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目錄
前言
第1章工程熱力學1
考試大綱1
1.1基本概念1
1.1.1熱力學系統(tǒng)1
1.1.2狀態(tài)2
1.1.3平衡(平衡狀態(tài))2
1.1.4狀態(tài)參數(shù)2
1.1.5狀態(tài)公理2
1.1.6狀態(tài)方程式2
1.1.7熱力參數(shù)及坐標圖2
1.1.8功和熱量3
1.1.9熱力過程4
1.1.10熱力循環(huán)4
1.1.11單位制4
1.2準靜態(tài)過程、可逆過程和不可逆過程4
1.2.1準靜態(tài)過程5
1.2.2可逆過程與不可逆過程5
1.3熱力學第一定律5
1.3.1熱力學第一定律的實質5
1.3.2內能5
1.3.3焓6
1.3.4熱力學第一定律在閉口系統(tǒng)和開口系統(tǒng)的表達式6
1.3.5系統(tǒng)的儲存能6
1.3.6穩(wěn)定流動能量方程及其應用7
1.4氣體性質9
1.4.1理想氣體模型及其狀態(tài)方程9
1.4.2實際氣體模型及其狀態(tài)方程10
1.4.3壓縮因子11
1.4.4臨界參數(shù)11
1.4.5對比態(tài)定律11
1.4.6理想氣體的比熱容、內能及焓12
1.4.7混合氣體13
1.5理想氣體基本熱力過程及氣體壓縮14
1.5.1定壓、定容、定溫和定熵過程14
1.5.2多變過程15
1.5.3壓氣機的壓縮軸功17
1.5.4多級壓縮及中間冷卻18
1.5.5余隙19
1.6熱力學第二定律19
1.6.1熱力學第二定律的實質及表述20
1.6.2卡諾循環(huán)和卡諾定理20
1.6.3熵22
1.6.4孤立系統(tǒng)熵增原理22
1.7水蒸氣和濕空氣24
1.7.1蒸發(fā)、冷凝、沸騰和汽化24
1.7.2水蒸氣的定壓發(fā)生過程25
1.7.3水蒸氣圖表26
1.7.4水蒸氣的基本熱力過程27
1.7.5濕空氣的性質27
1.7.6濕空氣的焓濕圖29
1.7.7濕空氣的基本熱力過程30
1.8氣體和蒸汽的流動31
1.8.1穩(wěn)定流動基本方程31
1.8.2定熵流動的基本特性32
1.8.3噴管中流速及流量計算33
1.8.4絕熱節(jié)流35
1.9動力循環(huán)36
1.9.1蒸汽動力基本循環(huán)———朗肯循環(huán)(RankineCycle)36
1.9.2回熱、再熱循環(huán)37
1.9.3熱電循環(huán)37
1.9.4內燃機循環(huán)38
1.10制冷循環(huán)39
1.10.1空氣壓縮制冷循環(huán)39
1.10.2蒸汽壓縮制冷循環(huán)40
1.10.3吸收式制冷循環(huán)42
1.10.4熱泵43
1.10.5氣體的液化44
復習題44
復習題答案與提示49
第2章傳熱學54
考試大綱54
2.1導熱理論基礎54
2.1.1導熱基本概念54
2.1.2傅里葉定律55
2.1.3熱導率55
2.1.4導熱微分方程56
2.1.5導熱過程的單值性條件57
2.1.6小結58
2.2穩(wěn)態(tài)導熱58
2.2.1通過平壁的導熱58
2.2.2通過圓筒壁的導熱60
2.2.3臨界熱絕緣直徑61
2.2.4通過肋壁的導熱62
2.2.5通過接觸面的導熱63
2.2.6二維穩(wěn)態(tài)導熱問題63
2.2.7小結64
2.3非穩(wěn)態(tài)導熱64
2.3.1非穩(wěn)態(tài)導熱的特點64
2.3.2對流換熱邊界條件下非穩(wěn)態(tài)導熱64
2.3.3常熱流密度邊界條件下非穩(wěn)態(tài)導熱66
2.3.4小結66
2.4導熱問題數(shù)值解67
2.4.1有限差分法原理67
2.4.2建立離散方程的方法67
2.4.3穩(wěn)態(tài)導熱問題的數(shù)值計算68
2.4.4非穩(wěn)態(tài)導熱問題的數(shù)值計算69
2.4.5小結71
2.5對流換熱分析71
2.5.1影響對流換熱的一般因素71
2.5.2對流換熱過程微分方程式72
2.5.3對流換熱微分方程組72
2.5.4流動邊界層和熱邊界層72
2.5.5邊界層換熱微分方程組及其求解73
2.5.6邊界層換熱積分方程組及其求解74
2.5.7動量傳熱和熱量傳遞的類比75
2.5.8外掠平板紊流換熱75
2.5.9對流換熱無量綱準數(shù)及其意義76
2.5.10相似理論基礎76
2.5.11小結78
2.6單相流體對流換熱及準則關系式78
2.6.1管內受迫流動對流換熱78
2.6.2管內受迫對流換熱計算79
2.6.3外掠圓管流動換熱80
2.6.4自然對流換熱81
2.6.5自然對流與受迫對流并存的混合對流換熱82
2.6.6小結82
2.7凝結與沸騰換熱83
2.7.1凝結換熱83
2.7.2沸騰換熱84
2.7.3小結85
