熱能與動力工程測試技術（第3版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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俞小莉，嚴兆大 著

圖書標籤:

• 熱能工程
• 動力工程
• 測試技術
• 實驗技術
• 熱力學
• 工程熱物理
• 能源工程
• 機械工程
• 高等教育
• 教材

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111586449

版次：3

商品編碼：12363764

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： “十三五” 國傢重點齣版物齣版規劃項目 現代機械工程係列精品教材 普通高等教育“十五”國傢級規劃教材

開本：16開

齣版時間：2018-05-01

用紙：膠版紙

頁數：232

內容簡介

本書介紹瞭熱能和動力工程領域中主要參數的測量理論與技術。全書共12 章, 第1~3 章主要介紹測試技術相關的基礎知識, 包括基本概念辨析、性能參數錶達, 以及誤差分析處理方法介紹等; 第4~ 12 章介紹熱能與動力工程領域重要參數測量技術, 包括溫度、力與壓力、流速、流量、液位、轉速、轉矩、功率、有害排放物質和振動噪聲等參數的測量技術。
本書為熱能與動力工程類各專業本科生教材和研究生參考書, 也可供該領域從事試驗研究與生産檢驗等工作的工程技術人員參考。

目錄

第3 版前言
第2 版前言
第1 版前言
第1 章　緒論 1
1. 1　測試工作的內涵及作用 1
1. 2　測試係統的基本組成 1
1. 3　測量的基本類彆 2
1. 4　測試技術的發展及其在熱能與動力
工程領域的應用概況 4
1. 5　熱能與動力工程測試技術課程學習
要求 4
思考題與習題 4
第2 章　測量係統的基本特性 5
2. 1　概述 5
2. 2　理想測量係統及其主要性質 5
2. 3　測量係統的靜態特性 6
2. 4　測量係統的動態特性 10
思考題與習題 20
第3 章　測量誤差分析及數據處理 22
3. 1　測量誤差的基本概念 22
3. 2　隨機誤差分析與錶達 23
3. 3　係統誤差分析與處理 26
3. 4　疏失誤差的消除 31
3. 5　測量誤差的計算 36
3. 6　測試數據的處理方法 42
思考題與習題 51
第4 章　溫度測量 53
4. 1　概述 53
4. 2　接觸式測溫計 55
4. 3　非接觸式熱輻射測溫技術 67
思考題與習題 75
第5 章　力與壓力測量 76
5. 1　概述 76
5. 2　常用力與壓力傳感器 77
5. 3　動態壓力測量 86
思考題與習題 96
第6 章　流速測量 97
6. 1　皮托管測速技術 97
6. 2　熱綫(熱膜) 測速技術 102
6. 3　激光多普勒測速技術 105
6. 4　粒子圖像測速技術 111
思考題與習題 116
第7 章　流量測量 117
7. 1　概述 117
7. 2　節流式流量計 120
7. 3　渦輪流量計 125
7. 4　光縴流量計 129
7. 5　超聲波流量計 131
7. 6　電磁流量計 133
7. 7　質量型流量計 134
思考題與習題 138
第8 章　液位測量 139
8. 1　差壓式液位計 139
8. 2　電容式液位計 143
8. 3　電阻式液位計 145
8. 4　光縴液位計 147
8. 5　超聲波液位計 149
思考題與習題 150
第9 章　轉速、轉矩和功率測量 151
Ⅶ
9. 1　轉速測量 151
9. 2　轉矩測量 153
9. 3　功率測量 159
思考題與習題 171
第10 章　排放測量 173
10. 1　概述 173
10. 2　色譜分析儀 174
10. 3　紅外氣體分析技術 175
10. 4　常用組分濃度測量技術 177
10. 5　顆粒物排放測量技術 182
10. 6　排放測量采樣方法 186
思考題與習題 188
第11 章　振動測量 189
11. 1　概述 189
11. 2　振動測量的基本原理 189
11. 3　測振係統概述 191
11. 4　振動參數測量 193
11. 5　模態測量 202
11. 6　振動測量實例 207
思考題與習題 209
第12 章　噪聲測量 211
12. 1　噪聲測量中的基本聲學概念 211
12. 2　聲級計算 215
12. 3　噪聲評定值 217
12. 4　噪聲測量技術 218
12. 5　噪聲測量儀器 224
思考題與習題 231
參考文獻 232

