热工基础（第三版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张学学，李桂馥，史琳 编

图书标签:

• 热工学
• 热力学
• 传热学
• 流体力学
• 工程热物理
• 热工基础
• 第三版
• 理工科
• 机械工程
• 能源工程

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040422979

版次：3

商品编码：12241981

包装：平装

丛书名： “十二五”普通高等教育酶国家级规划教材

开本：16开

出版时间：2015-04-01

用纸：胶版纸

页数：403

字数：480000

正文语种：中文

内容简介

　　《热工基础（第三版）》是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，是在第二版（普通高等教育“十一五”国家级规划教材）的基础上，总结近几年教学改革经验修订而成的。
　　《热工基础（第三版）》是综合性热工技术理论基础教材，分为工程热力学与传热学两篇。工程热力学篇主要介绍工程热力学的基本概念和基本定律、常用工质的热物理性质、基本热力过程与典型热力循环分析及提高循环效率的途径；传热学篇主要介绍导热、对流换热、辐射换热的基本规律、求解方法以及控制（强化或削弱）热量传递过程的技术措施，换热器的热计算方法。
　　热工基础知识是工科各类专业人才工程素质的重要组成部分。《热工基础（第三版）》对工程热力学和传热学的内容进行了精选，力求做到传统的经典内容与现代科学技术的发展相结合，并选编了适量的密切联系工程实际的例题、思考题及习题，有利于培养学生的工程意识，提高学生理论联系实际、分析解决实际问题的能力。为了满足多媒体教学的需求，《热工基础（第三版）》还配套了多媒体课件。
　　《热工基础（第三版）》可作为普通高等学校非能源动力类各专业48-64学时热工基础、热工学、工程热力学与传热学课程教材或教学参考书，也可供有关工程技术人员参考。

内页插图

目录

主要符号
绪论
0-1 能量与能源
0-2 热工基础的研究内容
第一篇 工程热力学
第一章 基本概念
1-1 热力系统
1-2 平衡状态与状态参数
1-3 状态方程与状态参数坐标图
1-4 准平衡过程与可逆过程
1-5 功量与热量
思考题
习题
第二章 热力学第一定律
2-1 热力系统的储存能
2-2 热力学第一定律的实质
2-3 闭口系统的热力学第一定律表达式
2-4 开口系统的稳定流动能量方程式
2-5 稳定流动能量方程式的应用
思考题
习题
第三章 理想气体的性质与热力过程
3-1 理想气体状态方程式
3-2 理想气体的热容、热力学能、焓和熵
3-3 理想混合气体
3-4 理想气体的热力过程
*3-5 气体压缩
*3-6 气体在喷管中的流动
*3-7 绝热滞止
思考题
习题”
第四章 热力学第二定律
4-1 自发过程的方向性与热力学第二定律的表述”
4-2 卡诺循环与卡诺定理
4-3 熵
*4-4 炯
思考题
习题
第五章 水蒸气与湿空气
5-1 水蒸气的产生过程
5-2 水蒸气的状态参数
5-3 水蒸气的基本热力过程
5-4 湿空气的性质
5-5 湿空气的基本热力过程
*5-6 干湿球温度计
思考题
习题
第六章 动力装置循环
6-1 蒸汽动力装置循环
6-2 活塞式内燃机循环
*6-3 燃气轮机装置的理想循环
思考题
习题
第七章 制冷装置循环
7-1 空气压缩式制冷循环
7-2 蒸气压缩式制冷循环
*7-3 吸收式制冷循环
*7-4 热泵
思考题
习题

第二篇 传热学
第八章 热量传递的基本方式
8-1 热传导
8-2 热对流
8-3 热辐射
8-4 传热过程简介
思考题
习题
第九章 导热
9-1 导热理论基础
9-2 稳态导热
9-3 非稳态导热
*9-4 导热问题的数值解法基础
思考题
习题
第十章 对流换热
10-1 概述
10-2 对流换热的数学描述
10-3 外掠等壁温平板层流换热分析解简介
10-4 对流换热的实验研究方法
10-5 单相流体强迫对流换热特征数关联式
10-6 自然对流换热
*10-7 凝结与沸腾换热
思考题
习题
第十一章 辐射换热
11-1 热辐射的基本概念
11-2 黑体辐射的基本定律
11-3 实际物体的辐射特性，基尔霍夫定律
11-4 辐射换热的计算方法
11-5 遮热板原理
*11-6 太阳辐射
思考题
习题
第十二章 传热过程与换热器
12-1 传热过程
12-2 换热器
12-3 传热的强化与削弱
思考题
习题