2.8熱輻射的基本定律86
2.8.1熱輻射基本概念86
2.8.2普朗克定律87
2.8.3斯特藩玻耳茲曼定律87
2.8.4蘭貝特余弦定律87
2.8.5基爾霍夫定律87
2.8.6小結88
2.9輻射換熱計算88
2.9.1角系數(shù)88
2.9.2黑表面間的輻射換熱89
2.9.3灰表面間的輻射換熱90
2.9.4氣體輻射92
2.9.5氣體與外殼間的輻射換熱92
2.9.6太陽輻射93
2.9.7小結94
2.10傳熱與換熱器94
2.10.1通過肋壁的傳熱94
2.10.2復合換熱時的傳熱計算95
2.10.3傳熱的增強與削弱95
2.10.4平均溫度差96
2.10.5換熱器計算96
2.10.6小結98
復習題98
復習題答案與提示109
第3章工程流體力學及泵與風機119
考試大綱119
3.1流體動力學基礎119
3.1.1描述流體運動的兩種方法119
3.1.2恒定流動和非恒定流動120
4
3.1.3恒定元流能量方程120
3.1.4恒定總流能量方程123
3.2相似性原理和因次分析124
3.2.1力學相似125
3.2.2相似準數(shù)125
3.2.3因次分析法126
3.2.4模型實驗129
3.3流動阻力和能量損失130
3.3.1流動阻力和能量損失的分類130
3.3.2層流和紊流現(xiàn)象131
3.3.3均勻流方程132
3.3.4圓管中的層流132
3.3.5紊流運動133
3.3.6沿程阻力的計算134
3.3.7非圓管的沿程損失135
3.3.8局部水頭損失136
3.3.9減少阻力的措施137
3.4管路計算137
3.4.1簡單管路的計算137
3.4.2串聯(lián)管路的計算140
3.4.3并聯(lián)管路的計算140
3.5特定流動分析141
3.5.1勢函數(shù)和流函數(shù)概念141
3.5.2幾種簡單的平面無旋流動142
3.5.3圓柱形測速管原理143
3.5.4紊流射流的一般特性144
3.5.5特殊射流146
3.6氣體動力學基礎148
3.6.1理想氣體一元恒定流動的運動方程148
3.6.2聲速、滯止參數(shù)、馬赫數(shù)148
3.6.3氣體速度與斷面的關系149
3.7泵與風機150
3.7.1泵與風機的性能曲線151
3.7.2管路性能曲線及工作點152
3.7.3泵或風機的聯(lián)合運行153
3.7.4離心式泵或風機的工況調節(jié)154
3.7.5泵的氣蝕與安裝高度155
3.7.6泵或風機的選擇156
復習題156
復習題答案與提示168
第4章自動控制177
考試大綱177
4.1自動控制與自動控制系統(tǒng)的一般概念177
4.1.1控制工程的基本含義177
4.1.2信息的傳遞177
4.1.3反饋及反饋控制178
4.1.4開環(huán)及閉環(huán)控制系統(tǒng)的構成179
4.1.5控制系統(tǒng)的分類及基本要求182
4.2控制系統(tǒng)的數(shù)學模型184
4.2.1控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的特性184
4.2.2控制系統(tǒng)微分方程的擬定與求解189
4.2.3拉普拉斯變換與反變換190
4.2.4傳遞函數(shù)及其框圖194
4.3線性系統(tǒng)的分析與設計201
4.3.1基本調節(jié)規(guī)律及實現(xiàn)方法201
4.3.2控制系統(tǒng)的一階瞬態(tài)響應205
4.3.3二階瞬態(tài)響應207
4.3.4頻率特性基本概念210
4.3.5頻率特性表示方法212
4.3.6調節(jié)器的特性對調節(jié)質量的影響224
4.3.7二階系統(tǒng)的設計方法226
4.4控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與對象的調節(jié)性能229
4.4.1穩(wěn)定性基本概念229
4.4.2穩(wěn)定性與特征方程根的關系229
4.4.3代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)230
4.4.4對象的調節(jié)性能指標232
4.5控制系統(tǒng)的誤差分析232
4.5.1誤差及穩(wěn)態(tài)誤差232
4.5.2系統(tǒng)類型及誤差度233
4.5.3靜態(tài)(穩(wěn)態(tài))誤差系數(shù)233
4.6控制系統(tǒng)的綜合和校正235
4.6.1校正的概念235
4.6.2串聯(lián)校正裝置的形式及其特性237
4.6.3繼電器調節(jié)系統(tǒng)(非線性系統(tǒng))及校正240
復習題245
復習題答案與提示257
第5章熱工測試技術269
考試大綱269
5.1測量技術的基本知識269
