Handbook of Applied Thermal Design pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:McGraw-Hill Companies

作者:Eric C. Guyer

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1988-09

价格:USD 89.50

装帧:Hardcover

isbn号码:9780070253537

丛书系列:

图书标签:

• Thermal Design
• Heat Transfer
• Engineering
• Handbook
• Applied Thermodynamics
• HVAC
• Thermal Management
• Mechanical Engineering
• Design Engineering
• Heat Exchangers

热力学应用设计手册：原理、方法与案例解析 《热力学应用设计手册》是一部专注于将基础热力学原理转化为实际工程设计应用的权威著作。本书旨在为工程师、设计师以及对热力学应用感兴趣的学者提供一套系统、全面且实用的指导。它深入剖析了热力学定律在各种工程领域中的具体体现，并提供了一系列经过验证的设计方法、计算工具和工程案例，以帮助读者解决复杂的传热、功转换和流体流动问题。 核心内容概述： 本书的内容覆盖了热力学学的核心概念，并将其与实际工程设计紧密结合，主要可以分为以下几个部分： 第一部分：热力学基础与工程应用 热力学基本定律回顾与深化： 本部分将从工程应用的视角出发，重新审视热力学第一、第二和第三定律。重点强调这些定律在能量守恒、熵增原理以及热力学平衡等方面的实际意义，并介绍如何将这些抽象概念转化为可量化的工程参数。例如，在能量守恒定律的应用中，将详细探讨不同形式能量（如热能、机械能、电能）之间的相互转化效率，以及如何通过系统边界的设定来分析能量的得失。对于第二定律，则会深入分析不可逆性对系统性能的限制，以及如何通过优化设计来减小熵产生，提高整体效率。 状态方程与物质性质： 准确的状态方程和物质性质数据是热力学设计的基础。本书将介绍理想气体、真实气体以及各种相态（固、液、气、等离子体）下物质的性质计算方法，并提供常用工质（如水、蒸汽、制冷剂、空气）的热力学性质图表和数据库。内容将涵盖如焓、熵、比热容、导热系数、黏度等关键参数的定义、计算和工程应用，并指导读者如何根据具体工况选择合适的模型和数据来源。 传热机理与传热方程： 传热是热力学应用设计中最常见的问题之一。本书将详细阐述热传导、对流和辐射三种基本传热机理。对于热传导，将介绍傅里叶定律，并分析稳态和非稳态导热的解析解和数值解方法，包括考虑热边界条件和材料性质变化的影响。在对流传热方面，将深入探讨自然对流和强制对流的特点，介绍努塞尔数、雷诺数、普朗特数等无量纲准则在传热系数计算中的应用，以及如何处理不同流动状态（层流、湍流）下的传热问题。辐射传热部分，将重点介绍斯特藩-玻尔兹曼定律、基尔霍夫定律以及表面之间的辐射换热计算，并讨论了表面发射率、吸收率等因素的影响。 热力学循环与效率分析： 书中将详细介绍各种重要的热力学循环，包括朗肯循环（蒸汽动力循环）、布雷顿循环（燃气轮机循环）、奥托循环（汽油发动机循环）、狄塞尔循环（柴油发动机循环）以及制冷循环（如蒸汽压缩制冷、吸收式制冷）。对于每种循环，将进行详细的理论分析，推导其理想效率，并分析实际循环中的不可逆性、热损失等因素对效率的影响。本书将指导读者如何通过调整工质、工作压力、温度等参数来优化循环性能，提高能量利用效率。 第二部分：工程设计方法与工具 换热器设计与选型： 换热器在能源、化工、 HVAC 等众多领域扮演着至关重要的角色。本书将系统介绍各种类型的换热器，如管壳式换热器、板式换热器、翅片管换热器、空气冷却器等。内容将涵盖换热器的基本设计原理、传热量计算、压降计算、传热系数的确定以及换热器性能的评估。