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isbn号码:9787801256126

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• 化学分析

《热力学与传热学基础》 本书深入浅出地阐述了热力学和传热学的基本原理及其在工程实践中的广泛应用。作为工程科学的基石，热力学为我们理解能量的转换和传递提供了理论框架，而传热学则聚焦于热量如何在不同介质和状态下进行交换。本书旨在为读者构建一个坚实的基础，使其能够分析和解决各类热工程问题。 第一部分：热力学基础 热力学是研究能量及其转换的科学。本书从热力学的基本概念入手，包括系统、状态、过程、功和热等。我们将详细介绍零、一、二、三定律，它们是理解能量守恒、熵增原理以及物质在不同相态下行为的关键。 状态与性质： 详细探讨了温度、压力、体积、焓、熵等宏观热力学性质，以及它们之间的相互关系。通过分析纯物质和混合物的状态方程，学习如何描述和预测物质的状态变化。 功与热： 区分了体积功、轴功等不同形式的功，并深入研究了热传递的机制。特别关注了过程的功和热的计算，以及它们在不同过程（如等温、绝热、等压、等容过程）中的表现。 热力学第一定律： 强调能量守恒，通过对封闭系统和流动系统的能量衡算，学习如何分析能量的输入、输出和内部储存。内容涵盖了功和热作为能量传递形式的计算，以及焓在流动系统中的重要作用。 热力学第二定律： 引入了熵的概念，解释了不可逆性以及系统向无序状态发展的趋势。我们将探讨卡诺循环的效率极限，以及实际热力学过程的效率评估。热力学第二定律是理解能量利用效率和方向性的核心。 热力学关系式： 介绍了一些重要的热力学关系式，如马克斯韦尔关系式，以及它们在推导其他热力学性质和分析过程中的应用。 第二部分：传热学原理 传热学研究热量在物体之间或物体内部的传递过程。本书将详细讲解三种基本的传热方式：热传导、对流和辐射。 热传导： 导热定律： 详细阐述了傅里叶导热定律，这是理解热量如何在固体、液体和气体中传播的基础。我们将学习如何通过导热系数来量化材料的导热能力。 一维定常导热： 分析了平面壁、圆筒壁等简单几何形状的导热问题，并引入了热阻的概念，方便进行串联和并联热阻的计算。 瞬态导热： 探讨了温度随时间变化的导热过程，介绍了集总参数法和傅里叶级数法等解决瞬态导热问题的数学工具。 对流传热： 对流传热基本概念： 定义了对流传热的机理，区分了自然对流和强制对流。介绍了传热系数的概念，以及它如何表征对流传热的强度。 边界层理论： 深入分析了速度边界层和热边界层，解释了它们如何影响对流传热过程。 无量纲准则： 详细介绍了努赛尔准数、普朗特准数、雷诺数等重要的无量纲准则，以及它们在关联对流传热系数和判断流动状态中的作用。 强制对流： 研究了在外部作用力（如风机、泵）驱动下的流体流动和传热，包括管内流动、管外流动等常见情况。 自然对流： 分析了由于密度差引起的流体温升和沉降所产生的对流，例如在静止流体中加热或冷却表面。 传热与动量传递的类比： 讨论了传热和动量传递之间的相似性，以及它们在某些数学模型上的共通之处。 辐射传热： 黑体与灰体辐射： 定义了黑体辐射定律（普朗克定律、斯特藩-玻尔兹曼定律、维恩位移定律），并介绍了灰体和选择性表面的辐射特性。 辐射换热： 学习了如何计算两个表面之间的辐射换热量，包括表面之间的视角系数的计算。 辐射与吸收： 探讨了物体对辐射的吸收、反射和透射特性。 热辐射的屏蔽： 分析了如何利用辐射屏来减少或控制辐射传热。 第三部分：综合应用与案例分析 本书的第三部分将前两部分的基本原理融会贯通，通过实际工程案例展示热力学和传热学的应用。 热交换器设计基础： 介绍了不同类型热交换器的结构和工作原理，如管壳式、板式热交换器等。学习如何根据热负荷、传热系数和传热面积等参数进行热交换器的初步设计。 制冷与空调系统： 阐述了制冷循环和空调系统的基本原理，包括蒸发、冷凝、压缩和膨胀等过程，以及它们在舒适性环境和工业制冷中的应用。 内燃机与动力装置： 分析了内燃机的工作循环（如奥托循环、狄塞尔循环），以及燃烧过程中的热量产生和传递。 工业过程中的传热： 探讨了化工、电力、冶金等行业中常见的传热问题，如加热炉、冷却塔、换热器等设备的设计与运行。 传热强化的方法： 介绍了提高传热效率的技术，如增加换热面积、强化流体扰动、改变表面结构等。 本书结构清晰，逻辑严谨，配以大量的图表和计算示例，旨在帮助读者建立扎实的理论基础，并能独立分析和解决实际工程中的热力学和传热学问题。无论是对工程技术人员还是相关专业的学生，本书都将是宝贵的参考资料。

