傳熱學與流體力學基礎

傳熱學與流體力學基礎 pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

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出版者:上海交大
作者:王經
出品人:
頁數:195
译者:
出版時間:2007-8
價格:25.00元
裝幀:
isbn號碼:9787313047885
叢書系列:
圖書標籤:
  • 傳熱學
  • 流體力學
  • 工程熱物理
  • 傳熱
  • 流體
  • 熱力學
  • 工程
  • 物理
  • 基礎
  • 計算流體力學
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具體描述

《傳熱學與流體力學基礎》課程屬於技術基礎課,是學生學習專業課程的重要基礎。本教材在前人教材的基礎上,對本課程內容進行瞭較大變動。首先,將流體力學的基礎理論知識編入教材,並根據學生認知規律增加瞭工程應用內容。在傳熱學理論部分,結閤編者30餘年的傳熱學教學經驗,以導熱、對流、熱輻射三種熱量傳遞形式為主綫,分彆對它們的傳遞規律、計算方法進行講解,使學生建立明確的概念。最後結閤工程實際,教會學生進行復閤換熱方麵的計算。

本教材結閤機械工程專業的培養目標,重點講解熱傳遞過程及其與之相關的熱流體流動過程的理論基礎。教材內容上注重培養和訓練學生的分析計算能力,在學生已經具備的數學、物理、力學知識的基礎上,教會他們正確解決在機械製造工程中,所遇到的流體流動與傳熱問題。同時,通過該課程學習,可使學生在進一步學習有關專業課程時,得以開闊視野,吸收新理論,進行新工藝新材料新技術的創新研究。本教材在國內獨具特色,是將傳熱學與流體力學基礎理論相結閤的、與動力工程專業教材有較大區彆的首批高校專業基礎課教材。

本教材強調傳熱學基礎理論和流體力學基本概念,重點對機械工程中最常見的導熱問題和熱流體問題進行多角度討論。教材共分七章,並配以思考題、習題。書末附以參考文獻與必要的附錄圖錶。全書采用國傢法定計量單位和名詞術語。

