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出版者:

作者:范惠民

出品人:

页数:281

译者:

出版时间:1995-11

价格:19.00元

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isbn号码:9787112025770

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• 热工学
• 热力学
• 传热学
• 流体力学
• 工程热物理
• 能源
• 机械工程
• 理工科
• 基础学科
• 高等教育

《热工学基础》 本书是系统性学习热工学原理的入门读物，旨在为读者打下坚实的理论基础，理解和掌握与热现象相关的基本概念、规律和分析方法。全书内容涵盖了热力学、传热学和部分流体力学基础知识，是理解和应用各类热工设备、过程及系统的前提。 核心内容概览： 第一部分：热力学基础 绪论： 介绍热力学的研究对象、基本概念（如系统、状态、过程、平衡）、热力学单位制以及热力学的应用领域。重点阐述宏观热力学和微观统计热力学之间的联系，为后续学习奠定认识基础。 第一章：热力学基本概念与状态参数： 详细阐述“系统”、“环境”、“边界”等核心概念，区分“状态”、“状态参数”与“过程”。深入解析“温度”、“压力”、“体积”、“内能”、“焓”、“熵”等基本状态参数的物理意义、定义及其相互关系。重点讲解理想气体的状态方程，并引入真实气体的性质及偏差。 第二章：功、热量与热力学第一定律： 详述“功”在热力学中的含义，包括体积功、轴功等形式。清晰界定“热量”的概念，区分显热和潜热。系统阐述热力学第一定律（能量守恒定律）在各种热力学过程中的应用，包括封闭系统和敞开系统，推导关键的能量方程，并结合实例分析能量传递与转换的规律。 第三章：热力学第二定律与熵： 深入探讨热力学第二定律的各种表述（如克劳修斯表述、开尔文-普朗克表述），阐明其不可逆性的本质。详细介绍“可逆过程”与“不可逆过程”的区别与联系。着重讲解“熵”的概念，包括熵的定义、熵产生以及熵在判断过程方向和系统状态变化中的作用。分析卡诺循环等理想循环，理解其效率的局限性。 第四章：热力学第三定律与绝对零度： 介绍热力学第三定律（能斯特假说），阐述绝对零度的概念及其物理意义，讨论在接近绝对零度时物质性质的特殊表现。 第五章：气体和蒸汽的热力学性质： 重点分析纯物质在不同相态（固、液、气）下的热力学性质，介绍相图、临界点、三相点等概念。详细讲解饱和蒸汽表和湿蒸汽的性质，以及干度、比焓、比熵等参数的应用。介绍气体和蒸汽的膨胀、压缩过程，以及绝热过程、多方过程等。 第二部分：传热学基础 第六章：传热基本概念与传热方式： 介绍“传热”的核心概念，包括导热、对流和辐射三种基本传热方式。详细阐述每种传热方式的机理、特点及其影响因素。 第七章：稳态导热： 深入分析傅里叶导热定律，理解导热系数、热阻等概念。讲解平面壁、圆筒壁等简单几何形状的稳态导热计算方法。引入热源/热沉的导热问题。 第八章：对流传热： 阐述牛顿冷却定律，介绍对流传热系数的概念及其影响因素（如流体性质、流速、几何形状等）。分类讲解自然对流和强制对流，介绍努塞尔数、雷诺数、普朗特数等无量纲准则在对流传热分析中的应用。 第九章：辐射传热： 介绍黑体、灰体、选择性表面等概念，阐述斯特藩-玻尔兹曼定律和普朗克定律。讲解表面换热率、形状因子等概念，以及辐射换热在真空和复杂结构中的计算方法。 十章：复合传热与换热器： 分析传导、对流、辐射三种传热方式的复合作用。介绍换热器的工作原理，讲解传热系数的综合计算，包括对流传热系数、污垢热阻等。介绍传热量的计算方法，如平均温差法。 第三部分：流体力学基础（为理解热工过程服务） 第十一章：流体静力学与动力学基础： 简要介绍流体的基本性质，如密度、粘度。阐述静止流体的重要规律，如帕斯卡原理、阿基米德原理。介绍流体运动的基本概念，如流速、流量、连续性方程、伯努利方程等，为理解流体在热工设备中的流动行为提供基础。 本书特色： 理论体系完整： 逻辑清晰，从基本概念到复杂应用，层层递进，构建完整的知识体系。 概念阐释深入： 强调对物理概念的深入理解，避免死记硬背公式。 数学工具应用恰当： 适度引入必要的数学工具，帮助读者理解和应用理论。 实例分析丰富： 结合实际工程中的热工现象和设备，加深读者对理论知识的认识和应用能力。 适合多层次读者： 既是高等院校相关专业学生理想的教材，也适合从事相关技术工作的工程师作为复习和提升的参考。 通过学习《热工学基础》，读者将能够深入理解能量转换与传递的基本原理，为进一步学习热力学、传热学、工程热物理等更高级的课程，以及在能源、化工、机械、建筑等众多工程领域的工作打下坚实基础。

