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热工基础【高职教材】 本书特色
本书为高职高专“十二五”电力技术专业规划教材。
本书分为两篇，共11章。第1篇为工程热力学，包括热力学基本概念、热力学第1定律及其应用、理想气体及其热力过程、热力学第二定律、水蒸气、气体和蒸汽的流动、蒸汽动力装置循环；第二篇为传热学，包括导热、对流换热、热辐射及辐射换热、传热过程与换热器。为便于教学与学生学习，每章编排了学习目标、小结、自测练习题。
本书可作为高职高专院校电厂热能动力装置、火电厂集控运行、热工检测与控制技术等专业的教材，也可作为火电厂热动类运行与维护人员岗位培训和技能鉴定的培训教材，还可作为相关技术人员和相关专业学生的参考书。
热工基础【高职教材】 目录
前言
绪论1
【学习目标】1
0.1能量、能源和热能的利用1
0.2火力发电厂的生产过程4
0.3“热工基础”课程的主要内容及其
在专业中的作用7
小结9
自测练习题9
**篇工程热力学10
第1章热力学基本概念10
【学习目标】10
1.1热力系及类型10
1.1.1热力系、外界和边界10
1.1.2热力系的类型11
1.2平衡状态及基本状态参数13
1.2.1工质的状态与状态参数13
1.2.2基本状态参数14
1.2.3状态方程和状态参数坐标图18
1.3热力过程19
1.3.1准平衡过程20
1.3.2可逆过程20
1.4功与热量22
1.4.1功 22
1.4.2热量24
1.5热力循环26
1.5.1热力循环及其类型26
1.5.2正向循环及其热效率27
1.5.3逆向循环及其性能系数28
小结29
自测练习题30
第2章热力学**定律及其应用34
【学习目标】34
2.1热力系的储存能与热力学能34
2.1.1热力学能34
2.1.2外部储存能35
2.1.3热力系的总储存能35
2.2热力学**定律的实质及表述36
2.3闭口系能量方程式36
2.4开口系的稳定流动能量方程式和焓39
2.4.1稳定流动和推动功39
2.4.2稳定流动能量方程式41
2.4.3焓和技术功42
2.5稳定流动能量方程的应用45
2.5.1换热设备45
2.5.2热力发动机45
2.5.3泵与风机46
2.5.4喷管与扩压管46
小结47
自测练习题49
第3章理想气体及其热力过程53
【学习目标】53
3.1理想气体状态方程式53
3.1.1理想气体与实际气体53
3.1.2理想气体状态方程式及其应用54
3.2理想气体的比热容56
3.2.1比热容的定义及分类56
3.2.2比定容热容和比定压热容57
3.2.3真实比热容、平均比热容与定值
比热容59
3.3理想气体的热力学能、焓和熵变化量
的计算62
3.3.1理想气体的热力学能、焓变化量
的计算62
3.3.2理想气体的熵变化量的计算63
3.4理想混合气体的性质64
3.4.1混合气体的基本状态参数及基本
定律64
3.4.2混合气体的成分表示方法65
3.4.3混合气体的平均千摩尔质量与
平均气体常数66
3.4.4混合气体分压力的确定67
3.4.5混合气体的比热容67
3.5理想气体的基本热力过程68
3.5.1定容过程69
3.5.2定压过程70
3.5.3定温过程71
3.5.4绝热过程72
3.5.5多变过程74
小结75
自测练习题77
第4章热力学第二定律82
【学习目标】82
4.1热力学第二定律的实质和表述82
4.1.1自发过程的特性82
4.1.2热力学第二定律的表述83
4.1.3过程方向性与能量品质变化的
关系84
4.2卡诺循环与卡诺定理85
4.2.1卡诺循环85
4.2.2卡诺定理86
4.2.3等效卡诺循环86
4.3熵与孤立系统熵增原理89
4.3.1熵的导出89
4.3.2不可逆过程熵的变化——熵流
和熵产90
4.3.3孤立系统熵增原理与做功能力
损失91
4.4参数及分析方法简介94
4.4.1的定义94
4.4.2热量94
4.4.3稳定流动工质的94
小结95
自测练习题96
第5章水蒸气99
【学习目标】99
5.1水的相变及相图99
5.1.1汽化与凝结99
5.1.2饱和状态100
5.1.3水的相图(p—T图)101
5.2水蒸气的定压产生过程102
5.2.1水蒸气定压产生过程的三个阶
段102
5.2.2水蒸气的p—v图与T—s图104
5.2.3高参数水蒸气对电厂锅炉汽水
受热面的影响106
5.3水蒸气的状态参数和水蒸气表106
5.3.1焓、熵值零点的规定106
5.3.2饱和水与干饱和蒸汽热力性质
表107
5.3.3未饱和水与过热蒸汽热力性质
表108
5.3.4水蒸气热力性质表的应用108
5.4水蒸气的h—s图110
5.4.1水蒸气h—s图的构成110
5.4.2水蒸气h—s图的应用111
5.5水蒸气的典型热力过程112
5.5.1定压过程113
5.5.2可逆绝热过程(定熵过程)113
5.6湿空气的性质115
5.6.1干空气和湿空气115
5.6.2湿空气的状态及状态参数115
5.6.3湿空气应用实例118
小结119
自测练习题120
第6章气体和蒸汽的流动123
【学习目标】123
6.1一维稳定流动的基本方程式123
6.1.1连续性方程123
6.1.2稳定流动的能量方程式124
6.1.3过程方程式124
6.1.4声速与马赫数124
6.2管内定熵流动的基本特性125
6.2.1流速变化与压力变化间的关系125