附录
附表1 常用单位换算
附表2 常用气体的平均比定压热容
附表3 常用气体的平均比定容热容
附表4 空气的热力性质
附表5 饱和水与饱和水蒸气的热力性质(按温度排列)
附表6 饱和水与饱和水蒸气的热力性质(按压力排列)
附表7 未饱和水与过热水蒸气的热力性质”
附表8 氨(NH3)饱和液与饱和蒸气的热力性质
附表9 氟利昂12(CCl2F2)饱和液与饱和蒸气的热力性质
附表10 氟利昂134a饱和液与饱和蒸气的热力性质(按温度排列)
附表11 氟利昂134a饱和液与饱和蒸气的热力性质(按压力排列)
附表12 氟利昂134a过热蒸气的热力性质(按温度排列)
附表13 金属材料的密度、比热容和热导率
附表14 保温、建筑及其他材料的密度和热导率
附表15 几种保温、耐火材料的热导率与温度的关系
附表16 干空气的热物理性质(p=1013 25×105Pa)
附表17 大气压力(p=1013 25×105Pa)下烟气的热物理性质
附表18 饱和水的热物理性质
附表19 干饱和水蒸气的热物理性质
附表20 几种饱和液体的热物理性质
附表21 一些气体的摩尔质量、气体常数、低压下的比热容和摩尔热容
附表22 大气压力(p=1013 25×105Pa)下过热水蒸气的热物理性质
附图 湿空气的h-d图(压力p=01 MPa)
参考文献

前言/序言

　　本书是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，是在第一版（教育部“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划竹中“热工课程教学内容和课程体系的改革与实践”项目的研究成果）和第二版（普通高等教育“十一五”国家级规划教材）的基础上，总结清华大学近年来热工课程教学经验修订而成的，编写过程中参考了国内已有的热工基础、热工学、工程热力学及传热学教材和国内外有关文献[1-48]。
　　本书在结构上仍然保持了传统的热工基础教材的内容体系，分为工程热力学篇与传热学篇，但根据现代工程与科学技术发展对人才培养的需要，在第二版的基础上适当拓宽了传热学篇，增加了导热的数值解法基础、热管的工作原理、太阳辐射等内容，使传热学篇和工程热力学篇在篇幅上大体相同。
　　构成热工基础理论的工程热力学与传热学是伴随着第一次工业革命中热能的利用、热机的发明逐渐形成和发展起来的，所以热工基础的基本内容，尤其是工程热力学篇的基本概念、基本定律的论述都是以热能利用、热机工作原理为背景展开的。但随着现代工业与科学技术的发展，热科学已深入到热能动力之外的机械、冶金、化工、环境、交通运输、电子、信息工程、航空航天及生物医学工程等领域，为解决这些领域中与热现象有关的技术难题发挥着重要作用。热现象的有关知识是现代工程技术人才必备的技术基础知识，是21世纪工科各类专业人才工程素质的重要组成部分。因此，为使本书适应21世纪人才培养的需要，一方面，对工程热力学和传热学的内容加以精选，力求做到传统的经典内容与现代科学技术的最新成果相结合，对基本概念、基本定律的阐述力求严谨、精练、准确，并突出工程热力学、传热学的宏观研究方法与工程应用；另一方面，为了拓宽本书的专业面和适用性，加强了热工基础理论的一般性、普适性的论述，在精心选择例题进行示范性分析的同时选编了适量的密切联系工程实际的思考题和习题，用以培养学生的工程意识，培养和提高学生理论联系实际、分析问题、解决问题的能力，并且适当地扩大了例题、思考题及习题的专业范围，力求使本书在内容的深度和广度上适应不同专业人才培养的需要。
　　本书在章节安排上与第二版基本相同，仅对部分内容进行了修改，加强了论述的科学性、严谨性。此外，为了满足多媒体教学的需求，本书配套了多媒体课件。该课件摘录了本书的重点内容，并按章节、教学顺序进行了编辑，目的是为使用本教材进行教学的教师提供一个制作多媒体教学课件的平台，他们可以在此基础上按照自己的教学思路进一步编排教学内容，可以节约大量文字、公式的录入时间，同时也为学生提供一个学习的辅导材料。
　　本书采用我国法定计量单位。
　　本书可作为高等学校非能源动力类各专业48～64学时热工基础、热工学课程教材或教学参考书，也可供有关工程技术人员参考。由于本书在结构上分为相对独立的工程热力学篇和传热学篇，所以也可作为低学时（如32学时）工程热力学或传热学课程的教材或参考书。本书是为满足64学时热工基础课程教学需要编写的，对于低学时热工基础课程，打*号的内容可根据教学要求自行选择。
　　本书第一版由清华大学张学学、李桂馥合编。第二版的修订工作及多媒体课件的制作由张学学、史琳承担。第三版的修订工作由张学学完成。张学学担任全书的主编。
　　本书第一、二版由哈尔滨工业大学杨玉顺教授和天津大学赵镇南教授审阅，第三版由北京科技大学冯俊小教授审阅，他们提出了许多宝贵的意见和建议，使本书的质量得到保证；在书稿的编写过程中得到了清华大学及兄弟院校热工界许多老师的关心和帮助。本书获得清华大学名优教材立项资助。在此一并表示诚挚的谢意。
　　由于编者水平有限，书中疏漏之处在所难免，敬请读者批评指正。
　　编者
　　2014年10月于清华大学

