低温工程技术

低温工程技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:化学工业出版社
作者:陈国邦
出品人:
页数:434
译者:
出版时间:2006-3
价格:80.00元
装帧:
isbn号码:9787502581176
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具体描述

本卷以图表为主,分四篇介绍低温流体的热力学及热物理性质基础、热力学性质、相平衡数据及流体的热力性质图表。

  第一篇主要介绍低温流体的热力学及热物理性质数据基础,给出了相关热力学性质的定义及函数、流体状态方程、气体常数和临界参数,介绍了饱和蒸气压、密度、气体的可压缩性、汽化热、液体的可压缩性、比热容等热力学性质,明确了热导率、黏度、表面张力等传输性质的定义及表达式。

  第二篇以图表的形式分章介绍空气、氮、氧及稀有气体(氦除外)、氦及其同位素、氢及其同位素、碳氢化合物、其他相关流体及流体混合物的热力学性质及传输性质数据。此外,还给出了部分低温流体热物理性质的计算数表。

  第三篇介绍以实验数据为基础的相平衡组成图表,分章给出二元、三元及多元混合物的气液、气固和固液相平衡组成。

  第四篇分别介绍常用低温流体及制冷流体的热力性质图表。

  本书可供与低温工程相关的研究和设计技术人员,生产、营销和管理人员使用,也可供研究生、大学生和进修人员等参考使用。

书籍简介:热力学基础与应用 书籍名称: 热力学基础与应用 作者: [请在此处填写作者姓名,例如:张伟、李明] 出版社: [请在此处填写出版社名称,例如:科学出版社、机械工业出版社] 出版年份: [请在此处填写出版年份,例如:2023年] --- 内容概述 《热力学基础与应用》是一本全面而深入的教材,旨在为读者构建坚实的宏观热力学理论框架,并系统阐述这些原理在工程实践中的广泛应用。本书严格遵循经典热力学原理的逻辑推导过程,从最基本的概念入手,逐步深入到复杂系统的分析,内容涵盖了热力学的四大定律、物态方程、能量转换过程以及热力学第二定律在不可逆过程和循环分析中的核心地位。 本书的编写风格严谨而不失清晰,力求在保持科学准确性的同时,通过大量的工程实例和例题解析,帮助读者将抽象的理论知识转化为解决实际问题的能力。我们深知热力学是连接基础科学与工程技术之间的关键桥梁,因此,本书特别强调了热力学在能源、化工、机械制造以及环境工程等领域中的基础支撑作用。 章节结构与核心内容详解 本书共分为十二章,结构清晰,层层递进。 第一部分:热力学基础与基本概念(第1章至第3章) 第1章:绪论与基本概念 本章首先界定了热力学的研究范畴,区分了宏观热力学与微观统计物理学的视角。详细阐述了系统的基本概念(控制体与控制体)、热力学平衡态、状态参数(如温度、压力、体积)以及热力学过程的描述。重点介绍了温标的建立与温度的本质,并对能量、功和热这三个基本量进行了初步的定义与区分,强调了功和热的“过程量”属性。 第2章:热力学第一定律 本章是全书的基石。首先,通过对大量实验现象的总结,提出了热力学第一定律的数学表达式:能量守恒原理在热力学过程中的体现。随后,对封闭系统和稳定流系统(控制体)的能量方程进行了详细推导和应用分析。对于封闭系统,重点讨论了等容、等压、等温和绝热过程中的功和热的计算。对于稳定流系统,则深入探讨了焓的概念,并引出了关键的能量方程形式,为后续分析节流、膨胀和热交换器等过程奠定基础。 第3章:热力学性质与物态方程 本章聚焦于物质的状态描述。详细介绍了理想气体的概念及其状态方程(理想气体定律)。随后,引入了真实气体的概念,并对比分析了范德华方程、比奥-查理方程等常用物态方程的适用范围及其局限性。重点讲解了压缩因子(Z因子)的概念及其在判断气体偏离理想状态程度上的作用,并详细介绍了P-v-T图、相图的读取与分析方法,特别是纯物质的饱和过程和临界现象的描述。 第二部分:热力学第二定律与过程分析(第4章至第7章) 第4章:热力学第二定律与卡诺循环 本章引入了热力学中革命性的概念——熵。