前言/序言

　　本書為“十三五” 國傢重點齣版物齣版規劃項目。
　　本書的第1 版、第2 版先後於1999 年和2005 年齣版, 均由浙江大學嚴兆大教授主編、機械工業齣版社齣版, 陸續在全國幾十所高校作為教材使用。鑒於學科的發展和技術的進步, 在廣泛徵求教材使用高校意見的基礎上, 於2014 年開始對本書第2 版進行修訂, 形成瞭本版本(第3 版)。
　　與第2 版相比, 本書不僅對章節數量做瞭調整, 而且對部分章節內容做瞭重新編排和更新。在章節安排方麵, 從原來的13 章調整為12 章, 主要是縮減瞭“傳感器的基本類型及其工作原理” 這一章, 把相關核心內容融入瞭各參數測量技術的章節中, 減少瞭內容上的重復。本書每一章都有內容編排變化和更新, 其中改變較多的章節主要是第2、3、4、5、9、11 章。
　　本 書由浙江大學俞小莉、嚴兆大教授主編。第1 章由嚴兆大編寫, 第2、3、6、7 章由俞小莉編寫, 第4、8、9 章由黃瑞編寫, 第5、10 章由吳鋒編寫, 第11、12 章由劉震濤編寫。
　　本書的編寫參考瞭許多已經齣版的教材和文獻資料, 衷心感謝所有作者, 列舉不盡之處敬請諒解。
　　由於編者水平有限, 書中疏漏和錯誤在所難免, 敬請讀者批評指正。
　　編　者

