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出版者:中國電力齣版社

作者:金洪文

出品人:

頁數:363

译者:

出版時間:2004-7

價格:36.00元

裝幀:平裝(無盤)

isbn號碼:9787508317007

叢書系列:

圖書標籤:

• 熱工學
• 熱力學
• 傳熱學
• 流體力學
• 工程熱物理
• 能源
• 熱機
• 燃燒學
• 製冷
• 空調

好的，這是一本名為《熱工學理論基礎》的圖書的詳細簡介，其內容嚴格圍繞熱力學、傳熱學、工程熱力學和傳熱傳質基礎展開，不涉及《熱工學理論基礎》的具體內容。 --- 《工程流體力學與燃燒學原理》圖書簡介 本書深入探討瞭工程領域中至關重要的兩個方麵：流體力學和燃燒學。作為一本麵嚮高等院校工科學生和工程技術人員的專業教材，它旨在係統、嚴謹地闡述流體運動的基本規律、能量傳遞的機製，並結閤化學反應動力學，詳細解析燃燒過程的物理化學本質與工程應用。全書結構嚴謹，理論深度與工程實踐緊密結閤，旨在為讀者構建堅實的理論框架和解決實際問題的能力。 第一部分：工程流體力學基礎 流體力學是理解和設計流體機械、管道係統、熱交換器以及空氣動力學應用的核心學科。本書第一部分從連續介質的概念齣發，為後續的深入分析奠定基礎。 第一章：流體靜力學 本章首先引入流體的基本概念和性質，包括密度、比重、粘性係數和錶麵張力。隨後，詳細推導瞭靜止流體中的壓力分布規律，特彆是靜水壓力公式及其在不同參考係下的應用。重點講解瞭阿基米德原理、浮力計算，以及流體中平麵和麯麵上的總壓力和壓力中心計算方法，包括斜麵上的閤力分析。本章還涵蓋瞭流體測壓儀錶的工作原理，如皮托管、壓力錶和U型測壓管的結構與應用。 第二章：流體運動學 流體運動學關注流體質點的空間和時間位置變化，而不考慮作用在其上的力。本章引入瞭描述流場的基本概念，如流綫、跡綫和脈綫。詳細區分瞭拉格朗日描述和歐拉描述兩種分析方法，並推導齣它們之間的轉換關係。重點討論瞭流場的分類，如恒定流與非恒定流、均勻流與非均勻流。通過引入物質導數（或隨體導數），闡述瞭沿流體質點運動路徑上物理量隨時間的變化率，這是後續動量方程建立的關鍵。 第三章：流體動力學基礎方程 本章是流體力學理論的核心。首先從基本守恒定律齣發，推導瞭流體運動的連續性方程（質量守恒），討論瞭不可壓縮流體和可壓縮流體中的具體形式。隨後，詳細闡述瞭牛頓第二定律在流體運動中的體現——動量方程（納維-斯托剋斯方程的積分形式）。通過對動量方程的簡化和應用，推導瞭伯努利方程，並討論瞭該方程的適用條件、修正項（如水頭損失的引入）及其在管道流中的實際應用。本章還簡要介紹瞭能量守恒定律在流體中的錶達形式。 第四章：粘性流體的運動與流動阻力 本章著重研究粘性對流體運動的影響。首先討論瞭牛頓流體和非牛頓流體的本構關係。詳細分析瞭層流和湍流的特徵，通過雷諾數的無量綱分析，明確瞭流動狀態轉變的判據。對於管道中的粘性流動，本章推導瞭泊肅葉定律，並介紹瞭摩擦係數（達西-韋斯巴赫公式），展示瞭如何利用Moody圖或經驗公式計算管道沿程水頭損失。同時，詳細分析瞭局部阻力（如閥門、彎管）的計算方法。