本書適閤大學機械製造與機械工程類學生學習選用,也可供從事機械工程專業的科學技術人員參考。

工程熱力學導論 本書旨在為初次接觸熱力學領域的工程及理科學生提供一個全麵、深入且富有啓發性的基礎入門。我們專注於構建堅實的理論框架,並強調熱力學定律在實際工程問題中的應用。 第一部分:熱力學基礎與基本概念 本部分首先確立瞭熱力學研究的基石。我們詳細闡述瞭宏觀和微觀視角在熱力學分析中的作用,並對係統、邊界、狀態、性質等核心術語進行瞭精確定義。 第1章:熱力學的基本概念與視角 係統分類與控製體分析: 區分瞭孤立係統、封閉係統和開放係統(控製體)。重點講解瞭控製體方法在流動係統分析中的重要性,特彆是如何選擇閤適的控製體以簡化分析過程。 熱力學性質: 深入探討瞭內能、焓、熵、吉布斯自由能等關鍵熱力學性質。區分瞭容量性質和強度性質,並解釋瞭比熱容(定容比熱 $c_v$ 和定壓比熱 $c_p$)的物理意義及其在理想氣體中的應用。 狀態與過程: 闡述瞭熱力學平衡態的含義,並介紹瞭準靜態過程(Quasi-static Process)的概念。通過P-v-T圖的介紹,直觀展示瞭物質(特彆是純物質)的相變過程和臨界現象。 第2章:能量、功與熱 本章是理解熱力學第一定律的鋪墊。我們詳細分析瞭係統在能量傳遞中的兩種基本形式。 功的傳遞: 詳細解析瞭體積功(膨脹功和壓縮功)的計算方法,包括恒壓、恒溫、多變過程下的功積分為例。此外,還引入瞭軸功、電功等其他形式的宏觀功。 熱的傳遞: 解釋瞭熱量作為能量傳遞的另一種形式,以及熱量的符號約定。 能量守恒: 嚴格推導並闡述瞭熱力學第一定律,將其錶達為能量平衡方程。針對封閉係統(非流動係統)和穩定流係統(控製體),分彆給齣瞭其適用的數學形式,並輔以大量的實際熱機和製冷循環例子進行說明。 第二部分:熵與熱力學第二定律 熱力學第二定律是區分過程可行性的關鍵,本部分將重點聚焦於熵的概念及其應用。 第3章:熱力學第二定律與卡諾循環 熱力學第二定律的錶述: 介紹瞭開爾文-普朗剋錶述(不可能從單一熱源吸熱並完全轉化為功)和剋勞修斯錶述(熱量不能自發地從低溫物體傳遞到高溫物體)。 卡諾循環與熱效率: 詳細分析瞭理想的可逆卡諾循環,推導齣熱效率的理論極限,從而確立瞭熱力學第二定律的量化基礎。 熱力學第三定律: 簡要介紹第三定律,即絕對零度時純晶體物質的熵為零,為確定絕對熵值提供瞭參考點。 第4章:熵的分析與不可逆性 熵的定義與計算: 嚴格推導瞭基於可逆過程的熵變定義 $Delta S = int (delta Q / T)_{rev}$。對於不可逆過程,引入瞭剋勞修斯不等式 $(oint delta Q / T le 0)$,明確瞭熵增原理在自然過程中的普適性。 熵産生與過程的不可逆性: 區分瞭係統熵變(邊界交換和內部産生)以及熵産生(Irreversibility)的概念。強調瞭不可逆性是能量品位下降的根本原因。 過程可行性判據: 利用熵變分析,判斷過程是否可能發生,為工程優化提供瞭理論依據。 第三部分:應用與平衡 本部分將前兩部分的知識應用於實際的流體和物質係統分析中。 第5章:理想氣體的熱力學過程 理想氣體狀態方程: 建立並應用理想氣體狀態方程 $PV = mRT$。 理想氣體的內能與焓: 基於理想氣體的定義(內能僅依賴於溫度),推導齣其內能和焓的錶達式,以及比熱容之間的關係(邁耶公式 $c_p - c_v = R$)。 氣體流動過程分析: 詳細分析瞭等溫、絕熱、多變過程中的功和熱的傳遞,並引入瞭等熵過程的概念,這是後續分析噴管和壓縮機效率的基礎。 第6章:蒸汽與純物質的熱力學性質 針對水蒸氣等實際工質,本章側重於性質圖錶的使用。 相圖與性質錶: 介紹壓力-溫度(P-T)相圖,重點講解瞭飽和區、過熱區和臨界點。詳細介紹瞭飽和水、乾飽和蒸汽、濕蒸汽和過熱蒸汽的性質查錶方法,如查取比體積、比焓和比熵。 節流過程: 分析瞭理想節流過程(如閥門和多孔塞)中焓保持不變的特性(焦耳-湯姆遜效應的引入)。 第7章:熱力學基本關係式與化學勢 本章為進階分析做準備,側重於如何從基本熱力學性質推導齣復雜的數學關係。 麥剋斯韋關係式: 從基本熱力學微分關係齣發,推導齣一係列重要的麥剋斯韋關係式,它們允許我們用容易測量的性質(如P, V, T)來錶達難以測量的性質(如S)。 熱力學偏導數關係: 介紹使用恒定性質(如恒溫、恒容)來簡化導數錶達式的方法。 化學勢簡介: 簡要引入化學勢的概念,作為係統在給定溫度和壓力下,物質組分變化時自由能變化量的度量,為後續深入學習相平衡和反應熱力學奠定基礎。 本書的教學目標是使讀者不僅能熟練應用熱力學定律解決工程計算問題,更能深刻理解能量轉換的本質限製和效率的物理根源。每章後附有大量精選的例題和習題,以強化對概念的掌握和計算能力的培養。

作者簡介

目錄資訊

讀後感

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用戶評價

评分☆☆☆☆☆

從一個資深工程師的角度來看,這本書的價值主要體現在其作為“基礎”的堅實性上。它完美地履行瞭其書名所承諾的——“基礎”的構建。它沒有過分關注最新的、尚無定論的研究熱點,而是將經典理論的每一個環節都打磨得光潔、透徹。我特彆欣賞作者在處理“量綱分析”和“相似準則”時所花費的心力,這部分內容往往被其他教材輕描淡寫地帶過,但卻是連接理論模型與實際工程縮尺試驗的橋梁。通過對無量綱數的深入剖析,讀者能清晰地理解相似性存在的條件和局限性。這使得本書不僅僅是知識的傳授,更是一種解決問題思維方式的培養。它教會我如何從一個復雜的物理現象中提煉齣核心的控製變量,如何設計有效的實驗來驗證或推翻假設。對於任何想在熱力學和流體動力學領域深耕的人來說,這本書都是一個不可或缺的、能讓你隨時迴溯並檢驗自己理解深度的“定海神針”。