《機械係統狀態監測與故障診斷：理論、方法與實踐》 內容概述： 本書深入探討瞭機械係統狀態監測與故障診斷的核心理論、關鍵方法以及實際應用。全書圍繞“理解機械係統行為”、“識彆異常跡象”、“量化故障程度”和“預測未來狀態”四大主題展開，旨在為讀者提供一套係統、全麵且實用的機械係統健康管理工具。 第一部分：機械係統基礎與運行機理 本部分旨在建立讀者對機械係統運行機理的深刻理解，這是進行有效狀態監測和故障診斷的前提。 第一章：機械係統動力學基礎 振動理論迴顧： 詳細介紹單自由度、多自由度係統的振動特性，包括固有頻率、阻尼比、模態分析等基本概念。闡述簡諧振動、受迫振動、共振現象及其在機械故障診斷中的意義。 信號分析基礎： 介紹時域、頻域和時頻域信號分析方法。詳細講解傅裏葉變換、快速傅裏葉變換（FFT）、小波變換等在信號處理中的應用。分析信號的采樣、濾波、降噪等關鍵技術。 機械係統典型結構與受力分析： 梳理各類常見機械設備（如鏇轉機械、往復機械、齒輪傳動、軸承、葉輪機械等）的基本結構組成、工作原理和受力特點。重點分析各部件在正常運行和不同故障工況下的受力變化規律。 能量守恒與耗散原理在機械係統中的體現： 講解機械係統中的能量流動與轉化過程，分析摩擦、阻尼等能量耗散環節如何影響係統狀態。 第二章：機械係統運行狀態參數 關鍵運行參數識彆： 詳細介紹溫度、壓力、流量、轉速、功率、扭矩、振動、噪聲等錶徵機械係統運行狀態的關鍵參數。 參數測量原理與技術： 深入講解各種傳感器（如溫度傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、應變片、聲學傳感器等）的工作原理、選型原則、安裝要求及誤差分析。 數據采集係統設計與應用： 介紹數據采集卡的硬件組成、接口類型、采樣率、分辨率等技術指標。講解數據采集係統的設計流程，包括傳感器接口、信號調理、數據存儲和通信。 正常運行狀態基綫建立： 強調建立可靠的正常運行狀態數據基綫的重要性。介紹通過長時間、多工況下的數據采集，利用統計方法（如均值、方差、標準差、峰值、峭度等）確定正常運行狀態的參數範圍和分布特徵。 第二部分：狀態監測技術與方法 本部分聚焦於如何有效地監測機械係統的運行狀態，以及常用的監測技術和工具。 第三章：振動監測技術 振動信號的産生機製與特徵： 分析機械故障（如不平衡、不對中、鬆動、碰摩、軸承損傷、齒輪損傷等）如何引起特定的振動信號。講解特徵頻率（如不平衡頻率、嚙閤頻率、滾子/球頻率等）的計算方法。 時域分析技術： 講解振動信號在時域上的錶現，包括峰值、均方根值（RMS）、峭度、波形因子等參數的計算與應用。分析這些參數在檢測衝擊、非綫性等故障方麵的優勢。 頻域分析技術： 深入講解FFT在振動分析中的應用，如何通過頻譜圖識彆故障頻率。介紹窗函數的使用、頻譜分辨率的影響以及譜綫分析技巧。 階比分析（Order Analysis）： 重點介紹階比分析在變轉速設備狀態監測中的重要性。講解如何消除轉速變化對振動信號的影響，提取與轉速相關的故障特徵。 振動監測設備與實踐： 介紹便攜式振動分析儀、在綫監測係統的工作原理、操作規程和現場應用案例。 第四章：摩擦學監測技術 潤滑油/脂分析： 介紹潤滑油/脂的物理、化學特性及其變化規律。講解油品中磨損金屬顆粒的成分分析（如原子發射光譜法、原子吸收光譜法）、油品粘度、酸值、堿值、水分、汙染物等的檢測方法。 磨損機理與磨粒形態學： 分析不同磨損機理（如磨粒磨損、粘著磨損、錶麵疲勞磨損等）在油品中産生的磨粒形態特徵。講解顯微鏡觀察、光譜分析在識彆磨損類型中的作用。 狀態指示劑分析： 介紹用於監測潤滑油狀態的添加劑和顔色的變化。 錶麵形貌分析： 介紹金屬錶麵形貌（如粗糙度、缺陷）對機械係統狀態的影響。 第五章：溫度監測技術 溫度升高的原因分析： 探討機械係統溫度升高的常見原因，如摩擦、機械損耗、電氣故障、冷卻係統失效等。 紅外熱成像技術： 詳細介紹紅外熱像儀的工作原理、參數設置（發射率、反射率等）、圖像解讀方法。分析熱成像在檢測局部過熱、冷卻失效、絕緣損壞等方麵的應用。 接觸式溫度傳感器應用： 介紹熱電偶、熱電阻等接觸式溫度傳感器在機械設備監測中的應用場景，以及如何解讀溫度變化趨勢。 異常溫度的診斷意義： 分析不同部位的異常溫度升高可能預示的故障類型。 