《热工基础（第三版）》图书简介 概述 《热工基础（第三版）》是一部系统阐述热力学、传热学及相关工程原理的权威性教材。本书旨在为读者构建扎实的热工理论知识体系，深入理解能量转换、传递及应用的基本规律，为从事能源工程、机械工程、化工、冶金、环境工程等相关领域的学习与研究打下坚实的基础。第三版在继承前两版精髓的基础上，结合最新的工程实践和科研进展，对内容进行了优化和更新，使其更具时代性、系统性和实用性。 内容详述 本书内容涵盖以下几个核心章节： 第一部分：热力学基础 热力学第一定律与能量守恒： 本章深入探讨了热力学的基本概念，包括系统、状态、过程、热、功等。 详细阐述了热力学第一定律，即能量守恒定律，并将其应用于各种热力学过程，如定容过程、定压过程、定温过程、绝热过程等。 介绍了焓、熵等热力学状态函数的概念及其在分析热力学过程中的应用。 重点讲解了封闭系统和开放系统（或称控制体）的能量分析方法，为理解能量的流动与转化提供了基本框架。 通过丰富的例题和习题，引导读者掌握能量守恒在实际工程问题中的计算与应用。 热力学第二定律与过程的可逆性： 本章聚焦于热力学第二定律，揭示了能量转换的方向性和限度。 详细介绍了卡诺定理、克劳修斯不等式等核心概念，阐述了热机效率的上限以及制冷机和热泵的性能系数。 深入讲解了熵的概念，并将其作为判断过程可逆性的关键指标。 探讨了实际工程过程中不可避免的能量损失和效率下降的原因，强调了提高能源利用效率的重要性。 通过对不同循环（如朗肯循环、布雷顿循环、奥托循环、狄塞尔循环）的分析，展示了热力学第二定律在实际动力装置设计中的指导意义。 热力学性质与物质状态方程： 本章详细介绍了各种物质（如理想气体、真实气体、饱和水蒸气、过热蒸汽）的热力学性质，包括比容、内能、焓、熵等，以及它们之间的相互关系。 重点讲解了理想气体状态方程及其应用，并深入分析了真实气体的偏离行为，介绍了范德华方程等真实气体状态方程。 详细阐述了水蒸气的性质图（如T-s图、h-s图、p-v图）的绘制与应用，以及利用蒸汽表进行查表计算的方法。 通过对相变过程（如蒸发、冷凝）的热力学分析，为理解物质状态变化提供了理论依据。 气体混合物与燃烧热力学： 本章将热力学原理拓展到气体混合物的分析，包括理想气体混合物和真实气体混合物。 介绍了分压定律、道尔顿定律等，以及混合气体的容积、焓、熵等性质的计算方法。 深入探讨了燃烧过程的热力学，包括燃烧反应的化学计量、燃烧热的计算、绝热火焰温度的求解等。 分析了实际燃烧过程中的不完全燃烧和热损失，强调了优化燃烧过程以提高能量利用效率的意义。 第二部分：传热学基础 传热基本定律与机理： 本章系统介绍了热量传递的三种基本机理：热传导、对流换热和辐射换热。 详细阐述了傅里叶导热定律，并将其应用于各种简单几何形状（如平板、圆柱体、球体）的稳态导热问题。 深入分析了牛顿冷却定律，并介绍了强制对流和自然对流的换热过程，以及影响对流换热系数的因素。 详细讲解了斯特藩-玻尔兹曼定律和基尔霍夫定律，阐述了物体间的辐射换热过程，以及表面性质（如发射率、吸收率）对辐射换热的影响。 传导与对流换热的深入分析： 本章在基本定律的基础上，对传导和对流换热进行了更深入的分析。 对于传导换热，介绍了瞬态导热问题，以及求解瞬态导热的数值方法（如有限差分法）。 对于对流换热，引入了相似准数（如雷诺数、普朗特数、努塞尔数）的概念，并讲解了如何利用这些准数关联式来计算对流换热系数。 重点分析了管内流动、管外流动、平板流动等不同流动边界条件下的对流换热特性。 辐射换热与复合换热： 本章进一步深化了对辐射换热的理解。 分析了表面之间的辐射换热，并介绍了黑体、灰体、亮体等概念。 详细讲解了辐射换热的几何因子（或称视图因子）及其计算方法。 最后，本章将热传导、对流换热和辐射换热结合起来，分析了复合换热问题，这在实际工程中更为常见，例如绝热材料的传热计算、换热器的设计等。 换热器原理与设计： 本章将传热学理论应用于实际工程装置——换热器。 