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**进阶篇：** 当我深入研读《热工学基础》后，我对其中关于热力学第二定律及其应用的部分有了更为深刻的理解。作者并没有简单地罗列熵增原理，而是通过对卡诺循环、朗肯循环等经典热力学循环的详细剖析，阐释了能量转换效率的理论极限以及实际工程中如何逼近这个极限。我特别喜欢书中对蒸汽动力装置的讲解，从锅炉产生蒸汽，到汽轮机将热能转化为机械能，再到冷凝器将废热排出，整个流程被描绘得栩汨。作者通过对各个环节效率损失的分析，让我认识到在实际系统中，摩擦、传热损失以及未完全膨胀等因素都会导致能量的损耗，而如何通过优化设计、选择合适的材料以及改进工艺来减小这些损失，正是热工学工程师的核心任务。读到关于燃气轮机部分的讲解时，我更是被其紧凑的结构和强大的动力输出所折服。作者详细介绍了压气机、燃烧室和涡轮的协同工作原理，以及如何通过提高进气温度和压力来提升效率。书中关于材料选择的讨论也令我印象深刻，例如为了承受高温高压，燃气轮机叶片需要采用特殊的耐高温合金，这体现了热工学与其他工程学科的交叉融合。这本书的价值在于，它不仅仅停留在概念层面，而是引导读者去思考如何在实际工程中应用这些理论，如何在复杂多变的工况下做出最优决策。它让我开始审视那些看似理所当然的工程设计，并从中挖掘出更多优化的可能性。

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**思维篇：** 《热工学基础》并非仅仅是一本知识的集合，更是一本能够塑造思维方式的工具。书中对于各种热工过程的分析，都强调了系统性的思考和逻辑性的推理。例如，在讲解热力学第一定律时，作者并没有孤立地介绍能量守恒，而是结合了物质的组分变化、能量的储存和转化，以及系统边界的设定，从而构建了一个完整的能量分析框架。这种从宏观到微观，从局部到整体的思维方式，让我能够更清晰地理解复杂的工程系统。书中关于过程控制的章节，更是将这种系统性思维发挥到了极致。作者详细阐述了反馈控制、前馈控制等原理，以及如何通过 PID 控制器来稳定温度、压力等参数。我曾尝试着将书中的控制理论应用于一个模拟的加热过程中，虽然只是一个简单的实验，但却让我深刻体会到参数调整和系统响应之间的微妙关系。这种通过理解因果关系来解决问题的思维模式，对于工程领域的任何一个分支都至关重要。这本书让我明白，热工学不仅仅是关于热量和能量，更是关于如何理解和驾驭这些自然规律，以实现更高效、更安全、更经济的工程解决方案。它培养了我一种严谨、审慎、且具有前瞻性的工程思维。

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**视角篇：** 《热工学基础》带给我一种全新的视角来审视周围的世界，我开始意识到，从能源的产生、转化到利用，热工学原理无处不在，并且深刻地影响着我们的生活质量和工业发展。书中对不同能源形式（如煤炭、石油、天然气、太阳能、风能）的转化效率和环保特性的分析，让我对能源的合理利用和可持续发展有了更深刻的认识。作者不仅仅介绍了传统的火力发电，还详细探讨了新能源技术，例如太阳能热发电和地热能利用。在阅读关于太阳能热发电的部分，我了解到如何利用集热器将太阳能转化为热能，然后驱动涡轮发电机发电，这让我对清洁能源的未来充满希望。书中对于热泵技术的讲解也让我耳目一新，它颠覆了我对于“制冷”和“供暖”是两个独立过程的传统认知，让我了解到热泵可以通过消耗少量电能，将低品位热能“搬运”到需要的地方，实现高效的制冷和供暖。这种对能源利用效率的关注，让我开始反思我们在日常生活中是否存在许多不必要的能源浪费。这本书不仅仅是教授知识，更是在潜移默化地培养一种节能环保的意识，一种对资源负责的态度。它让我看到了一个更广阔的世界，一个由热工学驱动的、充满机遇与挑战的工业化时代。

