2014注冊公用設(shè)備工程師考試專業(yè)基礎(chǔ)課精講精練：暖通空調(diào)及動力專業(yè)

前言
第1章工程熱力學(xué)1
考試大綱1
1?1基本概念1
1?1?1熱力學(xué)系統(tǒng)1
1?1?2狀態(tài)2
1?1?3平衡（平衡狀態(tài)）2
1?1?4狀態(tài)參數(shù)2
1?1?5狀態(tài)公理2
1?1?6狀態(tài)方程式2
1?1?7熱力參數(shù)及坐標圖2
1?1?8功和熱量3
1?1?9熱力過程3
1?1?10熱力循環(huán)3
1?1?11單位制4
1?2準靜態(tài)過程、可逆過程與不可逆過程4
1?2?1準靜態(tài)過程4
1?2?2可逆過程與不可逆過程5
1?3熱力學(xué)第一定律5
1?3?1熱力學(xué)第一定律的實質(zhì)5
1?3?2內(nèi)能5
1?3?3焓5
1?3?4熱力學(xué)第一定律在閉口系統(tǒng)和開口系統(tǒng)的表達式6
1?3?5系統(tǒng)的儲存能6
1?3?6穩(wěn)定流動能量方程及其應(yīng)用8
1?4氣體性質(zhì)9
1?4?1理想氣體模型及其狀態(tài)方程9
1?4?2實際氣體模型及其狀態(tài)方程10
1?4?3壓縮因子10
1?4?4臨界參數(shù)10
1?4?5對比態(tài)定律11
1?4?6理想氣體的比熱容、內(nèi)能及焓11
1?4?7混合氣體12
1?5理想氣體基本熱力過程及氣體壓縮13
1?5?1定壓、定容、定溫和定熵過程13
1?5?2多變過程14
1?5?3壓氣機的壓縮軸功16
1?5?4余隙18
1?5?5多級壓縮及中間冷卻18
1?6熱力學(xué)第二定律19
1?6?1熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)及表述19
1?6?2卡諾循環(huán)和卡諾定理19
1?6?3熵21
1?6?4孤立系統(tǒng)熵增原理21
1?7水蒸氣和濕空氣23
1?7?1蒸發(fā)、冷凝、沸騰和汽化23
1?7?2水蒸氣的定壓發(fā)生過程24
1?7?3水蒸氣圖表25
1?7?4水蒸氣的基本熱力過程26
1?7?5濕空氣的性質(zhì)26
1?7?6濕空氣的焓濕圖28
1?7?7濕空氣的基本熱力過程29
1?8氣體和蒸汽的流動30
1?8?1穩(wěn)定流動基本方程30
1?8?2定熵流動的基本特性31
1?8?3噴管中流速及流量計算32
1?8?4絕熱節(jié)流33
1?9動力循環(huán)34
1?9?1蒸汽動力基本循環(huán)——朗肯循環(huán)(Rankine Cycle)34
1?9?2回熱、再熱循環(huán)35
1?9?3熱電循環(huán)36
1?9?4內(nèi)燃機循環(huán)36
1?10制冷循環(huán)37
1?10?1空氣壓縮制冷循環(huán)38
1?10?2蒸汽壓縮制冷循環(huán)39
1?10?3吸收式制冷循環(huán)40
1?10?4熱泵41
1?10?5氣體的液化42
復(fù)習題42
復(fù)習題答案與提示47
第2章傳熱學(xué)52
考試大綱52
2?1導(dǎo)熱理論基礎(chǔ)52
2?1?1導(dǎo)熱基本概念52
2?1?2傅里葉定律53
2?1?3導(dǎo)熱系數(shù)53
2?1?4導(dǎo)熱微分方程54
2?1?5導(dǎo)熱過程的單值性條件55
2?1?6小結(jié)56
2?2穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱56
2?2?1通過平壁的導(dǎo)熱56
2?2?2通過圓筒壁的導(dǎo)熱58
2?2?3臨界熱絕緣直徑59
2?2?4通過肋壁的導(dǎo)熱59
2?2?5通過接觸面的導(dǎo)熱60
2?2?6二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題61
2?2?7小結(jié)61
2?3非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱61
2?3?1非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的特點61