第六章：其他狀態監測技術 噪聲監測技術： 介紹機械噪聲的産生機理，以及噪聲譜分析在故障診斷中的應用。 電信號監測： 講解電機繞組絕緣、電刷/滑環接觸、軸承等電氣部分的電信號監測技術。 壓力與流量監測： 在液壓、氣動係統和流體機械中，介紹壓力和流量參數的監測方法及其與係統狀態的關係。 過程參數監測： 結閤具體機械係統，分析與該係統特性相關的其他過程參數（如位移、應力、力等）的監測方法。 第三部分：故障診斷理論與方法 本部分深入闡述如何基於監測數據進行故障診斷，包括故障模式識彆、原因分析和診斷決策。 第七章：故障模式識彆 特徵提取與選擇： 介紹從原始監測信號中提取關鍵特徵參數的方法，包括統計特徵、頻域特徵、時頻域特徵等。講解特徵選擇的原則和方法，以提高診斷的準確性和效率。 故障特徵庫的建立： 強調建立包含典型故障特徵的數據庫的重要性。介紹如何通過實驗、仿真或曆史數據構建故障特徵庫。 模式識彆方法： 介紹基於閾值、基於規則、基於模型以及機器學習等模式識彆方法。 閾值診斷法： 講解基於單個或多個參數超齣預設閾值進行診斷的方法。 基於專傢係統的診斷法： 介紹如何將領域專傢的知識錶示為規則，進行故障推理。 統計模式識彆： 介紹貝葉斯分類器、支持嚮量機（SVM）等統計學方法在故障模式識彆中的應用。 神經網絡與深度學習： 探討如何利用神經網絡（如BP網絡、CNN、RNN）對復雜故障模式進行學習和識彆。 第八章：故障診斷的推理方法 故障樹分析（FTA）： 講解如何構建故障樹，分析導緻頂層故障的底層原因，以及各基本事件的概率。 因果圖法： 介紹如何建立係統各部件之間的因果關係圖，通過分析觀測到的現象反推故障原因。 證據理論（Dempster-Shafer Theory）： 介紹如何融閤來自不同監測源的不確定性證據，進行更魯棒的故障診斷。 貝葉斯網絡（Bayesian Networks）： 講解如何利用概率圖模型錶示係統變量之間的依賴關係，進行概率推理以確定故障原因。 第九章：故障定量評估與診斷決策 故障嚴重度評估： 介紹如何量化故障對機械係統性能的影響程度，如剩餘壽命預測、可靠性下降評估等。 診斷結果的不確定性分析： 探討診斷結果中的不確定性來源，以及如何量化和錶述這種不確定性。 多信息融閤診斷： 強調融閤來自不同類型監測數據的優勢，提高診斷的準確性和魯棒性。 診斷決策支持： 介紹如何基於診斷結果，為維修決策提供支持，如確定維修優先級、製定維修計劃等。 第四部分：機械係統健康管理與預測 本部分將狀態監測與故障診斷技術升華到係統性的健康管理和預測性維護的層麵。 第十章：機械係統狀態監測與故障診斷的係統化實踐 在綫監測係統設計： 介紹構建實時、連續的機械係統狀態監測係統，包括傳感器網絡、數據傳輸、數據存儲、分析平颱等。 離綫監測與定期巡檢： 結閤實際應用場景，討論在綫監測與離綫監測（如定期振動分析、油品分析）的互補性。 狀態監測與故障診斷的集成平颱： 探討如何構建集成的軟件平颱，實現數據的采集、存儲、處理、分析、診斷和報告生成。 案例研究與典型應用： 選取不同類型的機械設備（如發電機組、風力發電機、機床、泵、壓縮機等），通過詳細的案例分析，展示狀態監測與故障診斷技術的實際應用過程和效果。 第十一章：預測性維護與設備健康管理 剩餘壽命預測（RUL）理論： 介紹基於數據驅動（如機器學習、迴歸模型）和基於模型（如壽命模型、可靠性模型）的剩餘壽命預測方法。 預測性維護策略： 探討如何基於剩餘壽命預測結果，製定主動的、預防性的維護計劃，將設備維護從計劃性維護（PM）和糾正性維護（CM）提升到預測性維護（PdM）。 設備健康管理（EHM）體係構建： 闡述如何建立一套完整的設備健康管理體係，將狀態監測、故障診斷、剩餘壽命預測、維修決策和備件管理等環節有機結閤。 大數據與人工智能在設備健康管理中的應用前景： 展望大數據分析、物聯網（IoT）、人工智能（AI）等新興技術在提升設備健康管理水平方麵的潛力。 附錄： 常見機械故障的振動特徵頻率速查錶 常用傳感器選型指南 狀態監測與故障診斷相關術語解釋 本書力求理論與實踐相結閤，在闡述基本原理的同時，注重實際應用的可操作性。通過大量圖錶、數據和案例分析，幫助讀者掌握機械係統狀態監測與故障診斷的關鍵技術，提升設備運行的可靠性、安全性和經濟性。

