定律 21
1.4.1 熱力學(xué)第二定律實(shí)質(zhì)和表述 21
1.4.2 卡諾循環(huán) 22
1.4.3 卡諾定理 23
1.4.4 熵 24
1.4.5 熵方程與孤立系統(tǒng)熵增原理 24
1.5　水蒸氣、 濕空氣及流動 26
1.5.1 水蒸氣 26
1.5.2 水蒸氣的基本熱力過程 28
1.5.3 濕空氣 29
1.5.4 氣體和蒸汽的流動 33
1.6　動力與制冷循環(huán) 37
1.6.1 蒸汽動力裝置循環(huán)———朗肯循環(huán) 37
1.6.2 氣體動力裝置循環(huán) 39
1.6.3 制冷循環(huán) 41
第2章 傳熱學(xué) 45
2.1　導(dǎo)熱理論基礎(chǔ) 45
2.1.1 導(dǎo)熱基本概念 45
2.1.2 導(dǎo)熱基本定律 46
2.1.3 導(dǎo)熱系數(shù)、熱導(dǎo)率 46
2.1.4 導(dǎo)熱微分方程式 47
2.1.5 導(dǎo)熱過程的邊界條件 47
2.2　穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱 48
2.2.1 通過單層平壁的導(dǎo)熱 48
2.2.2 通過圓筒壁的導(dǎo)熱 49
2.2.3 臨界熱絕緣直徑 49
2.2.4 通過肋片的導(dǎo)熱 50
2.2.5 減小接觸熱阻的措施 50
2.2.6 二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題 50
2.3　非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱 51
2.3.1 瞬態(tài)非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱3個(gè)不同的階段 51
2.3.2 一維平板的分析解 51
2.3.3 無量綱數(shù) 51
2.3.4 Bi準(zhǔn)則對溫度分布的影響 52
2.3.5 集總 (中)參數(shù)法 52
2.3.6 常熱流密度邊界條件下的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱 54
2.4　導(dǎo)熱問題數(shù)值解 54
2.4.1 熱平衡法 54
2.4.2 穩(wěn)態(tài)節(jié)點(diǎn)離散方程 54
2.4.3 非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱數(shù)值解 55
2.5　對流換熱分析 57
2.5.1 對流換熱 57
2.5.2 對流換熱過程微分方程式 57
2.5.3 邊界層 58
2.5.4 邊界層換熱微分方程組及其求解 60
2.5.5 動量傳遞和熱量傳遞的類比 (近似解) 61
2.5.6 對流換熱無量綱準(zhǔn)則及其意義 61
2.5.7 相似理論基礎(chǔ) 62
2.6　單相流體對流換熱及準(zhǔn)則關(guān)系式 62
2.6.1 管內(nèi)受迫對流換熱 62
2.6.2 兩種典型的熱邊界條件 63
2.6.3 管內(nèi)受迫對流傳熱計(jì)算 64
2.7　凝結(jié)與沸騰換熱 67
2.7.1 凝結(jié)傳熱 67
2.7.2 沸騰傳熱 69
2.8　熱輻射的基本定律 70
2.8.1 熱輻射基本概念 70
2.8.2 物體對熱輻射的吸收、反射和穿透 70
2.8.3 普朗克定律 72
2.8.4 Stefan-Boltzmann定律 (四次方定律) 72
2.8.5 蘭貝特定律 73
2.8.6 基爾霍夫定律 73
2.9　輻射換熱計(jì)算 74
2.9.1 角系數(shù) 74
2.9.2 黑表面間的輻射換熱 75
2.9.3 兩灰體表面間的輻射換熱 76
2.10　傳熱與換熱器 84
2.10.1 通過肋壁的傳熱 84
2.10.2 復(fù)合換熱時(shí)的傳熱計(jì)算 85
2.10.3 傳熱的增強(qiáng)與削弱 85
2.10.4 平均溫差 86
2.10.5 換熱器計(jì)算 87
第3章 工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī) 90
3.1　流體靜力學(xué)基礎(chǔ) 90
3.1.1 流體的特點(diǎn) 90
3.1.2 流體連續(xù)介質(zhì)假設(shè) 90
