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出版者:第1版 (1986年5月1日)

作者:范从振

出品人:

页数:349

译者:

出版时间:1986-5

价格:20.4

装帧:平装

isbn号码:9787801255792

丛书系列:

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《热工学基础》 第一章 绪论 本章旨在为读者建立扎实的工质热力性质概念，为后续章节的学习打下坚实基础。我们将从宏观与微观两个层面深入探讨物质的构成，详细阐述状态参数（如压力、温度、比容）及其相互关系，并引入理想气体状态方程这一描述理想气体行为的基本法则。随后，本章将重点讲解实际气体的各种状态方程，包括范德华方程，并分析其实际应用中的修正因素。 热力学第一定律是能量守恒在热力学系统中的体现。本章将详尽阐述功、热量和内能的概念，并深入剖析不同过程（等容、等压、等温、绝热）中的能量传递与转化规律。通过对各种热力过程进行能量平衡分析，读者将能够理解和计算不同工况下的能量变化。 热力学第二定律则揭示了能量转化的方向性与不可逆性。我们将引入热力学温标、卡诺循环等核心概念，阐释热机的效率极限，并探讨熵的概念及其在判断过程可逆性与方向性中的作用。通过对不同热力循环的分析，读者将深刻理解能量转化过程中不可避免的损耗。 第二章 热力学基本定律的应用 在奠定坚实的热力学理论基础后，本章将重点将这些基本定律应用于实际工程问题。我们将深入研究气体和蒸汽的节流过程，分析其压强、温度和焓的变化规律，并探讨其在实际应用中的意义，例如制冷和分离过程。 随后，本章将聚焦于流体在管道中的流动问题。我们将详细讲解伯努利方程，并分析其在理想流体和实际流体流动中的适用性与修正。通过对摩擦损失、局部阻力等因素的考量，读者将能够掌握如何准确计算管道中的压强损失和流动特性。 对于热交换器的设计和分析，本章将提供关键的理论指导。我们将讲解热交换的基本原理，包括传热机理（传导、对流、辐射）和传热系数的概念。通过对不同类型热交换器（如壳管式、板翅式）的传热计算方法进行阐述，读者将能够理解如何优化其结构和运行参数以实现高效的热量传递。 第三章 燃烧与燃料 燃烧是热能产生的主要途径，本章将对燃烧过程进行系统性阐述。我们将首先介绍燃烧的基本理论，包括燃烧的化学反应机理、燃烧产物以及影响燃烧的因素，如温度、压力和浓度。 随后，本章将详细介绍各种常用燃料的性质与特性。我们将分析固体燃料（如煤）、液体燃料（如石油、柴油）和气体燃料（如天然气、煤气）的化学成分、热值、燃烧产物和环境影响。通过比较不同燃料的优缺点，读者将能够更好地理解在不同应用场景下的燃料选择依据。 本章还将重点关注燃烧过程中产生的主要污染物及其控制方法。我们将讨论氮氧化物（NOx）、硫氧化物（SOx）、颗粒物（PM）和碳氧化物（CO、CO2）的形成机理，并介绍各种先进的燃烧技术和后处理技术，如低氮燃烧、烟气脱硫（FGD）、烟气脱硝（DeNOx）等，以期达到清洁燃烧和环境保护的目的。 第四章 热力循环 热力循环是能量转换的核心，本章将对各种重要的热力循环进行深入分析。