锅炉强度计算标准应用手册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国标准出版社

作者:李之光

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1999-03-01

价格:70.0

装帧:

isbn号码:9787506617499

丛书系列:

图书标签:

• 锅炉
• 强度计算
• 压力容器
• 工程技术
• 机械工程
• 规范标准
• 应用手册
• 设计手册
• 工业设备
• 安全规范

工程热力学与传热学基础理论：面向实际工程应用的深度解析 书籍定位与内容概述： 本书旨在为广大从事能源工程、化工、机械制造及相关领域的研究人员、工程师和高年级学生提供一本全面、深入且极具实践指导意义的工程热力学与传热学基础理论教材。我们深知，在现代工业生产和高新技术研发中，对能量转换、热量传递的精确控制与优化设计是提升效率、保障安全和实现可持续发展的核心。因此，本书的编写严格遵循“理论与实践紧密结合”的原则，力求在阐述经典理论的同时，大量引入最新的工程应用案例、前沿研究方向及行业标准所要求的计算方法。 本书结构严谨，内容覆盖了从宏观热力学定律到微观传热机理的完整知识体系，并特别强调了这些理论在实际工程系统中的应用与求解技巧。全书共分为六大部分，二十四章，详细系统地构建了读者的理论框架和工程计算能力。 --- 第一部分：工程热力学基础（系统与定律的构建） 本部分聚焦于热力学的基本概念、状态描述以及核心定律的推导与应用。我们不满足于简单的公式复述，而是深入探讨了热力学系统、控制体概念的严格定义，以及熵和吉布斯自由能等状态函数的物理意义。 第一章：热力学基本概念与术语 详细界定了热力学系统、边界、状态、过程、循环等基本术语。重点剖析了“准静态过程”与“可逆过程”的理想化特征及其在工程分析中的指导意义。对压力、温度、比容等宏观性质进行了精确的计量学讨论。 第二章：热力学第一定律及其工程应用 深入推导了适用于封闭系统和流动系统的能量守恒方程（第一定律的积分形式和微分形式）。在工程应用方面，本书详细分析了定容加热、定压加热、绝热压缩与膨胀等典型过程的能量平衡，并将其应用于往复式发动机、燃气轮机等能量转换装置的初步循环分析。特别强调了流体功、轴功的概念及其在复杂设备（如泵、压缩机）中的精确计算。 第三章：热力学第二定律与熵 本书对第二定律的克劳修斯表述和开尔文-普朗克表述进行了严谨的数学证明。重点在于熵的概念引入及其在不可逆过程中的变化规律。我们详细阐述了“等熵过程”的理想性，并介绍了熵产率在分析实际工程中能量耗散（不可逆损失）中的关键作用。 第四章：热力学第三定律与状态方程 阐述了热力学第三定律的物理意义，即绝对零度的不可达到性。针对实际工质的性质描述，本书系统梳理了理想气体状态方程、范德华方程、彭-罗宾逊（PR）方程等真实气体状态方程，并提供了在不同温度和压力区域下选择合适状态方程的工程准则。 --- 第二部分：能量转换循环分析（效率与可行性的评估） 本部分将热力学定律应用于实际的能量循环，是评估热机、制冷机性能的核心内容。 第五章：蒸汽动力循环 全面解析了朗肯循环（Rankine Cycle），包括干蒸汽、湿蒸汽区的热力学过程。重点讲解了再热、回热对循环效率的提升机制，并引入了现代电厂中超临界和亚临界参数下的循环优化设计思路。 第六章：燃气轮机循环 详细分析了布雷顿循环（Brayton Cycle），包括了对涡轮和压气机效率（等熵效率）的引入对整个循环性能的影响。深入讨论了再生、补燃、串联等提高燃气轮机经济性的技术手段。 第七章：制冷与热泵循环 基于反向朗肯循环，详细分析了蒸汽压缩制冷循环，重点讲解了制冷系数（COP）的计算与优化。同时，吸收式制冷循环的物理原理和其在余热回收中的应用也被作为前沿内容进行介绍。 --- 第三部分：化学热力学与相平衡（反应的驱动力与平衡） 本部分关注能量变化与化学反应、相转变之间的内在联系，这是化工过程设计的基础。 第八章：热化学与反应热 系统介绍了标准生成焓、燃烧热、键焓等概念。重点讨论了基希霍夫公式在温度变化对反应热影响计算中的应用。 第九章：化学平衡与吉布斯自由能 深度解析了吉布斯自由能（G）作为化学反应驱动力的核心地位。详细推导了反应平衡常数（Kp, Kc）与温度之间的范特霍夫关系式，并提供了在非标准条件下的平衡转化率计算方法。 第十章：相平衡与多组分系统 讲解了单组分和多组分系统的相律（吉布斯相律）。重点分析了气-液平衡（VLE）中的泡点和露点计算，以及富集于化工分离过程的Raoult定律与修正模型（如Wilson, NRTL, UNIQUAC）的适用性讨论。 --- 第四部分：传热学基础理论（机制的微观解析） 本书传热学部分从微观角度出发，对三种基本传热模式进行了深入的机理分析。 第十一章：热传导基础 详细阐述了傅里叶热传导定律，并对一维、二维稳态与非稳态导热问题进行了严格的数学推导，包括级数解法（分离变量法）和积分变换法在复杂边界条件下的应用。 第十二章：对流传热学理论 聚焦于流体与固体间换热，系统区分了层流与湍流的特性。详细介绍了边界层理论（动量边界层与热边界层），并基于量纲分析法，系统梳理了Nusselt数、Prandtl数等无量纲参数在对流换热计算中的物理意义和适用范围。 第十三章：热辐射传热 阐述了黑体辐射定律、普朗克定律以及斯蒂芬-玻尔兹曼定律。重点讨论了灰体、选择性表面发射率和吸收率的概念，并推导了复杂几何体之间（如平行板、圆柱体）的净辐射换热量计算方法。 --- 第五部分：传热工程应用与设备设计（强化与优化） 本部分是本书的实践核心，将理论知识转化为解决实际工程问题的工具。 第十四章：换热器基础设计与分析 详细介绍了管壳式换热器的结构、类型（固定管板、浮头式等）。重点讲解了对数平均温差（LMTD）法和端点法（Effectiveness-NTU法）在不同流程下的计算步骤与优缺点比较。 第十五章：换热器性能评估与过程强化 深入分析了换热器中的流动阻力、污垢热阻的概念及其对换热效率的影响。介绍了强化传热技术，如翅片管、紧凑型换热器的工作原理与设计考量。 第十六章：复杂传热案例分析 针对复合传热（导、对流、辐射耦合）问题，提供了求解思路和简化模型。例如，在高温炉膛或反应器内壁的温度场分析。 --- 第六部分：工程热力学与传热学的数值方法与前沿（面向计算的解决方案） 面对日益复杂的工程问题，本书最后一部分引导读者掌握现代计算工具的应用。 第十七章：工程热力学与传热学的求解方法 介绍了有限差分法（FDM）在非稳态导热问题中的初步应用。讨论了如何将热力学系统的状态方程、反应平衡方程转化为可编程的迭代求解模型。 第十八章：计算流体力学（CFD）在传热分析中的角色 简要介绍了求解Navier-Stokes方程与能量方程的数值方法（如有限体积法）。重点阐述了如何利用商业CFD软件（如Ansys Fluent, STAR-CCM+）建立准确的换热器或反应器模型，并对模型网格划分、湍流模型（如$k-epsilon, SST$模型）的选择给出明确的工程建议。 第十九章：高温高压下的材料选择与安全裕度 结合热应力分析的概念，探讨了高温高压设备（如反应釜、锅炉部件）在热循环和蠕变条件下的寿命评估基础。 --- 本书特色与目标读者： 本书的独特之处在于其对热力学过程的量化分析能力和传热工程计算的精确指导。我们没有侧重于特定的设备或规范，而是致力于建立读者对能量与热量传递的底层物理认知。 目标读者包括： 能源工程、化学工程、热能工程专业的研究生及高年级本科生。 在电力、石油化工、航空航天、暖通空调（HVAC）等领域从事设计、运行与维护的工程师。 需要进行复杂系统热管理和效率优化的技术人员。 通过本书的学习，读者将能够熟练运用热力学定律对能量转换系统进行可行性与效率评估，并掌握运用传热学理论解决实际设备中换热瓶颈问题的核心技能。

