熱傳遞學習題詳解 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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現代工程熱力學基礎與應用 內容提要： 本書旨在係統梳理現代工程熱力學的基本原理、核心概念及其在工程實踐中的廣泛應用。全書內容覆蓋瞭熱力學第一定律、第二定律的深入探討，以及宏觀係統與微觀統計物理方法的有機結閤。我們聚焦於能量的轉換、傳遞與儲存的規律，詳細剖析瞭熱力學性質的計算、相平衡理論、化學熱力學，並拓展至燃氣輪機、蒸汽動力循環、製冷與熱泵等關鍵熱能工程係統的分析與設計。此外，本書還引入瞭先進的傳熱學理論，包括穩態與非穩態導熱、對流換熱的機製分析與計算，以及輻射換熱的定量描述，為讀者構建一個全麵、深入且與現代工業需求緊密結閤的熱力學知識體係。 第一部分：熱力學基本原理與分析工具 第一章：熱力學的基本概念與宏觀描述 本章首先界定熱力學的研究範疇及其在工程科學中的核心地位。詳細闡述瞭係統的概念（控製體與工質），區分瞭宏觀量（如溫度、壓力、體積）與微觀量。重點討論瞭熱力學平衡態的定義及其必要條件，並引入瞭熱力學狀態的描述方法。對功、熱量等能量形式進行瞭嚴格的定義和量綱分析，區分瞭“過程”與“路徑”對係統能量的影響。本章對熱力學四大基本定律進行瞭嚴謹的數學錶述與物理意義的解讀，特彆是零定律在溫度量值確定中的基礎作用。 第二章：能量的守恒——熱力學第一定律的深化 本章將第一定律應用於不同類型的熱力學過程。詳細推導瞭適用於密閉係統（定容、定壓過程）和流動係統（容積控製體）的第一定律錶達式，引入瞭焓（Enthalpy）的概念，並闡明瞭其在定壓過程分析中的便利性。針對流動係統，詳細分析瞭節流過程、焦耳-湯姆孫效應的物理本質，並首次引入瞭能量方程，為後續的動力循環分析奠定基礎。通過大量的工程實例（如封閉容器加熱、活塞-氣缸膨脹），鞏固學生對能量衡算的掌握。 第三章：熱力學第二定律與熵的概念 第二定律是熱力學分析的靈魂。本章從卡諾定理齣發，闡述瞭熱力學過程的方嚮性限製。深入探討瞭剋勞修斯不等式與熵（Entropy）的數學定義，並將其視為係統無序度的量度。詳細分析瞭可逆過程與不可逆過程的判據，特彆是等溫、等熵過程中的熵變計算。本章強調瞭熵增原理在判斷過程可行性中的決定性作用，並初步探討瞭熱力學不可用能（Availability）的概念，為優化能源利用效率埋下伏筆。 第四章：熱力學性質關係與純物質狀態方程 本章聚焦於係統狀態參數之間的內在聯係。從基本熱力學微分關係式齣發，推導齣瞭麥剋斯韋關係式，揭示瞭熱力學量之間的耦閤性。詳細介紹瞭理想氣體的狀態方程及其應用局限性。著重講解瞭真實氣體（如蒸汽、製冷劑）的熱力學性質圖錶（P-v, T-s, h-s圖）的讀取與應用，如飽和區、過熱區和臨界點的分析。本章引入瞭範德華方程、Redlich-Kwong方程等，用於更精確地描述非理想氣體行為。 第二部分：熱力學過程的應用與能量轉換係統 第五章：氣體動力學循環分析 本章將熱力學原理應用於主要的能量轉換循環。首先，對理想朗肯循環（蒸汽動力循環）進行瞭詳細分析，討論瞭飽和蒸汽、過熱蒸汽對循環效率的影響，並引入瞭再熱、迴熱等提高效率的手段。其次，深入剖析瞭理想布雷頓循環（燃氣輪機循環），對比瞭其與朗肯循環在功率密度上的優劣。最後，對往復式內燃機中的奧托循環和狄塞爾循環進行瞭熱力學分析，重點關注瞭壓縮比和熱效率之間的關係。 第六章：製冷與熱泵循環 本章專門探討能量的逆嚮流動——製冷和熱泵。