我们将首先介绍理想热力循环，如卡诺循环、奥托循环（适用于往复式内燃机）、狄塞尔循环（适用于柴油机）和儒辛循环（用于蒸汽动力装置），并计算它们的理论效率。 随后，我们将转向实际热力循环，分析实际工况下各种因素对循环性能的影响。我们将重点研究朗肯循环，这是蒸汽动力装置中最基本也是最广泛应用的循环。本章将详细讲解朗肯循环的各个过程，包括锅水、膨胀、冷凝和泵送，并分析实际朗肯循环中存在的各种不可逆性，如压力损失、过热损失和排汽损失，以及如何通过提高过热度、采用再热和回热等技术来提高实际效率。 此外，本章还将简要介绍其他重要的热力循环，如布雷顿循环（用于燃气轮机）和制冷循环（如蒸汽压缩式制冷循环），并分析它们的特点和应用领域。通过对这些循环的深入理解，读者将能够把握不同动力装置和制冷设备的工作原理。 第五章 传热学基础 传热是热量从高温物体向低温物体传递的过程，本章将系统性地介绍传热学的基本原理。我们将首先阐述三种基本的传热方式： 热传导： 重点研究热在固体、液体和气体中的传递机理。我们将详细介绍傅里叶导热定律，并分析稳态导热和非稳态导热的特点。通过讲解导热系数、热阻等概念，读者将能够计算简单几何体（如平板、圆筒）的传热量。 对流传热： 深入探讨流体在运动过程中发生的传热现象。我们将区分自然对流和强制对流，并介绍努塞尔准数、雷诺数、普朗特数等无量纲准数在对流传热计算中的作用。本章还将涉及换热器设计中常见的对流传热模型。 辐射传热： 研究物体通过电磁波传递能量的现象。我们将介绍基尔霍夫定律、斯特藩-玻尔兹曼定律等辐射定律，并分析黑体、灰体等概念。对于复杂几何体和多表面辐射换热，本章也将提供分析方法。 本章还将深入探讨复合传热，即多种传热方式同时存在的复杂情况。我们将研究传热总系数的概念，并讲解如何将不同传热方式的阻力进行叠加分析。通过对实际工程中传热问题的分析，如设备壁面的传热、流体与壁面之间的传热等，读者将能够运用传热学原理解决实际问题。 第六章 换热器的工作原理与设计 在掌握了传热学基础后，本章将聚焦于换热器的具体应用。我们将对各种常见的换热器类型进行分类介绍，包括： 管壳式换热器： 分析其结构特点、传热机理和设计要点。我们将详细讲解单壳层、多壳层、套管式等不同结构的优缺点，以及管束排列方式对传热效率和压降的影响。 板式换热器： 介绍其通过波纹状金属板实现高效传热的原理。我们将讨论单板、多板组合等结构，并分析其在紧凑性、易清洗性等方面的优势。 翅片管式换热器： 重点研究翅片结构对增加换热面积、提高对流传热效率的作用。我们将分析不同翅片形式（如平翅、百叶窗翅片）的设计原理和应用场景。 其他类型换热器： 简要介绍空气冷却器、冷凝器、蒸发器等特殊用途的换热器。 本章将深入探讨换热器的设计过程。我们将详细讲解如何根据工艺要求（如换热量、进出口温度、介质性质）选择合适的换热器类型，并进行传热计算和压降计算。我们将介绍常用的设计准则和优化方法，以期达到高效、经济、可靠的设计目标。此外，本章还将触及换热器在运行中的污垢问题及其影响，并介绍相应的清洗和维护策略。 第七章 流体输送设备 流体输送是工业生产中不可或缺的环节，本章将详细介绍各种常用的流体输送设备。我们将重点分析离心泵的工作原理，包括叶轮、泵壳、吸入口和排出口的设计。我们将讲解泵的性能曲线，包括扬程、流量、效率和功率之间的关系，并分析不同工况下的运行特点。 