熱工基礎

前言

本書是根據教育部制定的《高等學校工科本科工程熱力學課程教學基本要求（少學時）》和《高等學校工科本科傳熱學課程教學基本要求（少學時）》，結合上海交通大學、天津大學及兄弟院校近年來熱工課程教學經驗，并參考國內外的《熱工基礎》、《工程熱力學》、《傳熱學》教材和有關文獻編寫而成的。熱工基礎理論包含工程熱力學和傳熱學兩部分，主要研究能量（特別是熱能）合理利用及熱量在熱力過程中轉換、傳遞的規(guī)律和方法，是伴隨著第一次工業(yè)革命中熱能的利用、熱機的發(fā)明逐漸形成和發(fā)展起來的，是熱科學理論工程應用的重要組成部分。歷史上，熱工理論的基本內容是以熱能利用、熱機工作原理為背景展開的，隨著科學技術的發(fā)展已深入到機械、冶金、化工、環(huán)境、交通運輸、電子信息、航空航天及生物醫(yī)學工程等領域，為推動這些領域的進步起著重要作用。研究表明，熱現象普遍存在于國民經濟的各個領域，在國家教委1998年公布的本科專業(yè)目錄修訂方案中確定的工科21大類專業(yè)中，熱現象及其基本規(guī)律的知識對其中19大類的生產與研究活動都有重要影響。我國現階段的能源中有95％左右來自天然礦物燃料，通過燃燒或核裂變把儲藏在燃料中的能量轉換成熱能直接利用或再轉換成其他形式的能量加以利用。我國政府在《中國21世紀議程一一中國21世紀人口、環(huán)境與發(fā)展》白皮書中提出了可持續(xù)發(fā)展總體戰(zhàn)咯政策，指出在能源利用上必須走資源節(jié)約型的道路。因此，認識、掌握能量在熱力設備中轉換、傳遞的規(guī)律和方法，對于國家發(fā)展和人民生活具有重要意義，熱工基礎理論是現代工程技術人才必備的技術基礎知識，是21世紀工科類專業(yè)人才工程素質的重要組成部分。本書的工程熱力學部分圍繞能量轉換、傳遞和利用過程中數量守恒及能質下降展開，給出了工程熱力學的基本概念、基本定律、工質的性質及能量轉換過程分析計算的基本方法；傳熱學部分圍繞熱力設備和日常生活中熱量的傳遞展開，闡述傳熱的基本形式及傳熱過程分析、簡明實用的計算方法和傳熱過程的強化（削弱）。全書對能量（特別是熱量）傳遞、轉換和利用過程中的環(huán)境問題給予了一定的重視。

內容概要

　　《熱工基礎》的工程熱力學部分圍繞能量轉換、傳遞和利用過程中數量守恒及能質下降展開，給出了工程熱力學的基本概念、基本定律、工質的性質及能量轉換過程分析計算的基本方法；傳熱學部分圍繞熱力設備和日常生活中熱量的傳遞展開，闡述傳熱的基本形式及傳熱過程分析、簡明實用的計算方法和傳熱過程的強化（削弱）。全書對能量（特別是熱量）傳遞、轉換和利用過程中的環(huán)境問題給予了一定的重視。

書籍目錄

主要符號緒論工程熱力學第一章 基本概念和定義1.1 熱能與機械能的轉換1.2 狀態(tài)和狀態(tài)參數1.3 基本狀態(tài)參數1.4 狀態(tài)方程1.5 熱力學能、焓和熵1.6 可逆過程1.7 功和熱量1.8 循環(huán)思考題習題第二章 熱力學第一定律和熱力學第二定律2.1 熱力學第一定律及其表達式2.2 穩(wěn)定流動能量方程式2.3 熱力學第二定律2.4 熵方程和孤立系統(tǒng)熵增原理2.5 熱量的可用能2.6 工質的熱力學能真J8和焓調思考題習題第三章 氣體的熱力性質3.1 理想氣體的比熱容3.2 理想氣體的熱力學能、焓和熵3.3 水蒸氣

章節(jié)摘錄

插圖：前已述及，熱能的利用對人類的生產和生活有著巨大的意義，而熱能的直接利用及動力利用這兩種不同的方式均需要經過一定熱工設備或過程才能實現。把熱能轉換為機械能的整套設備稱為熱能動力裝置，簡稱熱機?，F今，熱力工程所利用的熱能主要來自礦物燃料所蘊藏的化學能。燃料在熱能動力裝置中燃燒。產生熱能，熱能再轉變?yōu)闄C械能。熱能動力裝置可分為兩大類：蒸汽動力裝置和燃氣動力裝置。前者如火力發(fā)電廠的蒸汽動力裝置及原子能動力裝置等；后者如內燃機、燃氣輪機裝置及噴氣發(fā)動機等。制冷、熱泵和空氣分離裝置等原則上屬于機械能轉換為熱能的設備，在熱力學分析上與熱能動力裝置有很多本質相似的地方。圖1-1所示為壓水堆核電廠蒸汽動力裝置的系統(tǒng)簡圖。壓水堆二回路是由蒸汽發(fā)生器、汽輪機、冷凝器、泵等組成的熱力裝置。核燃料在反應堆內核裂變產生的能量由一回路冷卻劑吸收，二回路的工作介質（如水）在蒸汽發(fā)生器中吸收一回路冷卻劑的能量，成為蒸汽。由于蒸汽的溫度、壓力比外界介質（空氣）的溫度及壓力高，具有作功的能力。當蒸汽導人汽輪機后，在噴管內膨脹，壓力降低，速度增大，具有一定動能的蒸汽推動葉片，使軸轉動作功。作功后的排汽（稱為乏汽）從汽輪機進入冷凝器，被冷卻水冷卻，凝結成水，又由泵打人蒸汽發(fā)生器內加熱。循環(huán)不息，源源不斷地向外輸出功。一般火力發(fā)電廠中的蒸汽動力裝置的構成與工作過程與上述核電廠動力裝置比較，主要區(qū)別在于以鍋爐和化石燃料取代反應堆和核燃料。燃料在鍋爐中燃燒，把化學能轉變?yōu)闊崮埽仩t沸水管內的水吸熱后變?yōu)樗魵?，并在過熱器內過熱，成為過熱蒸汽。然后膨脹、排熱、壓縮，進行循環(huán)?；痣姀S的主要設備流程如圖1－2所示。

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《熱工基礎》由高等教育出版社出版。

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