2?3?2對流換熱邊界條件下非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱61
2?3?3常熱流密度邊界條件下非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱63
2?3?4小結(jié)64
2?4導(dǎo)熱問題數(shù)值解64
2?4?1有限差分法原理64
2?4?2建立離散方程的方法64
2?4?3穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的數(shù)值計算65
2?4?4非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的數(shù)值計算66
2?4?5小結(jié)68
2?5對流換熱分析68
2?5?1影響對流換熱的一般因素68
2?5?2對流換熱過程微分方程式69
2?5?3對流換熱微分方程組69
2?5?4流動邊界層和熱邊界層69
2?5?5邊界層換熱微分方程組及其求解70
2?5?6邊界層換熱積分方程組及其求解71
2?5?7動量傳熱和熱量傳遞的類比72
2?5?8外掠平板紊流換熱72
2?5?9對流換熱無量綱準則及其意義72
2?5?10相似理論基礎(chǔ)73
2?5?11小結(jié)74
2?6單相流體對流換熱及準則關(guān)系式75
2?6?1管內(nèi)受迫流動對流換熱75
2?6?2管內(nèi)受迫對流換熱計算76
2?6?3外掠圓管流動換熱77
2?6?4自然對流換熱78
2?6?5自然對流與受迫對流并存的混合對流換熱79
2?6?6小結(jié)79
2?7凝結(jié)與沸騰換熱80
2?7?1凝結(jié)換熱80
2?7?2沸騰換熱80
2?7?3小結(jié)82
2?8熱輻射的基本定律82
2?8?1熱輻射基本概念82
2?8?2普朗克定律83
2?8?3斯蒂芬?玻耳茲曼定律83
2?8?4蘭貝特余弦定律83
2?8?5基爾霍夫定律84
2?8?6小結(jié)84
2?9輻射換熱計算85
2?9?1角系數(shù)85
2?9?2黑表面間的輻射換熱85
2?9?3灰表面間的輻射換熱86
2?9?4氣體輻射88
2?9?5氣體與外殼間的輻射換熱89
2?9?6太陽輻射89
2?9?7小結(jié)90
2?10傳熱與換熱器90
2?10?1通過肋壁的傳熱90
2?10?2復(fù)合換熱時的傳熱計算91
2?10?3傳熱的增強與削弱91
2?10?4平均溫度差92
2?10?5換熱器計算93
2?10?6小結(jié)94
復(fù)習題95
復(fù)習題答案與提示105
第3章工程流體力學(xué)及泵與風機115
考試大綱115
3?1流體動力學(xué)基礎(chǔ)115
3?1?1描述流體運動的兩種方法115
3?1?2恒定流動和非恒定流動116
3?1?3恒定元流能量方程116
3?1?4恒定總流能量方程118
3?2相似性原理和因次分析120
3?2?1力學(xué)相似120
3?2?2相似準數(shù)121
3?2?3因次分析法122
3?2?4模型實驗124
3?3流動阻力和能量損失125
3?3?1流動阻力和能量損失的分類125
3?3?2層流和紊流現(xiàn)象126
3?3?3均勻流方程127
3?3?4圓管中的層流127
3?3?5紊流運動128
3?3?6沿程阻力的計算129
3?3?7非圓管的沿程損失130
3?3?8局部水頭損失131
3?3?9減少阻力的措施132
3?4管路計算132
3?4?1簡單管路的計算132
3?4?2串聯(lián)管路的計算134
3?4?3并聯(lián)管路的計算135
3?5特定流動分析136
3?5?1勢函數(shù)和流函數(shù)概念136
3?5?2幾種簡單的平面無旋流動137
3?5?3圓柱形測速管原理137
3?5?4紊流射流的一般特性139
3?5?5特殊射流141
3?6氣體動力學(xué)基礎(chǔ)142
3?6?1理想氣體一元恒定流動的運動方程142
3?6?2聲速、滯止參數(shù)、馬赫數(shù)143
3?6?3氣體速度與斷面的關(guān)系144
3?7泵與風機145
