目錄
前言
第1章工程熱力學(xué)1
考試大綱1
1.1基本概念1
1.1.1熱力學(xué)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(biāo)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(zhǔn)靜態(tài)過程、可逆過程和不可逆過程4
1.2.1準(zhǔn)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(xué)第一定律5
1.3.1熱力學(xué)第一定律的實質(zhì)5
1.3.2內(nèi)能5
1.3.3焓6
1.3.4熱力學(xué)第一定律在閉口系統(tǒng)和開口系統(tǒng)的表達(dá)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(yīng)用7
1.4氣體性質(zhì)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(nèi)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(xué)第二定律19
1.6.1熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)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(zhì)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?zé)�、再熱循環(huán)37
1.9.3熱電循環(huán)37
1.9.4內(nèi)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(fù)習(xí)題44
復(fù)習(xí)題答案與提示49
第2章傳熱學(xué)54
考試大綱54
2.1導(dǎo)熱理論基礎(chǔ)54
2.1.1導(dǎo)熱基本概念54
2.1.2傅里葉定律55
2.1.3熱導(dǎo)率55
2.1.4導(dǎo)熱微分方程56
2.1.5導(dǎo)熱過程的單值性條件57
2.1.6小結(jié)58
2.2穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱58
2.2.1通過平壁的導(dǎo)熱58
2.2.2通過圓筒壁的導(dǎo)熱60
2.2.3臨界熱絕緣直徑61
2.2.4通過肋壁的導(dǎo)熱62
2.2.5通過接觸面的導(dǎo)熱63
2.2.6二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題63
2.2.7小結(jié)64
2.3非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱64
2.3.1非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的特點64
2.3.2對流換熱邊界條件下非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱64
2.3.3常熱流密度邊界條件下非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱66
2.3.4小結(jié)66
2.4導(dǎo)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(dǎo)熱問題的數(shù)值計算68
2.4.4非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的數(shù)值計算69
2.4.5小結(jié)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(zhǔn)數(shù)及其意義76
2.5.10相似理論基礎(chǔ)76
2.5.11小結(jié)78
2.6單相流體對流換熱及準(zhǔn)則關(guān)系式78
2.6.1管內(nèi)受迫流動對流換熱78
2.6.2管內(nèi)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(jié)82
2.7凝結(jié)與沸騰換熱83
2.7.1凝結(jié)換熱83
2.7.2沸騰換熱84
2.7.3小結(jié)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(jié)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(jié)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(fù)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(jié)98
復(fù)習(xí)題98
復(fù)習(xí)題答案與提示109
第3章工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機119
考試大綱119
3.1流體動力學(xué)基礎(chǔ)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(xué)相似125
3.2.2相似準(zhǔn)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(xué)基礎(chǔ)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(guān)系149
3.7泵與風(fēng)機150
3.7.1泵與風(fēng)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(fēng)機的聯(lián)合運行153
3.7.4離心式泵或風(fēng)機的工況調(diào)節(jié)154
3.7.5泵的氣蝕與安裝高度155
3.7.6泵或風(fēng)機的選擇156
復(fù)習(xí)題156
復(fù)習(xí)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(gòu)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(xué)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(shè)計201
4.3.1基本調(diào)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(yīng)205
4.3.3二階瞬態(tài)響應(yīng)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(diào)節(jié)器的特性對調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響224
4.3.7二階系統(tǒng)的設(shè)計方法226
4.4控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與對象的調(diào)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(guān)系229
4.4.3代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)230
4.4.4對象的調(diào)節(jié)性能指標(biāo)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(diào)節(jié)系統(tǒng)(非線性系統(tǒng))及校正240
復(fù)習(xí)題245
復(fù)習(xí)題答案與提示257
第5章熱工測試技術(shù)269
考試大綱269
5.1測量技術(shù)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(biāo)275
5.2.2熱電材料277
5.2.3熱電效應(yīng)測溫原理278
5.2.4膨脹效應(yīng)測溫原理及其應(yīng)用279
5.2.5熱電回路性質(zhì)及理論279
5.2.6熱電偶結(jié)構(gòu)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(shù)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(xué)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(shù)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(fēng)速儀的測量及結(jié)構(gòu)292
5.5.3熱線風(fēng)速儀的測量原理及結(jié)構(gòu)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(shù)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(shù)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(biāo)準(zhǔn)誤差、有效數(shù)字和測量結(jié)果表達(dá)305
5.9.3測量結(jié)果表達(dá)306
5.9.4間接測量最優(yōu)值、標(biāo)準(zhǔn)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(jīng)驗公式法309
5.9.8相關(guān)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(fù)習(xí)題312
復(fù)習(xí)題答案與提示318
第6章機械基礎(chǔ)321
考試大綱321
6.1概述321
6.1.1機械設(shè)計的一般原則和程序321
6.1.2機械零件的設(shè)計準(zhǔn)則324
6.1.3許用應(yīng)力和安全系數(shù)325
6.2平面機構(gòu)的自由度327
6.2.1運動副及其分類328
6.2.2平面機構(gòu)運動簡圖328
6.2.3機構(gòu)具有確定運動的條件及平面機構(gòu)自由度330
6.3平面連桿機構(gòu)332
6.3.1鉸鏈四桿機構(gòu)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(gòu)的演化333
6.4凸輪機構(gòu)336
6.4.1凸輪機構(gòu)的應(yīng)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(gòu)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(shè)計時應(yīng)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(jié)構(gòu)353
6.6.4帶傳動的張緊與維護354
6.7齒輪機構(gòu)354
6.7.1齒輪機構(gòu)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(fù)習(xí)題379
復(fù)習(xí)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