介绍了不同类型的换热器，如管壳式换热器、板式换热器、翅片管换热器等，并分析了它们的结构特点和适用范围。 详细讲解了换热器传热热量的计算方法，包括平均温差法的应用，以及逐程法和数值法的介绍。 讨论了影响换热器传热效率的因素，如传热面积、传热系数、流体性质等，并初步介绍了换热器的设计原则。 第三部分：能量转换与利用 蒸汽动力循环： 本章重点介绍和分析了以水蒸气为工质的热力循环，这是火力发电厂、核电站等能源核心装置的基础。 详细分析了理想朗肯循环，并在此基础上分析了实际朗肯循环中存在的不可逆损失和效率降低的原因。 介绍了提高朗肯循环效率的改进方法，如再热、回热等。 讲解了蒸汽轮机、锅炉、冷凝器等关键设备的工作原理及其在循环中的作用。 燃气轮机动力循环： 本章介绍和分析了以气体为工质的热力循环，是航空发动机、燃气轮机发电装置等的核心。 详细分析了理想布雷顿循环，并在此基础上分析了实际布雷顿循环的性能。 介绍了影响燃气轮机性能的因素，如压气机和涡轮的效率、涡轮进口温度等。 讨论了联合循环技术，即将燃气轮机与蒸汽轮机结合，显著提高整体发电效率。 内燃机循环： 本章聚焦于将燃料能量直接转化为机械能的内燃机。 详细分析了理想奥托循环（汽油机）和理想狄塞尔循环（柴油机）。 探讨了实际内燃机循环中的空气和燃料混合、燃烧过程、热损失等因素对性能的影响。 介绍了内燃机的关键部件和工作原理。 制冷与热泵循环： 本章从能量利用的另一个角度——制冷和供热出发。 详细分析了蒸汽压缩式制冷循环，这是空调、冰箱等常用的制冷原理。 介绍了制冷剂的选择原则以及蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀等关键部件的功能。 深入探讨了热泵的工作原理，它利用少量电能或机械能，从低温热源中提取能量，用于供暖。 分析了制冷循环和热泵循环的性能系数（COP），并探讨了提高其效率的方法。 本书特色 系统性与完整性： 本书从热力学基本定律出发，逐步深入到传热学原理，再到各种能量转换循环的应用，构建了完整、系统的热工知识体系。 理论与实践结合： 在阐述理论知识的同时，本书紧密结合工程实际，通过大量的实例和案例分析，帮助读者理解理论在工程中的应用。 图文并茂： 大量精选的图表、示意图和照片，直观地展示了各种概念、过程和设备，增强了学习的趣味性和直观性。 逻辑清晰，语言精炼： 全书结构严谨，章节之间过渡自然，语言通俗易懂，避免了冗余和不必要的术语堆砌。 习题丰富，难度适宜： 每章配有数量充足、难度梯度合理的习题，有助于读者巩固所学知识，提升解题能力。 最新进展 반영： 第三版在内容上进行了更新，融入了近年来在能源利用、热管理等领域的新技术和新思想，使其更具前瞻性。 适用读者 本书适合于高等院校机械工程、能源与动力工程、热能工程、化工、环境工程、材料工程等专业的本科生、研究生作为教材使用。同时，也适用于从事相关工程技术工作的工程师、研究人员以及对热工领域感兴趣的自学者。掌握本书内容，将为读者在未来的学习、研究和工程实践中，解决复杂的能量相关问题提供强大的理论支撑和解决问题的工具。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大方，封面上“热工基础（第三版）”几个字显得十分稳重，让人一看就觉得内容扎实。翻开书页，纸张的触感很不错，不是那种劣质的、泛黄的纸，而是比较细腻的，字迹印刷清晰，排版也很合理，即使是密集的公式和图表，看起来也不会显得拥挤凌乱。我尤其喜欢它在公式推导过程中的标注，非常清晰地解释了每一步的逻辑，不像有些书那样直接给出结果，让人摸不着头脑。比如，关于能量守恒定律的推导，书中用多种不同角度进行了阐释，还配上了生动的图示，即使是对热力学概念初次接触的读者，也能很快理解其精髓。而且，它在介绍各个概念时，都会追溯其历史渊源和发展脉络，这对于我这样喜欢探究事物本质的读者来说，非常有吸引力。这不仅仅是一本教科书，更像是一次关于热工学发展史的精彩回顾，让我对这个学科的理解更加深刻和立体。