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**启示篇：** 《热工学基础》带给我的不仅仅是知识上的满足，更是一种对科学探索和工程创新的启示。书中在介绍完基本的理论和原理之后，往往会延伸到一些前沿的研究方向和尚未解决的难题。例如，在讨论热力学第二定律的局限性时，作者提及了关于“信息”与“能量”之间关系的研究，以及熵在不同领域的类比应用。这些内容虽然更加抽象和前沿，但却极大地激发了我对科学边界的好奇心。我开始思考，除了我们已知的能量形式，是否还有其他更深层次的物理量能够被转化和利用？书中关于高效能源利用和环境保护的讨论，也让我深刻认识到工程师的社会责任。在当今全球面临能源危机和气候变化的背景下，如何利用热工学的知识来开发更清洁、更高效的能源技术，减少污染排放，已经成为一项紧迫的任务。这本书让我明白，学习热工学，不仅仅是为了掌握一门技术，更是为了培养一种解决现实世界问题的能力，一种为社会进步做出贡献的动力。它让我看到了科学的力量，以及工程师在其中扮演的重要角色。

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**应用篇：** 阅读《热工学基础》的过程，就像是获得了一套解锁工程师思维的万能钥匙。我发现书中提供的知识点，在现实世界的各种工程场景中都得到了广泛的应用。例如，书中关于传热的原理，对于建筑物的保温隔热设计至关重要，它直接关系到能源消耗和居住舒适度。作者在讲解过程中，也提及了如何选择合适的保温材料、如何设计节能型门窗，以及如何利用自然通风来降低建筑能耗。这让我意识到，即使是看似简单的建筑设计，也蕴含着深厚的热工学智慧。在工业生产领域，热工学的应用更是无处不在。从化工行业的反应器设计，到食品行业的烘烤、蒸煮过程，再到电力行业的锅炉和汽轮机运行，都需要精确的热工学计算和控制。书中关于各种工业设备工作原理的介绍，为我提供了一个清晰的工业图景。我曾经在参观一家化工厂时，亲眼看到大型的换热器设备在高效地进行着物料的冷却和加热，那一刻，我才真正体会到书本上那些抽象的公式和原理，是如何转化为支撑现代工业运转的强大动力的。这本书不仅仅是传授理论，更是让我看到了这些理论在现实世界中的巨大价值和无限可能，它让我对接下来的工程学习和职业发展充满了期待。

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**展望篇：** 《热工学基础》的阅读体验，为我打开了一扇通往更广阔工程世界的大门，也让我对未来的学习和实践充满了憧憬。书中关于新能源技术、节能技术以及先进制造工艺的介绍，都让我看到了热工学在解决未来挑战中的关键作用。我期待着能够将书本上学到的知识，应用到实际的工程项目中，去设计更高效的能源系统，去开发更环保的制造工艺，去为社会创造更多的价值。这本书的价值，并不在于它提供了多少现成的答案，而在于它教会了我如何去提问，如何去寻找答案。它让我明白，工程的学习是一个不断探索、不断进步的过程，永远没有终点。我希望能够继续深入钻研热工学的各个分支，例如流体力学、传热学、燃烧学等，并积极参与到相关的研究和实践中去。这本书为我指明了方向，提供了工具，更重要的是，它激发了我内心深处对工程领域的热情和追求。我相信，在未来的日子里，我会继续以《热工学基础》为起点，不断学习，不断创新，在热工学的广阔天地里，留下属于自己的足迹。

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**实操篇：** 《热工学基础》在提供理论知识的同时，也极为注重实际应用中的具体操作和问题解决。书中关于传热理论的部分，我发现作者不仅仅介绍了导热、对流和辐射三种基本传热方式，还详细讲解了如何计算不同几何形状物体在稳态和非稳态条件下的传热量，以及如何通过改变材料的导热系数、对流换热系数和辐射率来控制传热过程。让我印象特别深刻的是，书中提供了大量关于换热器设计的案例分析，例如板翅式换热器、管壳式换热器等，作者详细阐述了不同换热器类型的结构特点、传热机理以及适用范围，并给出了具体的计算公式和设计步骤。在阅读过程中，我甚至尝试着根据书中的方法，对一个简易的家用热水器进行热效率估算，虽然只是一个初步的尝试，但却让我对理论与实践的结合有了更直观的感受。书中还探讨了许多实际工程中常见的热工问题，例如管道的保温、设备的隔热以及如何减少热损失。作者提出的具体解决方案，例如采用多层保温材料、真空隔热技术等，都极具参考价值。这本书让我明白，热工学并非只是实验室里的纸上谈兵，而是与我们生活息息相关的、能够解决实际工程难题的有力工具。它不仅仅是传授知识，更是培养解决问题的思维方式和工程实践能力。