6.2.2流速变化与比体积变化间的关
系126
6.2.3管道截面变化的规律126
6.2.4临界参数与滞止参数128
6.3喷管的计算129
6.3.1出口流速计算129
6.3.2临界压力比及临界流速130
6.3.3喷管的形状选择130
6.3.4喷管的尺寸计算131
6.3.5喷管内有摩擦阻力的绝热流动132
6.4绝热节流133
6.4.1节流过程及其特性133
6.4.2绝热节流的应用134
小结136
自测练习题137
第7章蒸汽动力装置循环141
【学习目标】141
7.1朗肯循环141
7.1.1以水蒸气为工质的卡诺循环141
7.1.2朗肯循环的组成142
7.1.3朗肯循环的热经济指标计算143
7.1.4有摩擦阻力的实际循环144
7.1.5提高朗肯循环热效率的基本途
径145
7.2再热循环148
7.2.1再热循环的装置系统图和T—s
图149
7.2.2再热循环的热经济指标计算149
7.2.3再热循环分析150
7.3回热循环151
7.3.1回热循环的装置系统图和T—s
图152
7.3.2回热循环的热经济性指标计算152
7.3.3回热循环分析154
7.3.4同时采用回热和再热的蒸汽动
力循环155
7.4热电联产循环156
7.5燃气—蒸汽联合循环简介158
7.6核能发电厂循环161
小结165
自测练习题166
第二篇传热学170
第8章导热170
【学习目标】170
8.1传热学概述170
8.2导热的基本概念及基本定律173
8.2.1基本概念173
8.2.2基本定律176
8.2.3导热系数和保温材料177
8.3通过平壁的一维稳态导热179
8.3.1单层平壁导热179
8.3.2多层平壁导热181
8.4通过圆筒壁的一维稳态导热184
8.4.1单层长圆筒壁的一维稳态导热184
8.4.2多层圆筒壁导热186
8.5非稳态导热187
8.5.1非稳态导热及其类型187
8.5.2热扩散率a189
8.5.3火电厂非稳态导热实例分析190
小结191
自测练习题192
第9章对流换热196
【学习目标】196
9.1对流换热概述196
9.1.1对流换热的概念196
9.1.2对流换热的计算公式199
9.1.3影响对流换热的因素199
9.2对流换热的研究方法201
9.3流体无相变的对流换热203
9.3.1管内强制对流换热203
9.3.2流体绕流圆管的对流换热208
9.3.3自然对流换热211
9.4流体有相变的对流换热214
9.4.1凝结换热215
9.4.2沸腾换热218
小结222
自测练习题223
第10章热辐射及辐射换热227
【学习目标】227
10.1热辐射的基本概念227
10.1.1热辐射的本质和特征227
10.1.2物体的热辐射特性——吸收、
反射和透射228
10.1.3辐射力和黑度231
10.2热辐射的基本定律232
10.2.1普朗克定律和维恩位移定律232
10.2.2斯蒂芬?玻尔兹曼定律233
10.2.3兰贝特余弦定律235
10.2.4实际物体的辐射特性和基尔
霍夫定律235
10.3物体间辐射换热的计算237
10.3.1辐射角系数237
10.3.2黑体表面之间的辐射换热240
10.3.3灰体表面之间的辐射换热241
10.3.4辐射换热的强化与削弱245
10.4气体辐射和太阳辐射248
10.4.1气体辐射的特点248
10.4.2太阳辐射简介249
小结250
自测练习题252
第11章传热过程与换热器257
【学习目标】257
11.1换热器及其分类257
11.1.1换热器的类型257
11.1.2表面式换热器的主要形式259
11.2传热过程及传热方程式261
11.2.1传热过程的基本概念261
11.2.2传热方程式262
11.3通过平壁和圆筒壁的传热过程263
11.3.1通过平壁的传热过程263
11.3.2通过圆筒壁的传热过程265
11.4传热的强化与削弱267
11.4.1强化传热267
11.4.2削弱传热270
11.5表面式换热器的传热计算273
11.5.1传热计算的基本方程式273
11.5.2平均温差的计算274
11.5.3表面式换热器的传热计算方
法277
11.6火电厂典型换热器传热过程分析281
11.6.1锅炉各受热面的传热分析282
11.6.2汽轮机主要辅助设备的传热
分析283
小结284
自测练习题286
附录291
附录A291
附表1常用单位换算表291
附表2气体的平均质量定压热容cpt0292
附表3气体的平均质量定容热容cVt0293
附表4气体的平均体积定压热容c′pt0294
附表5气体的平均体积定容热容c′Vt0295
附表6饱和水与干饱和蒸汽的热力性质(按温度排列)296
附表7饱和水与干饱和蒸汽的热力性质(按压力排列)298
附表8未饱和水与过热蒸汽的热力性质300
附表9饱和水的热物理性质307
附表10标准大气压(pb=1.01325×
105Pa)下过热水蒸气的热物理性质308
附表11标准大气压(pb=1.01325×
105Pa)下干空气的热物理性质308
附表12标准大气压(p=1.01325×105Pa)下烟气的热物理性质309
附表13几种油的热物理性质309
附表14几种材料的密度、热导率、比热容和热扩散率310
参考文献311
附录B水蒸气的焓—熵图插页
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