詳細分析瞭理想蒸汽壓縮製冷循環的工作過程，引入瞭製冷係數（COP）作為性能指標。討論瞭實際製冷循環中不可逆性帶來的損失，並探討瞭多級壓縮和蒸發技術在提高COP中的作用。此外，還介紹瞭吸收式製冷循環的基本原理，作為一種不同能源驅動的製冷技術進行對比介紹。 第七章：化學熱力學基礎 本章將熱力學擴展至涉及化學反應的係統。定義瞭化學勢（Chemical Potential）的概念及其在相平衡和化學平衡中的重要性。詳細講解瞭反應熱（生成焓、燃燒熱）的測定與計算。核心內容是吉布斯自由能（Gibbs Free Energy）及其在判斷化學反應自發性、確定化學平衡常數中的作用。對高溫氣體反應的平衡移動進行瞭定量分析。 第三部分：傳熱學導論與熱量傳遞機製 第八章：熱傳導的機理與分析 本章聚焦於熱量在物質內部的傳遞過程。深入探討瞭熱傳導的微觀機製（晶格振動與自由電子運動）。詳細闡述瞭傅裏葉定律（Fourier’s Law）及其矢量形式。對一維穩態導熱問題，如平麵壁、圓柱殼體的熱阻分析進行瞭全麵的數學推導和應用。引入瞭熱邊界條件（恒溫、對流、輻射混閤邊界）的設置。最後，對瞬態（非穩態）導熱問題，特彆是半無限大體和厚壁的溫度場演化，采用分離變量法或畢奧-傅裏葉（Biot number）準則進行瞭初步分析。 第九章：熱對流的理論與工程計算 本章闡述瞭流體運動與熱量交換的耦閤。區分瞭自然對流（浮力驅動）和強製對流（外力驅動）的物理現象。重點講解瞭邊界層理論的初步概念，包括速度邊界層和溫度邊界層的形成。通過無量綱數（如雷諾數、努塞爾數、普朗特數）的引入，係統地介紹瞭對流換熱係數的計算方法。詳細分析瞭管內流動與管外繞流的經驗性關聯式，為換熱器設計提供計算基礎。 第十章：熱輻射的原理與應用 本章研究不依賴於介質的熱量傳遞方式——熱輻射。詳細闡述瞭黑體輻射的特性，並引入瞭普朗剋定律、斯蒂芬-玻爾茲曼定律。對實際錶麵，討論瞭發射率、吸收率、反射率和透射率的概念，以及基爾霍夫定律。重點講解瞭錶麵之間（如兩平行闆、兩同心球體）的淨輻射換熱量的計算方法，並討論瞭輻射在高溫環境（如爐膛、空間換熱）中的重要性。 附錄：常用熱力學數據與計算工具 本書附錄包含常用純物質（水/蒸汽、製冷劑R134a、空氣）的熱力學性質錶，以及重要的物理常數和計算公式速查錶，旨在方便工程實踐中的快速查閱和問題求解。 本書特色： 本書強調理論的嚴謹性與工程的實用性相結閤。每一章均配有精心設計的例題，旨在引導讀者將抽象的數學模型轉化為解決實際工程問題的有效工具。內容組織邏輯清晰，從基本定律到復雜係統的綜閤分析，層次分明，適閤作為高等工科專業（如機械工程、能源工程、化學工程）熱力學與傳熱學課程的教材或參考書。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，在接觸這本書之前，我對熱傳遞的理解一直停留在比較淺顯的層麵，很多概念都是似懂非懂。這本《熱傳遞學習題詳解》徹底改變瞭我的學習方式。它提供的習題，難度跨度很大，從最基礎的導熱方程的建立，到復雜的輻射傳熱網絡分析，再到數值模擬方法在熱傳遞問題中的應用，幾乎涵蓋瞭熱傳遞學的各個分支。每次遇到難題，我都會嘗試自己解決，但一旦卡住，翻開書後的詳解，我總是能獲得啓發。它不僅僅是告訴瞭我答案，更重要的是，它詳細解釋瞭每一個步驟的由來，以及為什麼這樣做。這種“授人以漁”的教學方式，讓我真正理解瞭每一個概念背後的物理意義，以及公式是如何推導齣來的。我感覺自己不再是被動地接受知識，而是主動地去探索和理解。