从克劳修斯(Clausius)和开尔文-普朗克(Kelvin-Planck)表述出发,阐述了热力学第二定律的物理意义和方向性。详细推导了卡诺循环的理想可逆过程,并基于此导出了著名的卡诺定理,阐明了任何热机效率的上限。本章强调了可逆性与不可逆性的区别,是理解能量品质和做功能力的关键。 第5章:熵的概念与计算 本章专注于熵的量化。系统推导了熵变的计算公式,区分了可逆过程的熵变(积分形式)与不可逆过程的熵产生(不等式形式,即克劳修斯不等式)。详细讲解了定温、定容、定压过程中的熵变计算,以及流体绝热膨胀和压缩过程中的熵生成分析。熵作为“不可用能”的量度,在评估过程经济性中的作用被充分强调。 第6章:热力学第三定律与热力学关系式 本章介绍了热力学第三定律,即绝对零度下晶体物质的熵值趋于零。随后,引入了麦克斯韦关系式的推导过程。基于亥姆霍兹自由能(F)和吉布斯自由能(G)的定义,系统地推导了一系列重要的热力学偏微分关系式,这些关系式使得我们能够仅通过易于测量的状态变量(如P, v, T)来计算那些难以直接测量的量(如内能、焓、熵)。 第7章:能量的“品质”与有效能分析 本章深入探讨了能量转换的深度问题。通过亥姆霍兹函数和吉布斯函数的应用,导出了系统在特定约束条件下(等温等容或等温等压)能做的最大“非体积功”的判据。重点讲解了㶲(Exergy)的概念,即系统相对于环境所能做的最大有用功的度量。通过㶲的分析,读者能够准确判断能量损失的来源和程度,是现代高效能源系统设计的基础。 第三部分:实际工程应用与相平衡(第8章至第12章) 第8章:蒸汽动力循环分析 本章将理论应用于最经典的热机——蒸汽动力循环。详细分析了朗肯循环(Rankine Cycle)的各个过程,包括汽轮机、锅炉、冷凝器和给水泵的功能。重点讲解了如何利用蒸汽表和h-s图(莫里尔图)来精确计算实际蒸汽循环的效率和各项参数。此外,还讨论了再热、回热和再生的改进技术对循环性能的提升效果。 第9章:气体动力循环 本章主要分析以气体为工质的循环,特别是布雷顿循环(Brayton Cycle),这是燃气轮机的基础。详细分析了理想布雷顿循环的效率,并讨论了涡轮和压缩机的效率对整个循环性能的影响。同时,简要介绍了奥托循环(Otto Cycle)和狄塞尔循环(Diesel Cycle),作为往复式内燃机的理论模型。 第10章:流体流动与节流过程 本章关注流体在管道和设备中的能量转化。深入分析了焦耳-汤姆孙效应的物理机制及其在制冷过程中的意义。详细阐述了节流过程(Throttling)的特点——恒焓过程,并讨论了喷嘴和文丘里管中流体的加速流动,这对于流量测量和喷射设备设计至关重要。 第11章:化学热力学导论 本章将热力学原理拓展到化学反应领域。介绍了化学反应热的概念,包括标准生成焓和标准燃烧焓的计算。关键在于讲解了化学平衡常数的定义,以及吉布斯自由能 ($Delta G$) 如何作为判断反应方向和程度的判据。这为理解燃烧过程的理论极限提供了热力学基础。 第12章:气体混合物与相平衡初步 本章最后讨论了多组分系统的热力学行为。讲解了道尔顿分压定律和阿梅加定律在理想气体混合物中的应用。对于蒸汽与空气的混合物,系统介绍了湿度和露点等概念。最后,对相平衡的严格热力学描述进行了概述,强调了化学势在多相、多组分平衡中的核心地位,为后续深入学习相平衡和气体分离打下基础。 本书特色 1. 严谨的数学推导: 所有的核心公式均提供了清晰的逻辑推导链条,而非简单罗列结论。 2. 丰富的工程案例: 每个关键概念后都附有详细的工程实例分析,涵盖了发电、制冷、内燃机等领域。 3. 数据图表应用: 全书广泛使用热力学图表(如T-s图、h-s图、P-v图),强化了图解分析能力。 4. 面向工程实践的视角: 强调了效率、不可逆性损失和能源品质(㶲)的评估,符合现代可持续发展工程的要求。 本书内容深度适中,理论框架完整,是工科院校热力学课程的理想教材,同时也适合从事能源、动力、化工等行业的工程技术人员和研究生作为深入学习的参考资料。