评分☆☆☆☆☆

我买这本书主要是为了应对即将到来的专业考试，希望能在短时间内掌握核心知识点。这本书在内容的组织上，可以说是煞费苦心。它从最基础的热力学基本概念讲起，循序渐进，每个章节之间都有很强的逻辑联系，不会让人感到跳跃。尤其是关于理想气体和真实气体的状态方程部分，作者不仅给出了严格的数学推导，还结合了大量的实际工程案例进行说明。比如说，在讲到范德华方程时，书中引用了化工生产中氨气压缩过程中遇到的实际问题，分析了为什么理想气体状态方程在这里失效，以及范德华方程是如何更精确地描述这种行为的。这种“理论联系实际”的教学方式，极大地提高了我的学习效率，也让我对热工学在工业生产中的应用有了更直观的认识。那些章节后面附带的习题，难度适中，既能检验我的理解程度，又不会让我感到挫败，并且答案解析也十分详尽，对于我自我纠错很有帮助。

评分☆☆☆☆☆

我是一名研究生，需要在一周内掌握并应用热工学的相关知识解决一个项目问题。这本书在内容深度和广度上都给我留下了深刻的印象。虽然是“基础”系列，但它并没有因此而变得浅显。在深入讲解热力学第一、第二定律的基础上，它还触及了一些更高级的主题，比如相变热力学和化学热力学的一些基本概念。我尤其对其中关于循环效率的分析部分感到满意，作者详细地分析了卡诺循环的理论极限，并且通过对比实际热力机的工作原理，指出了影响效率的各种实际因素，如摩擦、热损失等。这种从理论到实践的严谨分析，让我对如何优化工程设计有了更深刻的认识。书中一些小提示和注意事项，比如“容易出错的地方”、“需要注意的细节”等等，都非常有价值，避免了我走一些不必要的弯路，为我节省了不少研究时间。

评分☆☆☆☆☆

作为一名跨专业学习者，我对热工学领域并不熟悉，初衷是想通过这本书建立起扎实的基础。这本书的语言风格非常平实易懂，没有过多华丽辞藻的堆砌，而是用清晰、准确的语言来阐述复杂的概念。即使是对于一些抽象的热力学过程，作者也善于运用形象的比喻，比如用“能量的搬运工”来比喻热量，用“努力工作的勤奋者”来比喻内能。这让我这个工科背景不那么强的读者，也能比较轻松地理解。书中大量的插图和图表，也起到了画龙点睛的作用，它们将枯燥的公式和概念可视化，让我能更直观地感受到物理过程的变化。例如，关于熵增原理的讲解，书中不仅仅给出了数学公式，还配以了不同状态下气体分子运动的动态示意图，清晰地展示了微观粒子的无序度是如何随着时间增加而增大的。这种多维度、多角度的讲解方式，极大地降低了学习的门槛。

评分☆☆☆☆☆

在阅读过程中，我发现这本书对于知识点之间的联系梳理得非常到位，这一点对于理解整个热工学体系至关重要。它不仅仅是简单地罗列公式和定义，而是花了很多篇幅去解释这些概念是如何相互关联、相互支持的。例如，在讲解热传导、对流和辐射这三种传热方式时，作者不仅仅分别介绍了它们各自的特点和数学模型，还着重强调了在实际工程中，这三种传热方式往往是同时存在、相互影响的，并给出了如何综合考虑这些因素的分析思路。书中还穿插了一些历史性的故事，比如关于焦耳的实验，以及卡诺在热力学发展史上的贡献，这些内容让学习过程变得更加生动有趣，也让我对科学家们探索科学真理的艰辛历程有了更深的敬意。总的来说，这本书在引导读者建立系统性思维方面做得非常出色。