Refrigeration And Air Conditioning Technology Set pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Thomson Learning

作者:Whitman, William C./ Johnson, William M./ Tomczyk, John

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:19496.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9781401899165

丛书系列:

图书标签:

• 制冷
• 空调
• 技术
• 工程
• 暖通
• HVAC
• 热力学
• 制冷剂
• 设备
• 能源效率

深度解析流体力学与热力学基础：现代工程的基石 图书简介 本书旨在为工程专业学生和从业人员提供一套全面、深入且实用的流体力学与热力学基础知识体系。我们聚焦于从第一性原理出发，系统地阐述物质在能量转换与传递过程中的行为规律，这些规律是设计、分析和优化几乎所有现代工程系统的核心。内容涵盖了从宏观尺度上的能量守恒到微观尺度上的分子动理学，确保读者不仅知其然，更能解其所以然。 第一部分：流体力学的基本原理与应用 本部分构建了流体力学分析的数学和物理框架，强调了连续介质假设下的守恒定律在描述流体运动中的关键作用。 第一章：流体静力学与浮力 我们从流体静力学开始，这是理解流体在平衡状态下行为的基础。详细讨论了压力、压强梯度与力的关系，重点分析了帕斯卡定律、静水压力分布（包括深度影响和与参考点的关系）。内容深入到浮力原理，通过阿基米德定律的严谨推导，解释了物体在流体中的浮沉机理，并结合实际案例，如潜艇的稳定性和水坝的设计载荷计算，展示了静力学在工程决策中的直接应用。此外，本章还涵盖了压力测量的基本原理和各种压力计（如U型管、皮托管）的工作机制。 第二章：流体运动学与控制体分析 流体运动学部分关注于描述流体的运动，不涉及引起运动的力。我们区分了欧拉描述（拉格朗日和欧拉观点）和物质导数（随流体质点运动的导数）的概念，这是后续动量分析的数学基础。随后，我们将重点转向控制体（Control Volume）方法，这是工程分析中最常用的工具。我们将详细推导和应用流体运动的控制体形式的质量守恒方程（连续性方程）。通过对质量流率、动量流率的精确计算，读者将掌握如何利用动量守恒定律来解决泵、阀门、喷嘴等内部流动装置上的力矩和推力计算问题。 第三章：粘性流体与纳维-斯托克斯方程 本章是流体力学理论的核心。我们引入了牛顿流体和非牛顿流体的概念，并从内摩擦力的角度定义了粘性应力张量。随后，我们以严谨的方式推导了不可压缩牛顿流体的纳维-斯托克斯（Navier-Stokes, N-S）方程，这是描述粘性流体动力学的基础偏微分方程组。由于N-S方程的复杂性，我们着重于其简化形式的应用，包括： 1. 伯努利方程的严格导出与局限性分析： 阐明了等熵、无粘、定常流动下伯努利方程的适用条件，并修正了实际工程中常见的误用。 2. 层流分析： 详细分析了泊肃叶流（Poiseuille Flow）——管内粘性流动的经典解，以及库埃特流（Couette Flow）——剪切驱动流动的解，这些是理解边界层理论的铺垫。 第四章：流动相似性、量纲分析与边界层理论 本章侧重于将理论知识转化为可预测的工程工具。我们深入探讨了量纲分析（Dimensional Analysis）和π定理，展示了如何利用无量纲参数（如雷诺数、弗劳德数、欧拉数）来简化复杂问题，并进行实验模型与实际原型之间的缩尺换算。 随后，我们引入了边界层理论，这是理解实际工程流动（如飞机机翼、管道内的流动）的关键。我们将分析边界层内的速度剖面，讨论了边界层分离的现象及其对阻力、升力的影响。通过布拉修斯（Blasius）方程的定性讨论和积分形式的动量方程应用，读者将学会如何估算平板上的摩擦阻力。 第五章：可压缩流动基础 本部分专门处理流速接近或超过声速的流动问题。