随后，本章将介绍容积泵，如齿轮泵、柱塞泵和隔膜泵，并分析它们的结构、工作原理和适用范围。与离心泵相比，容积泵在输送高粘度流体、实现精确计量等方面具有独特优势。 对于气体的输送，本章将介绍风机和压缩机的基本原理。我们将讲解轴流风机、离心风机的结构和性能特点，以及空气压缩机的不同类型，如往复式、离心式和螺杆式压缩机。 本章还将讨论流体输送系统的设计，包括管道布置、阀门选择、水泵选型等。我们将分析系统的压降损失，并讲解如何通过优化设计降低能耗，提高输送效率。 第八章 工业通风与空调 本章将聚焦于工业生产环境中空气的流通与调节。我们将首先介绍工业通风的目的和作用，包括排除有害气体、调节温度和湿度、补充新鲜空气等。我们将区分自然通风和机械通风，并介绍各种通风设备，如排风扇、进风口、风道等。 对于空调系统，本章将详细讲解其基本组成部分，包括制冷系统（压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀）、空气处理系统（表冷器、加热器、过滤器、风机）和控制系统。我们将分析不同类型的空调系统，如直接蒸发式空调、水冷式空调和风机盘管系统。 本章还将深入探讨空气的湿热处理。我们将介绍露点温度、湿球温度、焓湿图等概念，并分析空气的加湿、除湿、加热和冷却过程。我们将讲解如何通过合理设计空调系统，创造舒适的工作环境，提高生产效率，保障人员健康。 第九章 测量与仪表 准确的测量是实现精确控制和有效运行的基础。本章将介绍工业生产中常用的各种测量仪表，并分析其工作原理和应用。 温度测量： 介绍电阻温度计、热电偶、红外测温仪等测量温度的仪表，并讨论它们的测量范围、精度和响应速度。 压力测量： 讲解压力表、差压变送器、真空计等用于测量压力的仪表，并分析其工作原理和适用介质。 流量测量： 介绍涡轮流量计、电磁流量计、超声波流量计等用于测量流体流量的仪表，并分析它们的测量方法和精度。 液位测量： 讨论浮球液位计、电容液位计、雷达液位计等用于监测容器内液位的仪表。 气体成分分析： 介绍气体分析仪，如氧分析仪、二氧化碳分析仪、红外气体分析仪等，用于监测工艺过程中的气体组成。 本章还将简要介绍自动化控制系统中的传感器和变送器，以及数据采集与处理的基本概念。通过对测量仪表原理的理解，读者将能够选择合适的仪表，并正确地读取和解释测量数据，为工业过程的优化控制提供支持。 第十章 工业过程的控制 工业过程的稳定、高效运行离不开有效的控制系统。本章将介绍工业过程控制的基本原理和方法。我们将首先阐述反馈控制的概念，以及PID（比例-积分-微分）控制器的原理和整定方法。PID控制器是工业领域最常用的控制算法之一，本章将通过实例分析，帮助读者理解其工作机制。 随后，我们将介绍自动控制系统的组成，包括传感器、控制器、执行器和被控对象。我们将讨论不同类型的控制器，如开关控制器、多步控制器和连续控制器。 本章还将触及先进控制技术，如前馈控制、串级控制和比值控制。这些控制策略能够有效解决由干扰引起的负面影响，提高系统的响应速度和控制精度。 最后，本章将简要介绍分布式控制系统（DCS）和可编程逻辑控制器（PLC）等现代工业自动化控制系统，以及它们在实际应用中的作用。通过对工业过程控制的学习，读者将能够理解如何通过自动化技术实现生产过程的优化和智能化。