3.1.3 流體的主要物性(密度和重度、壓縮性和膨脹性系數(shù)、
質(zhì)量力和表面力) 90
3.1.4 流體內(nèi)摩擦定律 91
3.1.5 流體的靜壓強(qiáng)及其特性 91
3.1.6 等壓面的特征 91
3.1.7 流體靜壓強(qiáng)的表示方法 91
3.1.8 作用于平面的液體總壓力計(jì)算 91
3.1.9 作用于曲面的液體總壓力 92
3.2　流體運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)基礎(chǔ) 92
3.2.1 描述流體運(yùn)動的研究方法 92
3.2.2 時(shí)變加速度與位變加速度 93
3.2.3 恒定流動和非恒定流動的區(qū)別 93
3.2.4 跡線及跡線微分方程 93
3.2.5 流線及其性質(zhì)、流線微分方程 93
3.2.6 均勻流 (針對流線而言)與非均勻流的區(qū)別 93
3.2.7 流體運(yùn)動的連續(xù)性方程 94
3.2.8 伯努力方程式 (理想不可壓縮一維定常流) 94
3.2.9 伯努力方程式的適用條件 94
3.2.10 測壓原理 94
3.2.11 恒定總流的動量方程 95
3.2.12 皮托管測流速 95
3.2.13 文丘里管測流量 95
3.2.14 氣體氣流能量方程 95
3.3　流動阻力和能量損失 95
3.3.1 造成流體流動水頭損失的原因 95
3.3.2 層流和湍流的判別準(zhǔn)則———臨界雷諾數(shù) 96
3.3.3 圓管層流斷面的切應(yīng)力分布 96
3.3.4 圓管層流斷面的流速分布 96
3.3.5 湍流運(yùn)動的特征:湍流脈動 96
3.3.6 湍流運(yùn)動的阻力 97
3.3.7 沿程阻力系數(shù)與雷諾數(shù)Re、相對粗糙度K/d
之間的關(guān)系 97
3.3.8 水力半徑R和當(dāng)量直徑de 97
3.4　孔口、 管嘴、 有壓管道水力計(jì)算 98
3.4.1 孔口出流的定義及重要公式 98
3.4.2 管嘴恒定出流的條件及重要公式 98
3.4.3 有壓管道恒定流重要公式 98
3.5　明渠恒定流 99
3.5.1 水力半徑及當(dāng)量直徑 99
3.5.2 明渠均勻流的形成條件 99
3.5.3 明渠均勻流的水力計(jì)算公式 100
3.5.4 明渠均勻流的水力最優(yōu)斷面 100
3.5.5 管道無壓流的水流特征 100
3.6　滲流、 井和集水廊道 101
3.6.1 達(dá)西滲流 101
3.6.2 集水廊道單側(cè)單寬滲流量計(jì)算 101
3.6.3 普通完全井滲流量計(jì)算 101
3.6.4 承壓完整井 (自流井)滲流量計(jì)算 102
3.7　相似原理與量綱分析法 103
3.7.1 量綱和諧原理 103
3.7.2 流動相似性原理應(yīng)滿足的條件 103
3.7.3 幾何相似 103
3.7.4 運(yùn)動 (流速場)相似 103
3.7.5 動力相似 103
3.7.6 相似準(zhǔn)則 103
3.7.7 模型實(shí)驗(yàn) 104
3.8　勢流 104
3.8.1 何為有旋流動和無旋流動 104
3.8.2 勢函數(shù)的特征及求法 105
3.8.3 流函數(shù)求法及其特征 105
3.8.4 幾種基本的平面勢流 105
3.8.5 勢流疊加法 106
3.9　湍流射流與湍流擴(kuò)散 106
3.9.1 湍流射流的運(yùn)動與結(jié)構(gòu)特征 106
3.9.2 湍流射流的幾何特征 106
3.9.3 湍流射流的運(yùn)動特征 (相似性) 107
3.9.4 湍流射流的動力學(xué)特征 107
3.9.5 湍流自由射流特征 107
3.9.6 圓斷面射流的運(yùn)動分析 107
3.10　氣體動力學(xué)基礎(chǔ) 108
3.10.1 氣體狀態(tài)方程 108
3.10.2 過程方程 108
3.10.3 馬赫數(shù) 108
3.10.4 一元恒定流動的連續(xù)性方程 109
3.10.5 一元恒定流動的運(yùn)動微分 (歐拉)方程 109
3.10.6 理想氣體一元恒定流動的能量方程 109
3.10.7 滯止參數(shù) 109
3.10.8 氣流速度與密度的變化關(guān)系 109
3.10.9 氣流速度與過流斷面的關(guān)系 109
3.11　泵和風(fēng)機(jī) 110
3.11.1 離心泵的基本方程 (歐拉方程) 110