我们首先定义了马赫数，并基于等熵关系（如等熵关系表和计算）推导了静温、静压与滞止量之间的关系。核心内容聚焦于： 1. 正激波（Normal Shock Waves）： 详细分析了罗伊方程（Rayleigh Pitot Formula）和正激波对流场参数的突变影响，这是设计超音速风洞和喷气发动机的关键。 2. 拉伐尔喷管（Converging-Diverging Nozzle）： 阐述了如何利用喷管的几何形状来加速气流至超音速，并计算了喉部（Choked Flow）的条件。 第二部分：热力学：能量转换与平衡 本部分系统地构建了热力学分析框架，重点在于能量的储存、传递以及系统状态的变化规律。 第六章：热力学基本概念与第一定律 本章奠定了热力学的语言基础。我们严格区分了系统（System）、边界（Boundary）和环境（Surroundings），并定义了宏观性质，如温度、压力和比容。重点分析了功（Work）和热量（Heat）的传递形式，并区分了准静态过程和不可逆过程。 核心在于热力学第一定律的表述——能量守恒定律。我们以能量平衡方程为工具，推导了封闭系统（定容、定压过程）和流动系统（控制体形式的稳态能量方程，即流动的焓的观点）的能量方程。通过对定常流动的理想气体节流膨胀、涡轮做功等经典过程的分析，巩固对焓（Enthalpy）作为能量形式的理解。 第七章：热力学第二定律与熵 热力学第二定律是区分可行过程与不可能过程的物理判据。本章深入阐述了熵（Entropy）的概念，不仅是作为热力学第三定律的基础，更是衡量能量品质和过程不可逆性的关键指标。我们详细分析了克劳修斯不等式，并推导了熵产生原理，用以判断实际过程的自发性。 本章还深入探讨了熵变的计算方法：对于理想气体，分别在定容、定压和多变过程下的熵变计算，以及利用熵的观点重新审视伯努利方程的适用范围。 第八章：热力学过程与理想气体 本章将第一和第二定律应用于分析常见的理想气体热力学循环和过程。我们详细分析了等温、定容、定压、绝热和多变指数过程，并计算了每个过程中的功、热量和熵变。 随后，本部分转向热力学循环的分析，这是分析动力装置（如内燃机和发电厂）的基础。我们对卡诺循环（Carnot Cycle）的理论效率进行了严格推导和讨论，揭示了热力学效率的上限。接着，我们对实际工程中常见的循环进行了剖析： 1. 朗肯循环（Rankine Cycle）： 用于蒸汽动力装置，分析了饱和蒸汽、过热蒸汽对循环性能的影响。 2. 布雷顿循环（Brayton Cycle）： 用于燃气轮机，重点分析了增压比对效率和净功输出的决定性作用。 第九章：热力学性质与相平衡 理解实际工质（如水蒸气、制冷剂）的热力学行为，必须依赖于性质图表和热力学表。本章教授如何使用P-v图、T-v图、T-s图和h-s图（摩尔阶梯图）来确定物质的状态点（饱和区、过热区、亚临界区）。我们详细解释了饱和线的物理意义，并指导读者如何利用蒸汽表进行精确的焓、熵、比容查找和插值计算。 此外，本章还涵盖了相平衡的原理，包括克拉珀龙方程（Clapeyron Equation）的应用，以及在相变过程中能量如何被吸收或释放（潜热的意义）。 第十章：制冷循环与热泵 尽管本书核心是基础理论，但本章将热力学第二定律应用于其最重要的工程实践之一：制冷和热泵。我们详细分析了理想的蒸汽压缩制冷循环（Vapor-Compression Refrigeration Cycle），定义了性能系数（COP）。我们研究了关键组件（压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器）在h-s图上的状态变化，并讨论了实际循环中过热、过冷对效率和设备选型的影响，为理解复杂的制冷与空调系统提供了坚实的理论基础。 总结 本书通过结构化的内容组织和大量的工程实例，旨在架起从基础物理定律到复杂工程设计之间的桥梁。它不仅是理论学习的参考书，更是解决实际工程难题的实用工具箱。学习者将获得分析流体输运现象和评估能量转换效率所必需的严谨思维与计算能力。

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