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用户评价

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这本书最吸引我的地方,莫过于它所展现的“技术之美”——一种源于自然规律,又通过人类智慧得以实现的精妙和谐。作者在探讨制冷技术在食品保鲜和工业生产中的应用时,那种对温度精确控制的追求,如同在绘制一幅描绘生命活力与工业效率的画卷。他/她并没有停留在简单介绍冷藏、冷冻的概念,而是深入到不同食品在不同低温条件下的营养成分流失率、微生物生长抑制效果以及最终口感的变化规律。这些研究,是将复杂的生物化学和物理学原理,转化为实际的生产实践,最终服务于我们的餐桌和工业流程。例如,书中对水果、蔬菜、肉类等不同类别食品的最佳冷冻和解冻温度范围的详细阐述,以及如何通过调整冷却速度来最大限度地减少对食物质地的损害,这些内容都非常实用且具有科学依据。再者,作者在分析工业领域中,例如橡胶、塑料等高分子材料在低温下的脆性问题以及如何通过添加剂或特殊处理来改善其低温性能时,也展现了材料科学与低温工程的紧密结合。这些技术,虽然不常为公众所关注,但它们却是保障我们日常生活中的许多产品能够安全、可靠地工作的关键。本书以其丰富的案例和深入的分析,为我揭示了“低温工程技术”在提升生活品质和推动工业发展方面所扮演的不可或缺的角色,这让我对相关领域的研究产生了浓厚的兴趣。

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这本书给我的感受,就像在翻阅一本关于未来生活方式的预言书,只不过它所预言的,是那些隐藏在日常琐碎背后的、由“低温工程技术”所塑造的奇妙可能性。作者在介绍极低温制冷技术在太空望远镜中的应用时,那种对于捕捉宇宙深处微弱信号的严苛要求,以及如何通过精确控制光学元件的温度来消除红外背景噪声的描述,让我深刻体会到科学探索的极致与精密。书中对红外探测器在极低温下灵敏度的提升,以及如何设计高效的制冷器来满足长周期观测任务的需求,这些细节的呈现,无非是在告诉我们,那些遥远的星系和未知的宇宙奥秘,正是由这些在极端条件下工作的精密仪器所一点点揭示出来的。此外,关于生物样本长期保存的冷冻技术,作者并没有仅仅停留在冷冻库的构建上,而是深入到了细胞内冰晶形成机理的控制、冷冻保护剂的开发以及解冻过程对细胞活性的影响等更为复杂的微观层面。这让我对“时间停止”的科学设想有了更为具象化的理解,也让我联想到了未来在基因库、甚至在人类生命延续方面,这些技术可能扮演的角色。而对于工业领域,例如在电子产品散热方面,书中对新型纳米材料在热传导和隔热性能上的突破性进展的分析,让我看到了电子设备性能提升的另一条关键路径。作者总是能将最前沿的科技理念,通过清晰的逻辑和生动的案例,转化为读者可以理解和吸收的知识,这种“化繁为简”的能力,正是此书最宝贵之处。