3?7?1泵與風機的性能曲線145
3?7?2管路性能曲線及工作點146
3?7?3泵或風機的聯(lián)合運行148
3?7?4離心式泵或風機的工況調(diào)節(jié)149
3?7?5泵的氣蝕與安裝高度149
3?7?6泵或風機的選擇151
復(fù)習題151
復(fù)習題答案與提示163
第4章自動控制172
考試大綱172
4?1自動控制與自動控制系統(tǒng)的一般概念172
4?1?1控制工程的基本含義172
4?1?2信息的傳遞172
4?1?3反饋及反饋控制173
4?1?4開環(huán)及閉環(huán)控制系統(tǒng)的構(gòu)成174
4?1?5控制系統(tǒng)的分類及基本要求177
4?2控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型179
4?2?1控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的特性179
4?2?2控制系統(tǒng)微分方程的擬定與求解184
4?2?3拉普拉斯變換與反變換185
4?2?4傳遞函數(shù)及其框圖189
4?3線性系統(tǒng)的分析與設(shè)計196
4?3?1基本調(diào)節(jié)規(guī)律及實現(xiàn)方法196
4?3?2控制系統(tǒng)的一階瞬態(tài)響應(yīng)201
4?3?3二階瞬態(tài)響應(yīng)202
4?3?4頻率特性基本概念205
4?3?5頻率特性表示方法207
4?3?6調(diào)節(jié)器的特性對調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響219
4?3?7二階系統(tǒng)的設(shè)計方法221
4?4控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與對象的調(diào)節(jié)性能224
4?4?1穩(wěn)定性基本概念224
4?4?2穩(wěn)定性與特征方程根的關(guān)系225
4?4?3代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)225
4?4?4對象的調(diào)節(jié)性能指標227
4?5控制系統(tǒng)的誤差分析227
4?5?1誤差及穩(wěn)態(tài)誤差227
4?5?2系統(tǒng)類型及誤差度228
4?5?3靜態(tài)（穩(wěn)態(tài)）誤差系數(shù)228
4?6控制系統(tǒng)的綜合和校正231
4?6?1校正的概念 231
4?6?2串聯(lián)校正裝置的形式及其特性232
4?6?3繼電器調(diào)節(jié)系統(tǒng)（非線性系統(tǒng)）及校正236
復(fù)習題244
復(fù)習題答案與提示257
第5章熱工測試技術(shù)269
考試大綱269
5?1測量技術(shù)的基本知識269
5?1?1測量269
5?1?2測量精度與測量誤差270
5?1?3常見測量方法272
5?1?4儀表的測量范圍與測量精度273
5?1?5儀表的穩(wěn)定性273
5?1?6靜態(tài)特性和動態(tài)特性274
5?1?7傳感器275
5?1?8傳輸通道275
5?1?9變換器275
5?2溫度的測量275
5?2?1溫度與溫標275
5?2?2熱電材料277
5?2?3熱電效應(yīng)測溫原理278
5?2?4膨脹效應(yīng)測溫原理及其應(yīng)用279
5?2?5熱電回路性質(zhì)及理論279
5?2?6熱電偶結(jié)構(gòu)及使用方法280
5?2?7熱電阻測溫原理及常用材料、常用組件的使用方法280
5?2?8輻射溫度計281
5?2?9溫度變送器283
5?2?10測溫布置技術(shù)284
5?3濕度的測量284
5?3?1干濕球溫度計測量原理284
5?3?2干濕球溫度電學(xué)測量和信號傳送傳感285
5?3?3露點儀285
5?3?4露點儀測濕布置技術(shù)287
5?4壓力的測量287
5?4?1壓力計287
5?4?2壓力傳感器289
5?4?3壓力儀表的選用和安裝290
5?5流速的測量291
