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绪章绪论
了解与能源开发利用相关的问题、热工学的研究对象及主要内容。
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●0.1绪论01
热能及其利用;热工学及其发展简史。
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●0.2绪论02
能量转换装置的工作过程;传热过程。
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第一章热力学基本概念
了解热力系的定义、分类及相关概念;掌握基本状态参数的定义、分类;理解平衡状态、平衡条件、热力过程的概念;掌握准平衡(准静态)过程与可逆过程的定义,理解提出准平衡过程与可逆过程概念的意义和作用;认识比热和熵的定义;掌握膨胀功与热量的定义和微分式表达式;了解简单可压缩系统的定义、状态公理;理解循环的基本概念和特征。
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●1.1热能和机械能相互转换过程
热能和机械能相互转换过程。
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●1.2热力系统(热力系、系统、体系)
热力系的定义、分类及相关概念。
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●1.3工质的热力学状态和基本状态参数
工质的热力学状态和基本状态参数。
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●1.4热力学能、焓和熵的概念
热力学能、焓和熵的概念。
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●1.5平衡状态与热力过程
平衡状态与热力过程。
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●1.6功和热量
功和热量。
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●1.7热力循环
热力循环。
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第二章热力学第一定律
认识热力学第一定律的实质;掌握简单可压缩闭口系统能量守恒的基本原理、能量守恒方程式的常见形式及适用条件、循环过程净吸热量与净做功量的关系;能够利用闭口系统能量守恒方程式分析物质内能与定容比热的关系、理解实际气体和理想气体定容比热的差异和原因;掌握开口系统能量守恒的基本原理、焓的概念及引入背景、典型开口系统一般形式的能量方程式、稳态稳流能量方程式、技术功的定义及其与膨胀功之间的联系和区别。
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●2.1热力学第一定律的实质、热力学能与总能
热力学第一定律的实质。
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●2.2能量的传递和转化
热力学能与总能。
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●2.3闭口系统的热力学第一定律表达式
能量的传递和转化。
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●2.4开口系统的稳定流动能量方程式
闭口系统的热力学第一定律表达式。
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●2.5稳定流动能量方程式的应用
开口系统的稳定流动能量方程式。
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第三章纯物质气体性质
掌握理想气体性质及重要参数的计算方法:模型与近似条件,气体常数与状态方程式,比热(包括比热的过程特性,定值比热、真实比热、平均比热及其计算)、内能、焓和熵的计算;掌握纯物质基本特性——相图(p-T图)(主要是相态分布与相界线的定性规律),过冷、过热、饱和、未饱和状态的区分。
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●3.1理想气体状态方程
理想气体状态方程。
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●3.2理想气体的热容
理想气体的热容。
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●3.3理想气体的热力学能、焓和熵
理想气体的热力学能、焓和熵。
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●3.4水蒸气的饱和状态和相图*
水蒸气的饱和状态和相图。
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第四章理想气体热力过程分析
了解热力过程分析目的;熟悉定压、定容、定温、绝热四种典型过程的特征;掌握定压、定容、定温、绝热和多变过程的基本规律和分析方法,包括过程中状态参数变化和能量交换的定量计算方法;掌握理想气体压缩过程基本规律与特性的分析方法。
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●4.1理想气体的定容、定压和定温过程
理想气体的定压、定容和定温过程。
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●4.2理想气体等比熵(可逆绝热)过程
理想气体等比熵(可逆绝热)过程。
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●4.3理想气体多变过程
理想气体多变过程。
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●4.4研究热力过程的目的及一般方法
研究热力过程的目的及一般方法。
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第五章理想混合气体与湿空气
掌握理想混合气体基本定律;熟悉混合气体的成分表示法;掌握理想混合气体的性质计算方法:包括折合分子量、气体常数、比热、内能和焓的计算方法;了解湿空气性质:包括组成、水蒸气分压力、气体常数、密度、比容、绝对湿度和相对湿度、含湿量与饱和度、焓;熟悉湿空气焓湿图:基本约定和坐标规则、等焓线、等含湿量线与等水蒸气分压力线、等温线、等相对湿度线、等热湿比线。
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●5.1理想混合气体的热力学性质