本章還涵蓋瞭邊界層理論的初步概念，解釋瞭流體與固體錶麵相互作用的物理現象。 第五章：相似性與量綱分析 本章強調工程相似性的重要性。首先，介紹瞭量綱分析的基本原理和 Buckingham $pi$ 定理，用於識彆和構造物理量的無量綱參數。重點討論瞭工程中最重要的幾個無量綱數，如雷諾數（慣性力與粘性力的比值）、弗勞德數（慣性力與重力的比值）和歐拉數（慣性力與壓力的比值）。通過同型相似和幾何相似的概念，指導讀者如何利用模型試驗來預測原型（如飛機、船隻或水輪機）的性能，是工程放大設計的基礎。 第二部分：燃燒學與化學反應動力學 燃燒是化學能轉化為熱能和機械能的關鍵過程，是動力工程、化工和環境科學的核心課題。本部分聚焦於燃燒過程的物理化學機理、火焰特性和汙染物生成控製。 第六章：燃燒熱力學與平衡 本章將熱力學原理應用於化學反應係統。首先迴顧瞭反應焓變、燃燒熱和絕熱火焰溫度的概念。詳細討論瞭化學平衡的理論，特彆是平衡常數與溫度的關係（範特霍夫方程）。引入瞭吉布斯自由能作為判斷反應自發性的判據。重點分析瞭富燃、理論空當量和貧燃條件下的化學計量關係，為後續的燃燒過程分析奠定熱力學基礎。 第七章：化學反應動力學基礎 本章探討反應速率的量化描述。介紹瞭反應級數、速率常數的概念，並深入講解瞭阿纍尼烏斯方程，解釋瞭溫度對反應速率的指數影響。討論瞭基元反應、總反應和反應機理的概念。對於涉及自由基的鏈式反應，本章介紹瞭穩態假設法和擬穩態假設，用以處理復雜的自由基鏈式反應，特彆是碳氫燃料的氧化過程。 第八章：火焰傳播與結構 火焰的傳播是燃燒學的核心現象。本章區分瞭預混火焰和擴散火焰的傳播模式。對於預混火焰，詳細分析瞭火焰傳播速度的確定方法，包括火焰的自持性與熄滅極限。重點闡述瞭火焰的物理結構（預熱區、反應區和産物區）以及火焰傳播的理論模型，如Zel’dovich-von Neumann-Doering（ZND）模型。對於擴散火焰，討論瞭層流擴散火焰的結構，如與燃料和氧化劑擴散速率相關的特徵長度。 第九章：擴散燃燒與火焰穩定 本章側重於實際工程中應用最廣泛的擴散燃燒。詳細分析瞭混閤過程對燃燒速率的控製作用，特彆是層流和湍流擴散火焰的物理模型。討論瞭蠟狀射流燃燒（如液滴或霧化燃料噴射）中的液態到氣態的相變影響。此外，本章係統介紹瞭火焰穩定技術，如預混燃燒中的火焰筒設計、迴火現象及其防止措施，以及擴散燃燒中的迴流區穩定機製。 第十章：燃燒産物與汙染物控製 現代燃燒學必須考慮環境影響。本章分析瞭燃料燃燒過程中主要生成物的熱力學計算，特彆是水蒸氣、二氧化碳、氮氣等。重點研究瞭汙染物（如一氧化碳、未燃碳氫化閤物）的生成機理，特彆是熱力學限製下的生成量。隨後，詳細討論瞭氮氧化物（$ ext{NO}_x$）——包括熱力學$ ext{NO}$和燃料$ ext{NO}$的生成途徑（如Fenimore機理），以及煙灰（炭黑）的成核、生長和聚集過程。最後，介紹瞭降低汙染物排放的工程技術，如分級燃燒、選擇性催化還原（SCR）和選擇性非催化還原（SNCR）的基本原理。 本書通過嚴謹的數學推導和豐富的工程案例，為讀者提供瞭理解和優化熱能係統、推進係統及相關化工過程的必要工具。 ---

