熱工基礎

前言
緒論
【學習目標】
0.1 能量、能源和熱能的利用
0.2 火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程
0.3 “熱工基礎”課程的主要內(nèi)容及其在專業(yè)中的作用
小結(jié)
自測練習題
第一篇 工程熱力學
第1章 熱力學基本概念
【學習目標】
1.1 熱力系及類型
1.1.1 熱力系、外界和邊界
1.1.2 熱力系的類型
1.2 平衡狀態(tài)及基本狀態(tài)參數(shù)
1.2.1 工質(zhì)的狀態(tài)與狀態(tài)參數(shù)
1.2.2 基本狀態(tài)參數(shù)
1.2.3 狀態(tài)方程和狀態(tài)參數(shù)坐標圖
1.3 熱力過程
1.3.1 準平衡過程
1.3.2 可逆過程
1.4 功與熱量
1.4.1 功
1.4.2 熱量
1.5 熱力循環(huán)
1.5.1 熱力循環(huán)及其類型
1.5.2 正向循環(huán)及其熱效率
1.5.3 逆向循環(huán)及其性能系數(shù)
小結(jié)
自測練習題

第2章 熱力學第一定律及其應用
【學習目標】
2.1 熱力系的儲存能與熱力學能
2.1.1 熱力學能
2.1.2 外部儲存能
2.1.3 熱力系的總儲存能
2.2 熱力學第一定律的實質(zhì)及表述
2.3 閉口系能量方程式
2.4 開口系的穩(wěn)定流動能量方程式和焓
2.4.1 穩(wěn)定流動和推動功
2.4.2 穩(wěn)定流動能量方程式
2.4.3 焓和技術功
2.5 穩(wěn)定流動能量方程的應用
2.5.1 換熱設備
2.5.2 熱力發(fā)動機
2.5.3 泵與風機
2.5.4 噴管與擴壓管
小結(jié)
自測練習題

第3章 理想氣體及其熱力過程
【學習目標】
3.1 理想氣體狀態(tài)方程式
3.1.1 理想氣體與實際氣體
3.1.2 理想氣體狀態(tài)方程式及其應用
3.2 理想氣體的比熱容
3.2.1 比熱容的定義及分類
3.2.2 比定容熱容和比定壓熱容
3.2.3 真實比熱容、平均比熱容與定值比熱容
3.3 理想氣體的熱力學能、焓和熵變化量的計算
3.3.1 理想氣體的熱力學能、焓變化量的計算
3.3.2 理想氣體的熵變化量的計算
3.4 理想混合氣體的性質(zhì)
3.4.1 混合氣體的基本狀態(tài)參數(shù)及基本定律
3.4.2 混合氣體的成分表示方法
3.4.3 混合氣體的平均千摩爾質(zhì)量與平均氣體常數(shù)
3.4.4 混合氣體分壓力的確定
3.4.5 混合氣體的比熱容
3.5 理想氣體的基本熱力過程
3.5.1 定容過程
3.5.2 定壓過程
3.5.3 定溫過程
3.5.4 絕熱過程
3.5.5 多變過程
小結(jié)
自測練習題

第4章 熱力學第二定律
【學習目標】
4.1 熱力學第二定律的實質(zhì)和表述
4.1.1 自發(fā)過程的特性
4.1.2 熱力學第二定律的表述
4.1.3 過程方向性與能量品質(zhì)變化的關系
4.2 卡諾循環(huán)與卡諾定理
4.2.1 卡諾循環(huán)
4.2.2 卡諾定理
4.2.3 等效卡諾循環(huán)
4.3 熵與孤立系統(tǒng)熵增原理
4.3.1 熵的導出
4.3.2 不可逆過程熵的變化——熵流和熵產(chǎn)
4.3.3 孤立系統(tǒng)熵增原理與做功能力損失
4.4 參數(shù)及分析方法簡介
4.4.1 的定義
4.4.2 熱量
4.4.3 穩(wěn)定流動工質(zhì)的
小結(jié)
自測練習題