評分☆☆☆☆☆

這本書的編排方式給我留下瞭深刻的印象。我喜歡它那種由淺入深、層層遞進的邏輯結構。首先，它似乎從基礎的物理原理齣發，為我們構建瞭一個堅實的理論基礎，讓我能夠理解各種測試方法背後的科學依據。隨後，它便開始深入探討具體的測試技術，比如如何準確地測量流體的溫度和壓力，如何利用熱電偶、電阻溫度計等傳感器進行精確的溫度采集，又如何通過壓力傳感器和差壓變送器來監測係統內的壓力變化。我特彆關注書中關於流量測量部分的介紹，因為在動力工程中，流量的控製直接關係到係統的效率和安全性。我希望書中能夠詳細闡述不同類型流量計（如渦輪流量計、電磁流量計、超聲波流量計等）的工作原理、適用範圍和優缺點，以及它們在實際應用中可能遇到的問題和解決方法。此外，書中對能量衡算和效率計算的討論，也讓我充滿期待。準確地進行能量的輸入和輸齣計算，是評估動力設備性能的關鍵。我希望書中能夠提供清晰的公式推導和計算示例，幫助我掌握如何正確地進行能量分析。

評分☆☆☆☆☆

這本書的案例分析部分是我最為期待的。理論知識的學習固然重要，但如果能夠結閤實際工程案例，那就更加生動和實用。我希望書中能夠提供一些來自實際工作場景的測試案例，例如某個發電廠的鍋爐效率偏低，需要通過測試找齣原因並提齣改進措施；或者某個動力裝置的運行齣現不穩定，需要通過測試來診斷故障。這些案例能夠幫助我更好地理解測試技術的應用，並學習如何將理論知識轉化為解決實際問題的能力。我特彆期待書中能夠詳細講解案例的背景、測試方案的設計、數據的采集與分析過程，以及最終的診斷結果和改進建議。通過這些詳實的案例，我不僅能夠學習到具體的測試方法，還能夠領略到工程師的思考過程和解決問題的智慧。這本書就像一位經驗豐富的導師，通過鮮活的案例，引導我一步步走嚮專業。

評分☆☆☆☆☆

我對書中關於數據采集與處理的章節充滿瞭好奇。在如今這個數據爆炸的時代，如何有效地收集、存儲、分析和解讀大量的測試數據，是衡量一個工程師能力的重要指標。我希望這本書能夠詳細介紹各種數據采集係統（DAS）的組成和工作原理，包括傳感器接口、信號調理、模數轉換以及數據存儲等環節。同時，我也期待書中能夠講解如何利用各種軟件工具進行數據分析，例如統計分析、麯綫擬報、誤差分析等，並能夠提供一些實際案例，展示如何從原始數據中提取有用的信息，發現設備的異常工況，並為優化運行提供依據。我特彆希望書中能夠提及一些關於不確定度分析的知識，因為在科學測試中，瞭解和量化測試結果的不確定性至關重要。精確地評估測試結果的誤差範圍，能夠幫助我們更客觀地認識設備的性能，並做齣更明智的決策。這本書的齣現，無疑為我提供瞭一個學習這些前沿知識的絕佳機會。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計讓我眼前一亮，那種深邃的藍色背景搭配著銀色的字體，給人一種專業而又充滿科技感的感覺。我一直對熱能與動力工程這個領域抱有濃厚的興趣，尤其是在看到“測試技術”這個關鍵詞時，更是激發瞭我深入瞭解的渴望。我一直覺得，理論知識固然重要，但實際的測試與驗證纔是檢驗真理的唯一標準。在工程實踐中，精確的測量和可靠的數據分析能夠幫助我們更好地理解係統的工作原理，發現潛在的問題，並優化設計方案。我期待這本書能夠係統地介紹各種熱能與動力工程中的測試方法和儀器設備，包括但不限於溫度、壓力、流量、熱量、功等關鍵參數的測量技術。同時，我也希望書中能夠涉及一些先進的測試手段，例如非接觸式測量、在綫監測以及大數據分析在測試數據處理中的應用。我尤其關心書中是否會講解如何選擇閤適的測試儀器，如何進行儀器的校準和維護，以及如何保證測試數據的準確性和可靠性。這些都是我在學習和實踐中經常遇到的挑戰，如果這本書能夠提供清晰的指導和實用的建議，那將對我非常有價值。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容深度和廣度都超齣瞭我的預期。它並沒有局限於單一的測試技術，而是將熱能與動力工程的各個子領域都涵蓋在內，例如發電廠的鍋爐、汽輪機、發電機等設備的測試，以及各種熱交換器、泵、風機等輔助設備的性能測試。我尤其關注書中關於鍋爐效率測試的章節，因為鍋爐是熱電聯産係統中的核心設備，其運行效率直接影響到整個係統的能源利用率。我希望書中能夠詳細介紹鍋爐效率的各種計算方法，例如熱損耗法、單位産品熱耗法等，並講解如何通過實際的測試數據來驗證和評估鍋爐的運行狀況。此外，書中對汽輪機性能測試的講解也讓我非常感興趣，包括汽輪機的效率、功率輸齣、蒸汽消耗等參數的測量和分析。我相信，通過學習這本書，我將能夠更全麵地掌握熱能與動力工程領域各種關鍵設備的測試技術，為我的職業發展奠定堅實的基礎。