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這本書的習題部分，我必須單獨提一下，因為這纔是真正檢驗學習成果的戰場。這些習題的難度，絕對是麵嚮專業研究生的水平，它們的目的不是讓你進行簡單的數值計算，而是迫使你運用所學的理論去解決一些概念性的難題，或者需要你巧妙地結閤微積分和代數技巧來完成復雜的推導。很多題目的設置，其實是在拓展書本上提及的一些邊界情況或者特定應用場景。比如，書中有一組關於非均勻溫度場下熱傳導與熵産生率的耦閤計算題，它要求你不僅要掌握熱力學第一定律，還要熟練運用熱傳導方程，並將兩者統一在一個熱力學框架下進行分析。這對我來說是一個巨大的挑戰，但解決這些問題後獲得的成就感，是看再多講解視頻也無法比擬的。這本書的作者顯然對教學目標有著非常清晰的認識：他不是想培養一個會套公式的計算員，而是想培養一個能獨立思考、能對熱力學現象做齣深刻判斷的理論傢。

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我個人在閱讀過程中，最大的收獲在於對“熱力學過程”理解的深化。過去我總覺得，隻要記住PV圖上的麯綫變化就行瞭，但這本書讓我認識到，過程的“不可逆性”纔是熱力學的核心魅力所在。作者用大量的篇幅去分析實際工程中不可避免的摩擦、熱量傳遞的溫差限製，並將其量化到熵增的角度去衡量。特彆是對於熱機效率的討論，書中沒有滿足於卡諾循環的理論極限，而是深入探討瞭在實際工質和運行條件下，如何通過優化過程的“接近可逆”程度來提升性能。這種對理想與現實之間鴻溝的清晰界定和量化分析，對於一個工程技術人員來說，是至關重要的。它教會我如何識彆一個係統中的“熵漏”，並思考如何去最小化它。這本書的邏輯是層層遞進的，你不允許自己跳過任何一個章節，因為後文的很多復雜概念，例如吉布斯自由能、赫姆霍茲自由能的引入，都是建立在對前麵狀態函數和過程分析透徹理解的基礎上的。

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坦白說，這本書的閱讀體驗並不輕鬆愉快，它更像是一次嚴肅的學術朝聖之旅。如果你期待的是那種閱讀起來酣暢淋灕、每章都有鮮明案例支撐的“暢銷書”，那麼你可能會感到失望。它的語言是精煉、剋製且高度抽象的，大量的數學符號和嚴格的邏輯推理占據瞭主導地位。我甚至會花上半小時去反復咀嚼一個定義，以確保我對其中每一個限定詞的理解都到位。然而，正是這份“不妥協”，讓它在浩如煙海的熱工學資料中，脫穎而齣，成為我工具箱裏最可靠的那一把“尺子”。它沒有提供現成的答案，但它提供瞭一套**如何尋找答案**的係統性思維方法。每當我在工作中遇到一個涉及能量轉換效率或平衡限製的難題時，這本書中關於狀態函數和熱力學勢的論述，總能迅速地將我的思路拉迴到最本質的物理原理上，幫助我撥開錶麵的復雜性，直達問題的核心。這是一本需要你投入時間、尊重它的嚴肅性的書，而它迴報給你的，將是真正紮實且難以磨滅的理論功底。

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這本書的價值，完全體現在它對“基礎”二字的極緻追求上。我注意到作者在處理諸如功、熱量、內能這些基本量時，極其注重概念的邊界和定義的精確性。很多市麵上流行的科普讀物，為瞭追求閱讀體驗，往往會模糊掉一些嚴格的物理定義，比如對“準靜態過程”的描述。但在這裏，作者一絲不苟地對待瞭每一個假設條件，詳細論述瞭為什麼在理想情況下我們必須使用這些限製性的條件來進行推導。讀到關於第二定律的幾個錶述（剋勞修斯、開爾文-普朗剋）的等效性證明時，那種邏輯鏈條的嚴密性讓我感到震撼。它不是簡單地羅列齣來讓你記住，而是構建瞭一個清晰的推理路徑，讓你理解為什麼它們是互相推導的，這背後蘊含著深刻的物理洞察力。這本書的排版雖然不算現代，甚至有些樸素，但這反而讓我的注意力能夠完全集中在文字和公式本身。它仿佛是一座精心搭建的知識殿堂，每一塊磚石都緊密契閤，結構穩定到可以承受最嚴苛的檢驗。如果你想建立一個真正堅不可摧的理論框架，這本書是絕佳的基石。

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這本書，說實話，拿到手的時候我有點懵。封麵設計得挺樸實，那種老派教材的風格，讓人一眼就知道裏麵裝的是硬核乾貨，但同時也意味著，它可能不太“討喜”。我原本是想找一本能快速入門，圖文並茂地解釋熱力學那些抽象概念的書，畢竟大學物理課上的那點基礎知識早就還給老師瞭。然而，翻開第一章，我就意識到自己可能“想多瞭”。這本書的敘事方式非常嚴謹，從最基本的宏觀現象入手，然後一步步構建起熱力學定律的數學框架。它沒有過多地用比喻或者生活化的例子來“稀釋”理論的濃度，而是直接切入核心的數學推導和物理本質。我印象特彆深的是它對熵的闡述，沒有簡單地停留在“混亂度”這個模糊的描述上，而是深入到瞭微觀統計力學的視角，用概率和統計的語言重新定義瞭平衡態。這對已經工作瞭一段時間，需要重新溫習基礎、追求深刻理解的人來說，簡直是如獲至寶。但對於初學者，我得提醒一句，這絕對不是一本能讓你“輕鬆翻閱”的書，它要求你靜下心來，備好筆和草稿紙，準備好迎接一場智力上的挑戰。它更像是一位技藝精湛的老師，麵對麵地為你拆解每一個公式背後的物理意義，絕不提供任何捷徑。

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