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**深度篇：** 当我投入更多的时间与《热工学基础》进行对话时，我感受到了一种知识的深度和广度，它不仅仅是停留在表面的介绍，而是深入到每一个概念的根源，并将其延伸至复杂的工程实践。书中关于气液两相流动的章节，让我对水蒸气、制冷剂等在管道中的运动状态有了更清晰的认识。作者详细分析了不同流型（如泡状流、弹状流、环状流）的形成机理，以及它们对传热和压降的影响。这种细致的分析，对于设计蒸汽管道、冷却水系统等至关重要。我尤其欣赏书中关于传热系数预测模型的讨论，作者不仅介绍了经典的经验公式，还深入探讨了基于量纲分析和数值模拟的方法，这让我体会到工程计算的严谨性和复杂性。在阅读到关于热辐射特性的部分时，我被书中对不同表面发射率、吸收率的详细阐述所吸引，并了解了如何利用这些参数来优化隔热设计。书中还涵盖了许多前沿的热工学研究方向，例如微通道换热器、纳米材料在热管理中的应用等，这些内容极大地拓展了我的视野，让我看到了热工学领域不断发展的巨大潜力。这本书不仅传授了“是什么”，更重要的是揭示了“为什么”和“如何做”，它激发了我对科学探索的浓厚兴趣，并让我渴望在未来的学习和工作中，能够将这些深度知识转化为实际的创新成果。

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**体验篇：** 拿到这本《热工学基础》的时候，我还是一个对工程领域懵懵懂懂的新手，抱着试试看的心态翻开了第一页。老实说，一开始我并没有抱太大的期望，毕竟“热工学”这个词听起来就带着一股冰冷和枯燥的味道，我预想中大概会是一堆晦涩难懂的公式和抽象的概念。然而，书本的内容却如同一股温暖的春风，吹散了我心中的顾虑。作者用一种非常亲切和循序渐进的方式，将那些看似高深的热力学定律、传热学原理以及各种热工设备的工作机制，如同剥洋葱一样层层揭开。我惊喜地发现，原来我们身边无处不在的空调、冰箱、发动机，甚至是简单的烧水壶，都蕴含着如此精妙的热工学原理。书中大量的实例分析，让我能够将抽象的理论与实际生活紧密联系起来，比如关于冰箱制冷循环的讲解，作者不仅详细阐述了制冷剂的状态变化和能量转换，还结合了日常生活中冰箱门未关严可能导致的能源浪费，这种接地气的讲解方式，让我真正感受到了知识的力量和实用性。读到关于锅炉设计的部分，我更是被深深吸引。作者并没有止步于介绍锅炉的结构，而是深入剖析了燃烧过程的化学反应、热量传递的方式以及锅炉效率的影响因素。当我读到作者详细描述了如何通过优化炉膛设计、选择合适的燃料以及控制烟气排放来提高锅炉的整体性能时，我仿佛亲眼看到了一个高效、环保的锅炉在眼前运作。这本书让我明白，热工学并非只是理论的堆砌，而是解决实际工程问题的关键所在。它不仅仅是一本教科书，更像是一本帮助我们理解和改造世界的指南。

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**总结篇：** 回想整个阅读《热工学基础》的过程，我最大的感受是这本书的“有血有肉”。它没有让枯燥的理论变得更加晦涩，而是通过生动的语言、丰富的实例和严谨的逻辑，将热工学的魅力展现得淋漓尽致。从基础的热力学定律到复杂的工程应用，书中每一个章节的编排都显得十分合理，层层递进，让读者在不知不觉中掌握了关键的知识点。更重要的是，这本书教会了我如何去思考，如何去分析问题，如何将抽象的理论与具体的工程实践相结合。我不再仅仅是被动地接受知识，而是开始主动地去探索、去质疑、去创新。这本书不仅为我打下了坚实的热工学基础，更重要的是，它点燃了我对工程科学的热情，让我看到了一个广阔而充满挑战的知识海洋。我深信，这本书所提供的知识和思维方式，将是我在未来的学习和职业生涯中宝贵的财富。它不仅仅是一本“书”，更是一位循循善诱的老师，一位激发我探索精神的伙伴。

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