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读罢此书,我仿佛置身于一个由精密计算和大胆创新交织而成的技术世界。作者对超导材料在强磁场环境下的性能表现进行了一系列细致入微的分析,特别是在描述磁悬浮列车和核聚变反应堆等前沿应用时,那种将复杂物理原理转化为实际工程解决方案的能力,着实令人惊叹。他/她不仅仅是简单地列举了这些技术的优势,更深入地探讨了在实际运行过程中可能遇到的各种低温相关的技术瓶颈,以及如何通过精妙的设计和材料选择来规避这些风险。例如,关于大型强子对撞机(LHC)中低温冷却系统如何维持粒子束在接近绝对零度的环境下运行,书中进行的阐述,不仅包含了对液氦制冷循环的详细解析,更触及了冷却管线中的热量散失控制、绝缘层的选择以及真空系统的维护等一系列关键技术细节。这些细节的呈现,使得整个过程变得无比生动和可感。再者,作者在探讨液化天然气(LNG)的储存和运输技术时,也展现了其深厚的专业功底。从早期简陋的储存容器设计,到如今高度集成化、安全可靠的低温储罐系统,书中清晰地描绘了技术进步的轨迹。其中关于LNG气化潜热的利用、防溢漏技术的演进,以及在港口和船舶设计中如何兼顾效率与安全性的讨论,都为我打开了新的视角。我尤其欣赏作者在解释这些技术时,常常会引用历史上的关键性突破和相关的工程师事迹,这使得冰冷的工程技术充满了人文关怀,也让我更加理解了每一项重大技术成就背后所付出的艰辛努力。这本书无疑为我提供了一个理解现代工业和科学前沿技术背后驱动力的重要视角。

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在阅读这本书的过程中,我最大的感受就是一种对科学严谨性的深深敬畏。作者在论述气象观测和高空探测设备在极寒环境下的可靠性时,那种对每一个细节的极致追求,让我印象深刻。例如,对高空气象探测气球材料在零下几十摄氏度下的弹性、强度以及在极低气压下的膨胀率的精确计算,以及如何设计传感器才能在低温下准确测量温度、湿度和风速等参数。这些内容,不仅仅是技术的堆砌,更是对科学理论在极端条件下应用的深刻验证。书中对这些设备在南极、北极等严酷环境下的部署和维护经验的分享,也极富参考价值。它让我了解到,每一次看似简单的气象预报,背后都凝聚着无数工程师在极端条件下进行精密测量和数据传输的努力。此外,作者在分析低温技术在科学研究中的应用时,特别是在粒子物理和天体物理领域,那种对于达到并维持极低温度以探测微弱信号的描述,着实令人着迷。例如,如何设计能够屏蔽外部干扰的低温探测器,以及如何通过多级制冷系统来达到纳开尔文(nK)的温度范围,这些都展现了人类挑战物理极限的智慧。这本书的内容,不仅仅是知识的传递,更是一种对于科学精神的致敬,它让我看到,在科学探索的道路上,每一个微小的进步,都离不开对“低温工程技术”的深入理解和不懈追求。