5.1.1測量269
5.1.2測量精度與測量誤差270
5.1.3常見測量方法272
5.1.4儀表的測量范圍與測量精度273
5.1.5儀表的穩(wěn)定性273
5.1.6靜態(tài)特性和動態(tài)特性274
5.1.7傳感器275
5.1.8傳輸通道275
5.1.9變換器275
5.2溫度的測量275
5.2.1溫度與溫標275
5.2.2熱電材料277
5.2.3熱電效應測溫原理278
5.2.4膨脹效應測溫原理及其應用279
5.2.5熱電回路性質及理論279
5.2.6熱電偶結構及使用方法280
5.2.7熱電阻測溫原理及常用材料、常用組件的使用方法280
5.2.8輻射溫度計281
5.2.9溫度變送器283
5.2.10測溫布置技術284
5.3濕度的測量284
5.3.1干濕球溫度計測量原理284
5.3.2干濕球溫度電學測量和信號傳送傳感285
5.3.3露點儀285
5.3.4露點儀測濕布置技術287
5.4壓力的測量287
5.4.1壓力計288
5.4.2壓力傳感器289
5.4.3壓力儀表的選用和安裝290
5.5流速的測量292
5.5.1流速測量原理292
5.5.2機械風速儀的測量及結構292
5.5.3熱線風速儀的測量原理及結構292
5.5.4L形動壓管(畢托管)293
5.5.5測速儀294
5.5.6流速測量布置技術294
5.6流量的測量295
5.6.1節(jié)流法和容積法測流量295
5.6.2流量計296
5.6.3流量測量的布置技術300
5.7液位的測量301
5.7.1常見測液位方法301
5.7.2液位測量的布置及誤差消除方法302
5.8熱流量的測量302
5.8.1熱流計的分類302
5.8.2熱阻式熱流計302
5.8.3熱流計的布置及使用303
5.8.4熱水熱量的測量303
5.9誤差與數(shù)據(jù)處理303
5.9.1誤差函數(shù)的分布規(guī)律304
5.9.2直接測量的平均值、方差、標準誤差、有效數(shù)字和測量結果表達305
5.9.3測量結果表達306
5.9.4間接測量最優(yōu)值、標準誤差、誤差傳播理論、微小誤差原則、誤差分配306
5.9.5組合測量原理309
5.9.6最小二乘法原理309
5.9.7經驗公式法309
5.9.8相關系數(shù)309
5.9.9回歸分析309
5.9.10顯著性檢驗及分析310
5.9.11過失誤差處理310
5.9.12系統(tǒng)誤差處理方法及消除方法310
5.9.13誤差的合成定律311
復習題312
復習題答案與提示318
第6章機械基礎321
考試大綱321
6.1概述321
6.1.1機械設計的一般原則和程序321
6.1.2機械零件的設計準則324
6.1.3許用應力和安全系數(shù)325
6.2平面機構的自由度327
6.2.1運動副及其分類328
6.2.2平面機構運動簡圖328
6.2.3機構具有確定運動的條件及平面機構自由度330
6.3平面連桿機構332
6.3.1鉸鏈四桿機構的基本形式和特性332
6.3.2曲柄存在的條件332
6.3.3鉸鏈四桿機構的演化333
6.4凸輪機構336
6.4.1凸輪機構的應用和類型336
6.4.2從動件的基本運動規(guī)律337
6.4.3直動從動件盤形凸輪機構的輪廓曲線的繪制339
6.5螺紋連接341
6.5.1螺紋的常用類型和主要參數(shù)341
6.5.2螺旋副的受力分析、效率和自鎖342
6.5.3螺紋連接的基本類型343
6.5.4螺紋連接的強度計算344
6.5.5螺紋連接設計時應注意的問題�{345
6.6帶傳動346
6.6.1帶傳動的工作情況分析346
6.6.2普通V帶傳動的主要參數(shù)和選擇計算348
6.6.3帶輪的材料和結構353
6.6.4帶傳動的張緊與維護354
6.7齒輪機構354
6.7.1齒輪機構的特點與類型355
6.7.2直齒圓柱齒輪各部分名稱和尺寸355
6.7.3漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件和連續(xù)傳動條件356
6.7.4齒輪的失效357
6.7.5直齒圓柱齒輪的強度計算358
6.7.6斜齒圓柱齒輪傳動及其受力分析362
6.7.7齒輪的結構362
6.7.8蝸桿傳動363
6.8輪系365
6.8.1定軸輪系及其傳動比365
6.8.2周轉輪系及其傳動比366
6.9軸367
6.9.1軸的分類367
6.9.2軸的材料368
6.9.3軸的結構368
6.9.4軸的強度計算369
6.9.5軸轂連接類型371
6.10滾動軸承373
6.10.1滾動軸承的分類374
6.10.2滾動軸承的代號376
6.10.3滾動軸承的選擇計算377
復習題379
復習題答案與提示387
模擬試題(一)392
模擬試題(一)答案398
模擬試題(二)404
模擬試題(二)答案411
參考文獻416