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我向来对那些堆砌公式和术语的书籍敬而远之，但这本书却是一个例外。它的文字非常有温度，仿佛作者坐在我旁边，拿着图纸，耐心地给我讲解每一个阀门和每一个烟道的意义。这本书的亮点在于它对“安全运行与风险控制”的重视程度，这在很多纯技术书籍中往往被一带而过。作者花了相当大的篇幅来讨论失效模式、预防性维护策略，甚至连紧急情况下的操作流程都描述得细致入微，简直像是一本高级别的“保命指南”。我记得有一段描述，关于金属在高温高压下的蠕变现象，作者没有采用冷冰冰的数学模型，而是描述了材料在长期应力下的“无声的屈服”，这种拟人化的表达方式，让我对设备的敬畏之心油然而生。这本书的排版也值得称赞，大开本的设计让那些复杂的流程图和截面图可以清晰地展现，阅读体验极佳。如果一定要挑毛病，或许是参考文献的引用格式略显陈旧，但考虑到本书的出版年代，这完全可以理解，它更像是一部沉淀了数十年行业智慧的结晶。

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这本书的结构安排简直是教科书级别的典范，它建立了一个坚不可摧的知识金字塔。从最基础的热力学循环入手，然后搭建起燃烧、传热、流动的骨架，最后才是复杂的控制系统和环境影响评估。我最欣赏它在“环境友好型燃烧技术”部分所展现的前瞻性。作者清晰地指出了传统高污染技术的局限性，并详尽阐述了低氮氧化物（NOx）和硫氧化物（SOx）控制的最新进展，其中对选择性催化还原（SCR）技术的机理分析，深入程度超过了我之前读过的任何专业期刊文章。这本书的语言风格非常注重逻辑递进，每一个论点都有扎实的数据和详实的实验结果作为支撑，让人完全信服。它不是在“告诉你”知识，而是在“引导你”去思考和发现知识。唯一的遗憾是，这本书的印刷成本可能导致定价较高，对于预算有限的学生党来说，可能需要多方借阅，但这本值得收藏的价值，绝对能抵得上这份投入。

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天呐，最近刚把这本书啃完，心里五味杂陈，简直不知道从何说起。首先得提一下，这本书的装帧设计很有意思，封面那种深沉的墨绿色，搭配上烫金的字体，一股子复古又厚重的学术气息扑面而来。我本来以为这会是一本枯燥到让人打瞌睡的教科书，结果翻开目录才发现，它对“能量转换的艺术”探讨得相当深入，尤其是关于流体动力学和热力学第一定律在实际设备中的应用，讲得非常透彻。作者似乎对工程实践有着近乎偏执的热爱，大量的图表和案例分析，简直是手把手教你如何理解那些复杂的物理过程。我特别喜欢其中关于“临界压力下水蒸气性质突变”那一章，作者用了一种非常形象的比喻，把抽象的相变过程描绘得像一场精心编排的戏剧，看得我忍不住拍案叫绝。虽然有些地方的公式推导略显繁琐，需要静下心来反复演算，但那种拨开云雾见真章的成就感，绝对是其他同类书籍无法给予的。如果说有什么遗憾，可能就是配图的清晰度在某些老旧的设备插图中稍显不足，不过瑕不掩瑜，对于想在专业领域深耕的同行来说，这绝对是一本值得反复研读的宝典。

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拿到这本书时，首先映入眼帘的是那厚实且带有纹理的纸张，握在手里沉甸甸的，就知道这不是一本轻松读物。这本书的独特之处在于它对“历史演进”的关注。作者并没有把焦点完全放在当下最先进的技术上，而是花了大量篇幅追溯了早期技术（比如马丁炉和水管炉）的设计哲学和局限性。通过这种历史的纵深感，读者能更深刻地理解现代设计的合理性所在。我特别喜欢其中关于“材料选择的迭代史”，讲述了如何从铸铁到合金钢，再到陶瓷材料的演变过程，每一页都充满了对先驱者智慧的敬意。这种叙事手法使得原本冰冷的工程学变得有血有肉，充满了人文关怀。这本书的语言是那种非常内敛、充满学术尊重的风格，它很少使用夸张的词汇，但每一个精准的术语选择，都让你感到信息量巨大。如果说有什么可以改进的地方，那就是部分图例的注释不够清晰，需要结合书后的术语表反复对照才能完全理解，但总的来说，这是一部集大成之作，能让你从根本上理解这门复杂技术背后的原理与灵魂。

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读完这本书，我感觉自己的世界观被刷新了。我一直以为，复杂的工业系统就是一堆硬邦邦的机器堆砌起来的，但这本书却用一种近乎诗意的笔触，描绘了热量和压力如何在管道和腔室中舞蹈、协作，最终爆发出巨大的功用。作者的叙事节奏掌握得极好，从宏观的系统布局，逐步深入到微观的分子运动和传热机理。尤其是关于“炉膛内燃烧效率优化”的章节，他不仅仅停留在理论层面，还引用了大量不同年代、不同燃料类型的实际运行数据进行对比分析，这种跨越时间维度的对比，让我深刻体会到技术进步的艰辛与不易。我特别佩服作者那种跨学科的思维能力，他能把化学反应动力学、材料科学的疲劳理论，以及流体力学巧妙地融合在一起，构建出一个逻辑严密的分析框架。这本书的语言风格是那种非常克制的、英式幽默的学者腔调，精准、严谨，但又处处透露着对工程美的深刻理解。唯一的不足是，对于初学者来说，前期的知识储备要求似乎过高，很多基础概念的铺垫略显不足，像是直接把你丢进了知识的海洋深处，需要有一定的“水性”才能游刃有余。

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