第5章 水蒸氣
【學習目標】
5.1 水的相變及相圖
5.1.1 汽化與凝結(jié)
5.1.2 飽和狀態(tài)
5.1.3 水的相圖（p-T圖）
5.2 水蒸氣的定壓產(chǎn)生過程
5.2.1 水蒸氣定壓產(chǎn)生過程的三個階段
5.2.2 水蒸氣的p-v圖與T-s圖
5.2.3 高參數(shù)水蒸氣對電廠鍋爐汽水受熱面的影響
5.3 水蒸氣的狀態(tài)參數(shù)和水蒸氣表
5.3.1 焓、熵值零點的規(guī)定
5.3.2 飽和水與干飽和蒸汽熱力性質(zhì)表
5.3.3 未飽和水與過熱蒸汽熱力性質(zhì)表
5.3.4 水蒸氣熱力性質(zhì)表的應用
5.4 水蒸氣的h-s圖
5.4.1 水蒸氣h-s圖的構成
5.4.2 水蒸氣h-s圖的應用
5.5 水蒸氣的典型熱力過程
5.5.1 定壓過程
5.5.2 可逆絕熱過程（定熵過程）
5.6 濕空氣的性質(zhì)
5.6.1 干空氣和濕空氣
5.6.2 濕空氣的狀態(tài)及狀態(tài)參數(shù)
5.6.3 濕空氣應用實例
小結(jié)
自測練習題

第6章 氣體和蒸汽的流動
【學習目標】
6.1 一維穩(wěn)定流動的基本方程式
6.1.1 連續(xù)性方程
6.1.2 穩(wěn)定流動的能量方程式
6.1.3 過程方程式
6.1.4 聲速與馬赫數(shù)
6.2 管內(nèi)定熵流動的基本特性
6.2.1 流速變化與壓力變化間的關系
6.2.2 流速變化與比體積變化間的關系
6.2.3 管道截面變化的規(guī)律
6.2.4 臨界參數(shù)與滯止參數(shù)
6.3 噴管的計算
6.3.1 出口流速計算
6.3.2 臨界壓力比及臨界流速
6.3.3 噴管的形狀選擇
6.3.4 噴管的尺寸計算
6.3.5 噴管內(nèi)有摩擦阻力的絕熱流動
6.4 絕熱節(jié)流
6.4.1 節(jié)流過程及其特性
6.4.2 絕熱節(jié)流的應用
小結(jié)
自測練習題

第7章 蒸汽動力裝置循環(huán)
【學習目標】
7.1 朗肯循環(huán)
7.1.1 以水蒸氣為工質(zhì)的卡諾循環(huán)
7.1.2 朗肯循環(huán)的組成
7.1.3 朗肯循環(huán)的熱經(jīng)濟指標計算
7.1.4 有摩擦阻力的實際循環(huán)
7.1.5 提高朗肯循環(huán)熱效率的基本途徑
7.2 再熱循環(huán)
7.2.1 再熱循環(huán)的裝置系統(tǒng)圖和T-s圖
7.2.2 再熱循環(huán)的熱經(jīng)濟指標計算
7.2.3 再熱循環(huán)分析
7.3 回熱循環(huán)
7.3.1 回熱循環(huán)的裝置系統(tǒng)圖和T-s圖
7.3.2 回熱循環(huán)的熱經(jīng)濟性指標計算
7.3.3 回熱循環(huán)分析
7.3.4 同時采用回熱和再熱的蒸汽動力循環(huán)
7.4 熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)
7.5 燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)簡介
7.6 核能發(fā)電廠循環(huán)
小結(jié)
自測練習題

