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绪论1

1 建筑设备工程中热工学应用举例1

2 本课程的学习目的及主要内容3

3 教学建议3

第一部分 工程热力学5

单元1 工程热力学基本概念及气体状态方程式5

1.1 工质及其状态参数5

1.1.1 关于工质5

1.1.2 工质的基本状态参数5

1.2 热力系统10

1.2.1 闭口系统10

1.2.2 开口系统10

1.2.3 绝热系统11

1.2.4 孤立系统11

1.3 理想气体状态方程式11

1.3.1 理想气体与实际气体11

1.3.2 理想气体状态方程式11

1.4 混合气体的基本概念14

1.4.1 混合气体的分压力和总压力15

1.4.2 混合气体的分容积和总容积15

1.4.3 混合气体各组成气体的成分表示15

1.4.4 混合气体的折合相对分子质量及气体常数17

思考与练习题18

单元2 热力学第一定律和第二定律20

2.1 热力学系统涉及的能量形式20

2.1.1 热力系统储存能20

2.1.2 热力系统与外界传递的能量21

2.2 热力学第一定律简介24

2.2.1 热力学第一定律的实质24

2.2.2 闭口系统的能量方程25

2.2.3 开口系统稳定流动能量方程26

2.2.4 稳定流动能量方程式的应用27

2.3 利用量热学方法计算理想气体的热量、内能及焓30

2.3.1 比热容的定义及影响因素30

2.3.2 利用比热容计算气体的热量31

2.3.3 利用比热容计算理想气体内能与焓的变化量34

2.4 理想气体的主要热力过程35

2.4.1 基本热力过程35

2.4.2 多变过程40

2.5 热力学第二定律简介42

2.5.1 热力循环42

2.5.2 热力学第二定律44

2.5.3 卡诺循环与卡诺定律45

2.5.4 熵与熵增原理47

思考与练习题48

单元3 水蒸气50

3.1 水蒸气的基本概念50

3.1.1 汽化50

3.1.2 凝结51

3.1.3 饱和状态51

3.1.4 汽化热和凝结热51

3.2 定压下水蒸气的生产过程52

3.2.1 水蒸气的定压生产过程52

3.2.2 水蒸气的p-v图和T-s图53

3.3 水和水蒸气图表54

3.3.1 水和水蒸气表55

3.3.2 水蒸气的焓-熵图56

3.4 水蒸气的基本热力过程57

3.4.1 定压过程58

3.4.2 定容过程58

3.4.3 定温过程59

3.4.4 绝热过程59

思考与练习题60

单元4 湿空气62

4.1 湿空气的状态参数62

4.1.1 湿空气的压力62

4.1.2 湿空气的温度63

4.1.3 绝对湿度和相对湿度63

4.1.4 含湿量64

4.1.5 湿空气的焓65

4.1.6 湿空气的密度65

4.1.7 露点温度和湿球温度66

4.2 湿空气的焓湿图67

4.2.1 焓湿图的构成及绘制原理67

4.2.2 h-d图的应用69

4.3 湿空气的基本处理过程72

4.3.1 加热过程72

4.3.2 冷却过程72

4.3.3 加湿过程74

4.3.4 绝热混合过程75

思考与练习题79

单元5 工程热力学原理应用举例80

5.1 活塞式压气机的基本原理80

5.1.1 单级活塞式压气机的工作原理80

5.1.2 压气机压缩过程的分析81

5.1.3 余隙容积的必要性及其对压气机排气量的影响83

5.1.4 余隙容积对压气机耗功的影响84

5.1.5 多级压缩和中间冷却84

5.2 蒸气压缩式制冷循环及热力计算86

5.2.1 概述86

5.2.2 蒸气压缩式制冷理论循环87

5.2.3 单级蒸气压缩式制冷理论循环热力计算90

5.2.4 蒸气压缩实际制冷循环93

5.2.5 制冷运行工况及其对制冷循环性能的影响94

5.3 吸收式制冷循环工作原理96

5.3.1 溴化锂吸收式制冷机的工作原理96

5.3.2 溴化锂吸收式制冷机的典型结构与流程97

5.4 热泵循环简介97

思考与练习题98

第二部分 传热学99

单元6 稳定导热99

6.1 导热的概念及傅里叶定律100

6.1.1 导热的概念100

6.1.2 温度场100

6.1.3 等温线、等温面和温度梯度101

6.1.4 傅里叶定律102

6.1.5 导热系数103

6.1.6 新型节能材料104

6.2 通过平壁的稳定导热104

6.2.1 单层平壁的稳定导热104

6.2.2 多层平壁的稳定导热105

6.2.3 复合平壁的导热106

6.3 圆筒壁的稳态导热108

6.3.1 单层圆筒壁的稳态导热108

6.3.2 多层圆筒壁的稳态导热109

6.3.3 圆筒壁稳态导热的简化计算110

思考与练习题112

单元7 对流换热114

7.1 对流换热的概念及牛顿冷却公式114

7.1.1 对流换热的概念114

7.1.2 对流换热的机理115

7.1.3 牛顿冷却公式116

7.1.4 影响对流换热系数的主要因素116

7.2 对流换热计算概述117

7.2.1 对流换热准则数117

7.2.2 准则数之间的关系119

7.2.3 定性温度与特征尺寸119

7.2.4 换热计算的一般步骤120

7.3 单相流体对流换热计算120

7.3.1 管内流体强制对流换热计算120

7.3.2 管外流体强制对流换热计算123

7.3.3 自然对流换热的计算125

7.4 沸腾换热与凝结换热129

7.4.1 沸腾换热129

7.4.2 凝结换热133

7.4.3 热管技术135

思考与练习题135

单元8 辐射换热137

8.1 热辐射的概念和基本定律137

8.1.1 热辐射的概念及特点137

8.1.2 吸收、反射和透射138

8.1.3 辐射力139

8.1.4 热辐射的基本定律140

8.1.5 太阳能的利用142

8.2 物体间的辐射换热计算143

8.2.1 角系数143

8.2.2 两平行板之间的辐射换热144

8.2.3 空腔内的物体与空腔内壁之间的辐射换热145

8.2.4 气体的辐射换热147

思考与练习题149

单元9 稳定传热150

9.1 复合换热150

9.1.1 复合换热的概念150

9.1.2 复合换热的计算思路和方法150

9.2 通过平壁、圆筒壁的传热计算151

9.2.1 通过平壁的传热计算151

9.2.2 通过圆筒壁的传热计算154

9.3 传热的增强156

9.3.1 提高传热系数K的理论途径157

9.3.2 增强传热在工程中的应用157

9.4 传热的削弱（热绝缘）159

9.4.1 热绝缘的目的和技术措施159

9.4.2 热绝缘层的经济厚度160

9.4.3 临界热绝缘直径160

思考与练习题161

单元10 传热学原理应用举例163

10.1 换热器选型及计算163

10.1.1 间壁式换热器的类型及特点163

10.1.2 换热器的热力计算原理167

10.1.3 换热器的选择及评价169

10.2 维护结构热工计算170

思考与练习题174

附录175

参考文献195