本书将重点介绍对数平均温差（LMTD）法和“ε-NTU”法等常用的换热器设计方法，并指导读者如何根据具体应用需求进行换热器的优化设计和选型，以达到最佳的传热效果和经济性。 压缩机、泵与风机设计原理： 流体输送机械是许多工程系统的核心组成部分。本书将深入探讨压缩机（往复式、离心式、轴流式）、泵（离心泵、容积泵）以及风机的设计原理。内容将涵盖这些设备的功耗计算、效率分析、性能曲线的绘制与解读，以及如何根据流体的性质、流量和压差要求进行设备选型和初步设计。同时，也将介绍气动/水力效率、机械效率等关键性能指标的评估方法。 热力学系统建模与仿真： 随着计算能力的提升，基于模型的系统仿真已成为现代工程设计的重要工具。本书将介绍建立热力学系统数学模型的方法，包括如何将物理定律转化为代数方程或微分方程。将探讨稳态和瞬态仿真的技术，并介绍常用的仿真软件（如 MATLAB/Simulink, Aspen Plus, ANSYS Fluent 等）在热力学设计中的应用。重点将放在如何利用仿真结果来预测系统性能、优化设计参数、进行故障诊断以及评估系统稳定性。 材料选择与热性能评估： 工程设计的成功与否往往取决于材料的选择。本书将重点关注与热力学设计相关的材料特性，如导热性、比热容、热膨胀系数、耐高温性、耐腐蚀性等。将介绍不同材料（金属、陶瓷、聚合物、复合材料）在特定温度和压力下的热性能表现，并指导读者如何根据应用环境、载荷条件以及经济性要求选择最合适的材料，以确保设计的可靠性和耐久性。 第三部分：典型工程应用案例解析 本书的价值还在于其丰富的工程案例解析，这些案例将前面介绍的原理和方法落到实处，展示了热力学设计在各个领域的实际应用。 能源系统设计： 涵盖了发电厂（燃煤、燃气、核能）、集中供暖系统、太阳能热利用系统等的设计与优化。例如，如何设计高效的锅炉系统、优化汽轮机循环参数以提高发电效率，或者如何设计太阳能集热器以最大化热能吸收。 化工过程与装置设计： 涉及蒸馏塔、反应器、干燥器、冷凝器等化工设备的传热与传质设计。案例可能包括如何计算精馏塔的塔板数以实现精确分离，或如何设计高效的换热器以回收过程中的废热，降低能耗。 暖通空调（HVAC）系统设计： 涵盖建筑物的供暖、通风和空调系统设计，包括制冷机组、空气处理单元、风道系统和水系统设计。例如，如何根据建筑负荷计算确定空调系统的制冷量，或如何设计高效的空气循环系统以保证室内空气质量。 机械设备与交通工具热管理： 探讨发动机、涡轮机、电子设备等的热管理问题，包括散热器、冷却系统、隔热材料的设计。案例可能包括如何设计汽车发动机的冷却系统以防止过热，或如何为高性能电子元件设计有效的散热解决方案。 新兴技术与绿色能源应用： 关注了诸如燃料电池、储能系统（如相变材料储热）、地热能利用、生物质能转化等前沿领域的应用。这些案例将展示热力学原理如何在解决环境问题和推动可持续发展方面发挥作用。 本书的特色与优势： 理论与实践相结合： 本书不仅深入讲解了热力学基本原理，更侧重于将其应用于实际工程设计，提供了可操作的设计方法和计算工具。 案例丰富且具有代表性： 提供的案例覆盖了广泛的工程领域，能够帮助读者理解不同应用场景下的热力学设计挑战和解决方案。 循序渐进的讲解： 内容编排逻辑清晰，从基础概念到复杂系统，层层递进，适合不同程度的读者。 实用性和指导性强： 旨在为读者提供解决实际工程问题的直接指导，帮助他们做出更明智的设计决策。 考虑了现代工程的需求： 引入了数值仿真、材料选择、绿色能源等现代工程设计中的重要议题。 《热力学应用设计手册》是一本不可或缺的参考书，对于希望深入理解和应用热力学原理来解决工程问题的专业人士来说，它提供了无与伦比的知识和工具。通过本书的学习，读者将能够更自信地进行各种热力学相关系统的设计、分析和优化，从而提高工程效率、降低能耗并推动技术创新。

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