评分☆☆☆☆☆

這本書簡直就是給熱傳遞學習者量身定做的！作為一名苦苦掙紮於這個科目的學生，我找瞭無數資料，但大部分都過於理論化，或者題目太簡單，根本無法檢驗我的真實掌握程度。直到我偶然發現瞭這本書，簡直如同救星降臨。首先，它涵蓋瞭熱傳遞的幾乎所有重要章節，從基本的傅裏葉定律到復雜的多維穩態和瞬態傳熱，再到對流和輻射，甚至還有一些更高級的應用，比如換熱器設計和傳熱過程的數值模擬。每一章的習題都設計得非常巧妙，它們不僅僅是簡單地套用公式，而是需要我深入理解物理過程，並且能夠靈活運用不同的方法來解決問題。很多題目我都卡住瞭，但書後的詳解就像一位經驗豐富、耐心細緻的老師，一步步地引導我分析問題，找到關鍵點，並最終給齣清晰的解題思路和詳細的計算過程。我尤其欣賞的是，詳解中不僅僅是給齣答案，還會解釋為什麼選擇某種方法，以及可能遇到的陷阱和注意事項。這極大地提升瞭我獨立解決問題的能力，讓我不再僅僅是“會做題”，而是真正“懂原理”。

评分☆☆☆☆☆

我必須承認，這本書真的是一筆寶貴的財富，特彆是對於那些想要在熱傳遞領域有所深入研究的同學來說。它提供的習題，不僅僅是枯燥的計算，而是更側重於對物理過程的理解和分析。例如，書中關於非穩態傳熱的習題，往往需要我深入思考邊界條件的變化對溫度場的影響，以及如何選擇閤適的求解方法，是解析法還是數值法。而關於輻射傳熱的部分，更是充滿瞭各種實際應用的場景，比如不同錶麵屬性的物體之間的能量交換，以及如何計算輻射換熱器的效率。最讓我印象深刻的是，書後的詳解部分，不僅僅是給齣瞭計算結果，而是非常詳細地解釋瞭每一個推理步驟，甚至還會穿插一些關於相關物理現象的討論，這讓我能夠更全麵地理解問題的本質。它不僅僅是一本習題集，更像是一位經驗豐富的導師，在默默地指導我進步。

评分☆☆☆☆☆

我必須說，這本書在幫助我鞏固和深化對熱傳遞概念的理解方麵，起到瞭不可替代的作用。很多時候，我們在課堂上學到的理論知識，如果不能通過實際的練習來檢驗和應用，很容易就會變得模糊不清。這本書的習題設計恰恰彌補瞭這一點。它提供的練習題難度適中，既有基礎性的鞏固題，也有一些挑戰性的綜閤題，能夠全麵地考察我對熱傳遞各個知識點的掌握情況。而且，它的解答部分真的非常到位。我最喜歡的地方在於，它不僅僅是給齣最終結果，而是詳細地展示瞭每一步的推導過程，並且還會穿插一些對理論的補充說明，讓我能夠迴顧和反思我之前理解上的偏差。特彆是對於那些需要分析邊界條件、選擇閤適傳熱模型或者進行數值方法求解的題目，書中的詳解都處理得非常透徹，讓我受益匪淺。它讓我明白，一道題目的背後，往往蘊含著更深層次的物理意義和數學技巧。

评分☆☆☆☆☆

這本《熱傳遞學習題詳解》實在是太實在瞭！作為一名研究生，在撰寫論文的過程中，經常會遇到需要精確計算熱傳遞過程的情況。而我之前積纍的知識，總感覺有些零散，不夠係統，遇到一些復雜的問題時，總是顯得捉襟見肘。這本書的習題覆蓋麵非常廣，從基礎的穩態傳導到復雜的非穩態過程，再到對流傳熱的各種類型，以及輻射傳熱的一些應用，都設計瞭相應的練習。更重要的是，它的詳細解答，不僅給齣瞭計算過程，更重要的是解釋瞭背後所依據的物理原理和數學模型。我尤其喜歡它在解答中會提示一些常見的錯誤思路，以及在不同情況下應該如何選擇閤適的公式和方法。這對於我提升解決實際工程問題的能力非常有幫助。通過做這些題目，我不僅鞏固瞭課堂上學到的知識，還學到瞭很多在課本上不易接觸到的、更貼近實際應用的解題技巧。