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这本书的装帧设计相当考究，封面采用了一种略带磨砂质感的深蓝色纸张，触感温润而不失专业感。字体排版清晰有力，主标题“锅炉强度计算标准应用手册”几个大字稳稳地占据了视觉中心，既突出了其实用性，又给人一种权威可靠的印象。内页的纸张选择了适中的米白色，有效地减轻了长时间阅读带来的视觉疲劳，这对于需要反复查阅技术规范的工程师来说，无疑是一个贴心的设计细节。装订方面，采用的是结实的锁线胶装，即便经常翻动查阅，也能保证书脊的牢固。在章节的划分上，作者显然花费了大量心思，逻辑层次非常分明，从基础理论到具体案例的过渡自然流畅，让人感觉这不是一本干巴巴的工具书，而更像是一位经验丰富的导师在手把手地指导学习。尤其是书中穿插的那些流程图和对比表格，对于复杂规范的理解起到了画龙点睛的作用，极大地提升了学习效率。这本书的整体质感，体现出出版方对专业技术书籍应有态度的尊重，让人在拿起它的那一刻，就对接下来的深入学习充满了期待和信心。

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这本书的实用性体现在对“应用”二字的深刻理解上。许多手册仅仅停留在公式的罗列，但此书却非常注重工具属性的体现。书后附带的附录部分，涵盖了大量常用的物理常数表、材料性能速查表，以及各种几何形状截面系数的简化计算公式，这些都是在实际工作中需要频繁调用的基础数据。此外，它似乎还考虑到不同层次读者的需求，在每个主要章节的末尾，都设计了“工程启示录”或“常见误区警示”栏目。这些小结精炼地指出了过去在实践中容易犯的错误倾向，比如在忽略次级应力或过度简化边界条件时的潜在风险，这些经验之谈的价值是任何冰冷的公式都无法替代的，它们是血与火的教训提炼，是作者多年行业经验的结晶，这使得本书的含金量大大提升。

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我花了几天时间，将书中的一些关键章节与我手头正在进行的两个大型项目的设计审查文件进行了交叉比对，结果令人非常满意。这本书提供的参考依据和校核方法，具有极高的前瞻性和普适性。尤其是在关于锅炉运行中的热冲击和快速启停工况的应力校核部分，书中提出的几个特殊工况的简化模型计算方法，比我们原先使用的传统方法在收敛速度和结果合理性上都有显著提升。这不仅仅是更新了数据，更是体现了对最新研究成果的消化和吸收。可以预见，对于未来设备升级改造和新标准接轨的工作，这本书将成为我们部门内部培训和标准制定不可或缺的基石。它的价值不仅仅体现在“计算”层面，更在于它为我们提供了一套更严谨、更安全的工程决策支持体系。

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初翻此书，我最深刻的感受是其内容的广博与深度并存。它似乎将近年来行业内所有主要的压力容器和锅炉规范进行了系统的整合与梳理，而非仅仅局限于某一个特定地区的标准。比如，在处理蠕变寿命评估的部分，作者不仅仅是简单地引用了公式，而是深入剖析了不同材料在不同温度区间下的本构关系差异，并巧妙地结合了有限元分析软件的实际操作逻辑来进行讲解。这种将理论的严谨性与工程实践的复杂性完美结合的叙事方式，是许多同类书籍所欠缺的。更值得称赞的是，书中对一些关键设计参数的选取标准给出了详细的背景解释，例如为什么在特定应力状态下需要采用更高的安全系数，这些“为什么”的解答，对于提升从业人员的设计哲学远比单纯的“怎么做”更有价值。阅读下来，我感觉自己正在构建一个更为宏大和立体的知识框架，而不是被困在孤立的计算步骤之中。

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这本书的文字风格非常务实、精准，几乎没有冗余的修饰性语言，每一句话都像是在进行精确的结构分析，直击要点。但这种精准的背后，却蕴含着一种深入浅出的教学智慧。作者在处理那些晦涩难懂的数学推导时，总是能找到一种平衡点——既保持了推导过程的完整性，又用清晰的文字步骤将复杂的代数变换分块解释，确保了即便是初次接触这些规范的年轻工程师也能跟上节奏。特别是在讲解特定载荷工况下的疲劳评估章节，作者采用了一种“情景带入式”的讲解方法，仿佛设置了一个虚拟的现场问题，然后逐步引导读者利用书中的工具去解决它。这种交互式的阅读体验，极大地增强了知识的吸收率和记忆深度。它不再是平面的文字堆砌，而是立体的问题解决路径图，让人感觉手中的这本书就是解决现场疑难的“瑞士军刀”。

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