5?5?1流速測量原理291
5?5?2機械風速儀的測量及結(jié)構(gòu)291
5?5?3熱線風速儀的測量原理及結(jié)構(gòu)292
5?5?4L形動壓管(畢托管)292
5?5?5測速儀293
5?5?6流速測量布置技術(shù)293
5?6流量的測量294
5?6?1節(jié)流法和容積法測流量294
5?6?2流量計295
5?6?3流量測量的布置技術(shù)299
5?7液位的測量300
5?7?1常見測液位方法300
5?7?2液位測量的布置及誤差消除方法300
5?8熱流量的測量301
5?8?1熱流計的分類301
5?8?2熱流計的布置及使用301
5?9誤差與數(shù)據(jù)處理301
5?9?1誤差函數(shù)的分布規(guī)律302
5?9?2直接測量的平均值、方差、標準誤差、有效數(shù)字和測量結(jié)果表達302
5?9?3測量結(jié)果表達304
5?9?4間接測量最優(yōu)值、標準誤差、誤差傳播理論、微小誤差原則、誤差分配304
5?9?5組合測量原理306
5?9?6最小二乘法原理306
5?9?7經(jīng)驗公式法307
5?9?8相關(guān)系數(shù)307
5?9?9回歸分析307
5?9?10顯著性檢驗及分析307
5?9?11過失誤差處理307
5?9?12系統(tǒng)誤差處理方法及消除方法308
5?9?13誤差的合成定律308
復(fù)習題309
復(fù)習題答案與提示316
第6章機械基礎(chǔ)319
考試大綱319
6?1概述319
6?1?1機械設(shè)計的一般原則和程序319
6?1?2機械零件的設(shè)計準則322
6?1?3許用應(yīng)力和安全系數(shù)323
6?2平面機構(gòu)的自由度325
6?2?1運動副及其分類326
6?2?2平面機構(gòu)運動簡圖326
6?2?3具有確定運動的條件及平面機構(gòu)自由度328
6?3平面連桿機構(gòu)330
6?3?1鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式和特性330
6?3?2曲柄存在的條件330
6?3?3鉸鏈四桿機構(gòu)的演化331
6?4凸輪機構(gòu)333
6?4?1凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和類型334
6?4?2從動件的基本運動規(guī)律335
6?4?3直動從動件盤形凸輪機構(gòu)的輪廓曲線的繪制336
6?5螺紋連接339
6?5?1螺紋的常用類型和主要參數(shù)339
6?5?2螺旋副的受力分析、效率和自鎖340
6?5?3螺紋連接的基本類型341
6?5?4螺紋連接的強度計算342
6?5?5螺紋連接設(shè)計時應(yīng)注意的問題343
6?6帶傳動344
6?6?1帶傳動的工作情況分析344
6?6?2普通V帶傳動的主要參數(shù)和選擇計算346
6?6?3帶輪的材料和結(jié)構(gòu)351
6?6?4帶傳動的張緊與維護352
6?7齒輪機構(gòu)352
6?7?1齒輪機構(gòu)的特點與類型353
6?7?2直齒圓柱齒輪各部分名稱和尺寸353
6?7?3漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件和連續(xù)傳動條件354
6?7?4齒輪的失效355
6?7?5直齒圓柱齒輪的強度計算356
6?7?6斜齒圓柱齒輪傳動及其受力分析360
6?7?7齒輪的結(jié)構(gòu)360
6?7?8蝸桿傳動361
6?8輪系363
6?8?1定軸輪系及其傳動比363
6?8?2周轉(zhuǎn)輪系及其傳動比364
6?9軸365
6?9?1軸的分類365
6?9?2軸的材料366
6?9?3軸的結(jié)構(gòu)366
6?9?4軸的計算367
6?9?5軸轂連接類型369
6?10滾動軸承371
6?10?1滾動軸承的分類372
6?10?2滾動軸承的代號374
6?10?3滾動軸承的選擇計算375
復(fù)習題377
復(fù)習題答案與提示385
模擬試題（一）391
模擬試題（一）答案396
模擬試題（二）399
模擬試題（二）答案406
參考文獻411