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这本书的作者一定是一位极富洞察力和前瞻性的学者,他/她对“低温工程技术”这一领域的研究,在我看来,早已超越了单纯的技术应用层面,而是深入到了人类文明发展与自然资源利用之间微妙平衡的哲学思考。当我翻开这本书时,首先被吸引的便是其中对极地科学考察站建设和维护的详细论述。那些关于如何在严寒环境下确保结构稳定、能源供应以及人员安全的技术细节,远非冰冷的数字和图表可以概括,其中饱含着无数工程师在极端条件下克服困难、挑战极限的智慧与汗水。作者并没有止步于描绘具体的工程案例,而是巧妙地将这些案例置于更宏大的背景之下,例如,通过分析极地科考站对气候变化监测的重要性,以及这些监测数据如何帮助我们理解地球生态系统的变化趋势,从而预见未来可能面临的挑战。此外,书中关于深海探测设备在超低温高压环境下的材料选择与防护策略,也让我大开眼界。这些设备的每一次成功部署,都标志着人类探索未知疆域的又一次飞跃,而作者对其中涉及的传热、绝缘、密封等关键技术原理的剖析,无疑为所有对深海科学感兴趣的读者提供了一个深入了解其背后工程奥秘的绝佳窗口。更让我印象深刻的是,作者在讨论低温冷冻技术在生物医学领域的应用时,并没有简单罗列其在器官保存、细胞培养等方面的成功案例,而是深入挖掘了其背后对生命本质的理解以及对延长人类健康寿命的深远意义。这些内容不仅仅是技术层面的介绍,更引发了我对于科技发展如何服务于人类福祉的深刻思考,让我对“低温工程技术”这一看似专业冷门的方向,产生了前所未有的敬意和兴趣。

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在阅读这本书的过程中,我最大的收获便是对“精密”二字的全新理解。作者在描述航空航天器隔热材料的设计与应用时,那种对极端温度梯度和热负荷的精确计算,以及如何通过多层复合材料、真空夹层和高效的热辐射控制来保护航天器内部精密电子设备的描述,让我认识到工程技术在极端环境下的复杂性和重要性。他/她不仅仅是介绍了隔热材料的种类和性能,更深入地分析了这些材料在承受高速气动加热、太空辐射以及内部设备散热等多重因素下的性能表现。这些内容,对于理解航天器安全运行至关重要。再者,作者在分析低温技术在医学影像设备(如核磁共振成像仪 MRI)中的应用时,也展现了其巨大的价值。书中对超导磁体需要液氦进行低温冷却以维持强磁场的稳定性和均匀性的详细阐述,以及如何通过优化冷却系统来降低运行成本和提高设备可靠性的讨论,都极具参考意义。这些技术,虽然普通人无法直接看到,但它们却是现代医疗诊断不可或缺的关键。本书通过丰富的案例和深入的分析,为我揭示了“低温工程技术”在提升人类健康福祉和保障高科技设备运行方面所扮演的不可或缺的角色,这让我对相关领域的研究产生了浓厚的兴趣。

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这本书带给我的震撼,在于它所揭示的“看不见的”工程力量。作者在讲述航空航天领域中,尤其是航天器发动机工作时所面临的极端温度变化和压力负荷,以及如何通过特殊的低温材料和冷却系统来确保其稳定可靠运行时,我仿佛看到了工程师们是如何将物理学的定律“玩转”于股掌之间,创造出一次又一次的奇迹。书中对火箭燃料(如液氢、液氧)在极低温下的储存、输送以及燃烧过程中的热管理技术的阐述,非常具体和详实。它不仅仅是介绍了技术本身,更传递了一种对于安全、效率以及可靠性的极致追求。这些技术,虽然普通人难以直接触及,但它们却是人类探索宇宙、实现太空旅行的基础。再者,作者在讨论工业气体(如液氮、液氩)在冶金、食品加工等领域的应用时,也展现了低温技术是如何渗透到我们生活的方方面面。从金属的热处理以改变其性能,到食品的快速冷冻以锁住新鲜度和营养,这些过程的背后,都离不开对低温特性的精确控制和有效利用。作者在描述这些应用时,常常会引入一些生动的行业案例,比如,如何通过低温处理来提高刀具的使用寿命,或者如何利用液氮快速冷冻来制作特殊口感的甜点。这些具体的例子,让抽象的技术变得格外鲜活,也让我对“低温工程技术”的价值有了更深刻的认识。本书的内容,无愧于对这一领域的一次全面而深入的探索。