评分☆☆☆☆☆

說實話,我期待的是一本能讓我快速上手解決實際問題的工具書,但這本書的側重點似乎更偏嚮於理論的深度挖掘,這對我這個已經脫離瞭純理論研究環境的人來說,帶來瞭一絲挑戰。閱讀過程中,我發現作者在推導過程中往往會花費大量的篇幅來解釋每一個假設背後的物理意義,比如,在處理不可壓縮流體時,為什麼我們可以忽略體積變化,以及這種忽略在何種工況下會導緻誤差。這種對“為什麼”的執著,雖然保證瞭內容的嚴謹性,卻也讓閱讀節奏變得有些緩慢。我更希望看到一些關於現代計算流體力學(CFD)前沿方法的簡介,或者至少是更貼近當前工業界主流設計規範的案例分析。目前的案例,感覺像是上世紀八九十年代的經典問題重現,缺乏一些高超聲速或微尺度傳熱這樣更具時代感的議題。總而言之,它是一本優秀的“百科全書式”的理論參考,但如果想快速將知識轉化為即戰力,可能還需要搭配其他更偏應用導嚮的資料。

评分☆☆☆☆☆

這本書的排版和裝幀質量是值得稱贊的。在如今大量使用電子閱讀的時代,一本厚重的紙質教材能做到如此清晰易讀,實屬不易。字體的選擇和行距的控製,都非常有利於長時間的閱讀而不易産生視覺疲勞。更讓我驚喜的是,作者在引入復雜概念時,會穿插一些曆史背景的小故事,比如某個定律是如何被發現、科學傢們經曆瞭怎樣的爭論,這極大地增強瞭閱讀的趣味性。比如,關於熱邊界層發展的那一章,作者沒有直接給齣普朗特對流理論的最終形式,而是先描繪瞭雷諾如何通過實驗觀察到這一現象的麯摺過程。這種“講故事”的方式,讓枯燥的物理過程變得鮮活起來,也讓讀者更容易記住那些關鍵的物理圖像。對於那些希望通過曆史脈絡來理解科學發展的讀者來說,這本書無疑提供瞭極佳的視角,它不僅僅是知識的堆砌,更是一段科學思想的傳承之旅。

评分☆☆☆☆☆

這本《傳熱學與流體力學基礎》的初體驗,讓我不禁迴想起大學時代那些埋首於公式和實驗報告的夜晚。我原本以為,隨著時間的推移,那些關於邊界層分離和努塞爾特定律的細節早已在我腦海中模糊殆盡,但翻開這本書的目錄,那種久違的“親切感”又迴來瞭。它不像某些教科書那樣,上來就堆砌著抽象的數學推導,反而像是老教授的耐心講解。從最基本的守恒定律講起,步步為營,清晰地勾勒齣流體運動的宏觀圖景。尤其是對於粘性流動的處理,作者似乎特彆注重將理論與實際工程問題掛鈎,讓我能立刻聯想到那些在管道中湍流的液體,以及它們如何與壁麵發生復雜的相互作用。我特彆欣賞其中對於流場可視化描述的詳盡程度,那些圖示並非簡單的示意,而是充滿瞭物理洞察力,讓人能“看”見能量和動量是如何在介質中傳遞的。對於初學者而言,這本書無疑是打下堅實基礎的絕佳材料,它沒有急於求成,而是讓人把根紮穩瞭再往上建摩天大樓。

评分☆☆☆☆☆

我對這本書在復雜係統耦閤處理上的詳略程度感到有些睏惑。在流體力學部分,作者對經典的不可粘性流和充分發展的湍流模型做瞭詳盡的闡述,從歐拉方程到雷諾平均納維-斯托剋斯(RANS)方程的推導都非常紮實。然而,當涉及到傳熱與流動的強相互作用時,比如在涉及相變或輻射傳熱的復雜多物理場耦閤問題時,內容就顯得有些蜻蜓點水瞭。例如,在分析一個高熱流密度下的冷卻問題時,輻射換熱的貢獻往往不能被忽視,但本書對復雜輻射模型的介紹相對保守,更多地停留在簡單的灰體假設上。我希望能看到更多關於非等溫流體中浮力驅動流動(自然對流)的深入探討,特彆是當流體性質隨溫度變化劇烈時的非綫性效應。這本書似乎更傾嚮於在“穩態”和“均勻物性”的理想化條件下建立模型,這在某些尖端工程應用中,可能需要讀者自行進行大量的修正和擴展工作。

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