第二篇 傳熱學
第8章 導熱
【學習目標】
8.1 傳熱學概述
8.2 導熱的基本概念及基本定律
8.2.1 基本概念
8.2.2 基本定律
8.2.3 導熱系數(shù)和保溫材料
8.3 通過平壁的一維穩(wěn)態(tài)導熱
8.3.1 單層平壁導熱
8.3.2 多層平壁導熱
8.4 通過圓筒壁的一維穩(wěn)態(tài)導熱
8.4.1 單層長圓筒壁的一維穩(wěn)態(tài)導熱
8.4.2 多層圓筒壁導熱
8.5 非穩(wěn)態(tài)導熱
8.5.1 非穩(wěn)態(tài)導熱及其類型
8.5.2 熱擴散率a
8.5.3 火電廠非穩(wěn)態(tài)導熱實例分析
小結(jié)
自測練習題

第9章 對流換熱
【學習目標】
9.1 對流換熱概述
9.1.1 對流換熱的概念
9.1.2 對流換熱的計算公式
9.1.3 影響對流換熱的因素
9.2 對流換熱的研究方法
9.3 流體無相變的對流換熱
9.3.1 管內(nèi)強制對流換熱
9.3.2 流體繞流圓管的對流換熱
9.3.3 自然對流換熱
9.4 流體有相變的對流換熱
9.4.1 凝結(jié)換熱
9.4.2 沸騰換熱
小結(jié)
自測練習題

第10章 熱輻射及輻射換熱
【學習目標】
10.1 熱輻射的基本概念
10.1.1 熱輻射的本質(zhì)和特征
10.1.2 物體的熱輻射特性——吸收、反射和透射
10.1.3 輻射力和黑度
10.2 熱輻射的基本定律
10.2.1 普朗克定律和維恩位移定律
10.2.2 斯蒂芬?玻爾茲曼定律
10.2.3 蘭貝特余弦定律
10.2.4 實際物體的輻射特性和基爾霍夫定律
10.3 物體間輻射換熱的計算
10.3.1 輻射角系數(shù)
10.3.2 黑體表面之間的輻射換熱
10.3.3 灰體表面之間的輻射換熱
10.3.4 輻射換熱的強化與削弱
10.4 氣體輻射和太陽輻射
10.4.1 氣體輻射的特點
10.4.2 太陽輻射簡介
小結(jié)
自測練習題

第11章 傳熱過程與換熱器
【學習目標】
11.1 換熱器及其分類
11.1.1 換熱器的類型
11.1.2 表面式換熱器的主要形式
11.2 傳熱過程及傳熱方程式
11.2.1 傳熱過程的基本概念
11.2.2 傳熱方程式
11.3 通過平壁和圓筒壁的傳熱過程
11.3.1 通過平壁的傳熱過程
11.3.2 通過圓筒壁的傳熱過程
11.4 傳熱的強化與削弱
11.4.1 強化傳熱
11.4.2 削弱傳熱
11.5 表面式換熱器的傳熱計算
11.5.1 傳熱計算的基本方程式
11.5.2 平均溫差的計算
11.5.3 表面式換熱器的傳熱計算方法
11.6 火電廠典型換熱器傳熱過程分析
11.6.1 鍋爐各受熱面的傳熱分析
11.6.2 汽輪機主要輔助設備的傳熱分析
小結(jié)
自測練習題

附錄
附錄A
附表1 常用單位換算表
附表2 氣體的平均質(zhì)量定壓熱容cpt
附表3 氣體的平均質(zhì)量定容熱容cVt
附表4 氣體的平均體積定壓熱容c′pt
附表5 氣體的平均體積定容熱容c′Vt
附表6 飽和水與干飽和蒸汽的熱力性質(zhì)（按溫度排列）
附表7 飽和水與干飽和蒸汽的熱力性質(zhì)（按壓力排列）
附表8 未飽和水與過熱蒸汽的熱力性質(zhì)
附表9 飽和水的熱物理性質(zhì)
附表10 標準大氣壓（pb=1.01325×105Pa）下過熱水蒸氣的熱物理性質(zhì)
附表11 標準大氣壓（pb=1.01325×105Pa）下干空氣的熱物理性質(zhì)
附表12 標準大氣壓（p=1.01325×105Pa）下煙氣的熱物理性質(zhì)
附表13 幾種油的熱物理性質(zhì)
附表14 幾種材料的密度、熱導率、比熱容和熱擴散率
參考文獻