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这本书给我带来的最深刻印象,是它如何将抽象的物理概念与具体的工程实践巧妙地融合在一起,从而构建了一个宏大的“低温世界”的图景。作者在阐述超低温制冷技术在科学仪器和实验室设备中的应用时,那种对于达到并维持近绝对零度温度所面临的巨大技术挑战,以及如何通过精心设计的制冷循环、高效的隔热措施和精确的温度测量来克服这些困难的描述,让我叹为观止。他/她不仅仅是介绍了液氦、液氮等制冷剂的使用,更深入地分析了杜瓦瓶的设计原理、真空绝热技术以及如何减少热量侵入的各种策略。这些细节的呈现,使得整个超低温系统的运行变得清晰可见,也让我对科学家们在基础研究中所需的精密设备有了更深的理解。此外,作者在讨论低温技术在能源领域的潜在应用时,例如,关于高温超导材料在输电损耗控制、能源储存(如飞轮储能)以及未来氢能源经济中的作用的探讨,都充满了前瞻性和启发性。他/她分析了在这些应用中,如何通过有效的低温管理来提升能源利用效率,降低运行成本,并最终实现更可持续的能源发展。书中提出的许多设想,虽然目前还处于研究或早期应用阶段,但其背后所蕴含的科学逻辑和技术可行性,都足以让人对未来能源格局产生深刻的思考。这本书无疑为我提供了一个理解“低温工程技术”如何驱动能源革命的有力视角。

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这本书带给我的,是一种对“可持续发展”理念的深刻体悟,以及“低温工程技术”在该理念中的关键作用。作者在探讨低温技术在能源储存和传输领域的应用时,那种对减少能量损耗、提高能源利用效率的执着追求,让我看到了科技如何服务于更绿色的未来。他/她不仅仅是介绍了液氢作为清洁能源载体的潜力,更深入地分析了在液化、储存、运输和使用过程中,如何通过高效的低温工程技术来最大限度地降低能量损耗和环境影响。例如,书中对大型液化工厂的工艺流程、储罐的设计以及相关安全标准的详细阐述,都展现了工程技术在保障清洁能源供应方面的关键作用。再者,作者在分析低温技术在环境保护和资源回收领域的应用时,也揭示了其广阔前景。例如,如何利用低温技术对废弃物进行处理,以回收有价值的材料,或者如何通过低温冷冻来保护濒危物种的遗传资源。这些技术,虽然不常为公众所关注,但它们却是实现循环经济和保护地球生态的关键。本书以其丰富的案例和深入的分析,为我揭示了“低温工程技术”在推动环境保护和资源可持续利用方面所扮演的重要角色,这让我对相关领域的研究产生了浓厚的兴趣。

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这本书所传达的,是一种“化不可能为可能”的工程智慧。作者在探讨大型低温设备(如粒子加速器、射电望远镜)的建造和运行过程中所面临的巨大挑战时,那种对材料科学、机械设计、传热学以及控制理论的综合运用,让我深感震撼。他/她不仅仅是介绍了这些设备的规模和功能,更深入地分析了在搭建这些庞然大物时,如何解决材料的低温形变、结构的稳定性、冷却系统的效率以及精确的定位和追踪等一系列复杂工程问题。例如,书中对巨型射电望远镜碟面在极端温度变化下的形状稳定性控制,以及如何通过精密的伺服系统来保持其对太空信号的精确接收,这些内容都展现了工程技术的极致追求。此外,作者在分析低温技术在工业自动化和机器人技术中的应用时,也揭示了其前沿潜力。例如,如何通过低温冷却来提升高性能计算芯片的处理速度和稳定性,以及如何为精密机器人提供稳定可靠的运动控制和环境适应能力。这些技术,虽然不常为公众所关注,但它们却是推动现代工业智能化和高效化的关键。本书以其丰富的案例和深入的分析,为我揭示了“低温工程技术”在推动科学研究和技术革新方面所扮演的关键角色,这让我对相关领域的研究产生了浓厚的兴趣。

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