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**评价一： 探索机械之心跳的震撼之旅** 这本书的开篇简直像一剂强心针，直接将读者抛入一个充满齿轮咬合与电流涌动的世界。我原本以为会读到一些枯燥的技术手册，但作者的笔触如同高超的指挥家，将复杂机械系统的运行描绘得如此生动有力。那种强劲的、有规律的“心跳感”——你知道，就是那些庞大设备在稳定运行中最核心的脉动——被刻画得入木三分。书中对于能量转换过程中所蕴含的哲学思考，远超出了单纯的工程学范畴。它不再是冰冷的公式，而变成了对人类智慧如何驾驭自然伟力的赞歌。特别是关于系统冗余设计的那一章，作者用一种近乎诗意的语言描述了“备份”与“永续”之间的辩证关系，让人不禁联想到生命自身的韧性。读完这部分，我感觉自己不再只是一个旁观者，而是成为了那个在控制室里紧盯着仪表盘，感受着设备呼吸的工程师。文字的节奏感极强，仿佛能听到风扇呼啸、油泵加压的实际声响，这使得阅读体验充满了沉浸式的代入感，远超我阅读同类书籍时的预期。

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**评价五： 情感的疏离与技术的纯粹之美** 这本书在情感表达上采取了一种近乎超然的冷静姿态，这反而凸显了其核心主题——技术的纯粹之美。作者似乎有意保持了一种距离感，让冰冷、精确的数据和严谨的逻辑成为叙事的主角。但这并非冷漠，而是一种对事物本质的敬畏。在描述复杂系统的故障排除时，没有冗余的感叹或夸张的形容，只有对步骤、变量和结果的清晰陈述。这种克制带来的力量是惊人的，它迫使读者必须依靠自己的智力去填补那些“空白”——理解为何某一个微小的参数变化会导致连锁反应。这种阅读体验是极其“干净”的，如同打磨至极致的镜面，反射出工业设计中最本真的秩序感。它不是一本迎合大众口味的书，而是献给那些真正热爱结构、逻辑和系统美学的读者的礼物。

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**评价四： 跨越学科的隐喻力量** 我必须承认，这本书的文字风格极其成熟且富有穿透力，它成功地搭建了一座桥梁，连接了看似风马牛不相及的多个领域。它并未局限于某个单一的工程学科内部循环，而是巧妙地引入了生物学、甚至环境科学的视角来审视大型工业体的运作。这种跨学科的引用，让原本可能显得单薄的论述，瞬间变得厚重且具有普适性。比如，当作者探讨压力平衡时，那种对“动态稳定”的描述，完全可以投射到社会治理或生态平衡的研究中去。这种隐喻的力量是巨大的，它让读者得以跳出书本本身设定的框架，去思考更深层次的系统运作规律。阅读过程就像在玩一个复杂的解谜游戏，每解开一个技术难题，都能看到它在更广阔的世界中投下的影子，令人赞叹其思维的广度与深度。

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**评价三： 一场关于时间与效率的思辨** 这本书最让我回味无穷的，是它对“效率”与“时间管理”在工业层面的深刻探讨。它似乎在不经意间，将宏大的工业体系与我们日常生活中对时间精度的追求联系了起来。在阅读关于热力学效率章节时，我忽然意识到，我们对完美运行状态的追求，其实是人类对“浪费”这一概念的终极反抗。作者对“最优解”的不断逼近过程的描述，充满了强烈的驱动力。这种驱动力不是源于外部压力，而是来自对系统潜能的尊重和挖掘。书中的案例分析非常扎实，每一个改进方案的提出，都伴随着对先前状态的精准剖析，就像一位严苛的批判者在审视自身的不足。我从中获取的不仅是知识，更是一种对待工作和生活精益求精的态度，它教会我如何更有效地分配“能量”——无论是物理上的还是精神上的。

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**评价二： 细节的艺术与叙事的张力** 坦白说，一开始我对这类题材是抱着怀疑态度的，总觉得技术性强的书籍难免晦涩难懂。然而，这本书在处理细节时展现出了一种令人惊叹的叙事张力。作者并非简单地罗列数据，而是将每一个关键部件的运作逻辑，嵌入到宏大的工业场景之中。例如，在描述一个紧急停机程序时，那种层层递进、环环相扣的紧迫感，让阅读过程充满了悬念。我特别欣赏作者对于“看不见的联系”的捕捉能力——那些管道、线路、传感器的微妙互动，如何在毫秒之间决定了整个系统的命运。它不只是描述“是什么”，更深入地探讨了“为什么会这样”。这种挖掘底层逻辑的深度，使得即便是对专业知识不太了解的读者，也能被其严谨的内在逻辑所折服。它像一部精心打磨的侦探小说，只不过“罪犯”是潜在的故障和失衡，而“侦探”就是那位洞悉一切的作者。

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