理想混合气体的热力学性质。
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●5.2湿空气
湿空气。
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●5.3相对湿度和含湿量
相对湿度和含湿量。
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●5.4湿空气的焓-湿图
湿空气的焓-湿图。
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●5.5湿空气的热力过程
湿空气的热力过程。
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第六章热力学第二定律
深刻认识热力学第二定律的实质、两种经典表述及其等价关系分析;掌握卡诺循环与卡诺定理:卡诺循环及其热效率、卡诺定理及其证明;掌握熵的导出过程与熵增原理:克劳修斯等式、熵的导出、克劳修斯不等式、熵产与熵流、孤立系统熵增原理;理解能量的做工能力——㶲的基本概念及其损失机理。
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●6.1热力学第二定律
热力学第二定律。
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●6.2卡诺循环和卡诺定理
卡诺循环和卡诺定理。
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●6.3熵和热力学第二定律的数学表达式(1)
熵和热力学第二定律的数学表达式。
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●6.4熵和热力学第二定律的数学表达式(2)
继续学习熵和热力学第二定律的数学表达式。
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●6.5熵方程
熵方程。
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●6.6孤立系统熵增原理
孤立系统熵增原理。
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第七章传热学的基本概念
了解传热学的研究内容与目的;理解与掌握热传递的基本方式与简单描述方法:导热、热对流、热辐射的特征、机理、常用分析方法、简化计算公式及热阻;传热过程及其应用:传热过程基本特征、简单传热问题的分析方法和计算公式、传热系数、热阻。
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●7.1热传导和热对流
热传导和热对流。
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●7.2热辐射
热辐射。
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●7.3传热过程
传热过程。
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第八章导热基本理论
掌握与傅里叶定律相关的基本概念、理论和公式:温度场、温度梯度、热流密度、傅里叶定律、导热系数(定义、不同材质和结构的导热特性、状态参数的影响)、通用导热微分方程式基本形式;掌握典型稳态导热问题分析方法,包括通过平壁、圆筒壁和肋壁的稳态导热分析(分析温度分布、肋片效率、导热量、热阻)。
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●8.1导热的基本理论(1)
导热理论基础。
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●8.2导热的基本理论(2)
继续学习导热理论基础。
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●8.3导热微分方程
导热微分方程。
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●8.4稳态导热(1)
稳态导热。
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●8.5稳态导热(2)
继续学习稳态导热。
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●8.6非稳态导热
非稳态导热。
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第九章对流换热基本理论
掌握单相流体对流换热的基本分析理论,包括对流换热机理、边界层结构与数量级特征、影响因素与作用机理、对流换热微分方程式;掌握对流换热微分方程组的基本形式及封闭性原则,包括方程组的通用形式、结构特征以及定解条件,平板边界层对流换热微分方程组的简化形式;掌握相似理论:相似的定义、分析方法、准则数的导出和物理意义、相似定理、准则数关系式及其应用;掌握对流换热系数的计算方法。
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●9.1概述
概述。
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●9.2对流换热的数学描述
对流换热的数学描述。
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●9.3对流换热过程的相似理论
对流换热过程的相似理论。
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●9.4边界层理论
边界层理论。
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●9.5单相流体对流换热特征数关联式
单相流体对流换热特征数关联式。
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●9.6自然对流换热
自然对流换热。
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●9.7相变换热
相变换热。
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第十章辐射换热
掌握热辐射的基本概念,包括漫反射、镜面反射、透射、吸收率、反射率、透射率、黑体、人工黑体、白体、透明体、立体角、辐射强度与辐射力;了解热辐射的基本定律,包括斯蒂芬玻尔兹曼定律、普朗克定律、维恩定律;了解单色/定向/单色定向/平均辐射力/辐射强度/吸收率/发射率/反射率的概念;理解漫、灰体的性质:吸收率、发射率与反射率的特性和相互关系,兰贝特定律;掌握漫灰表面间的辐射换热计算原理,包括有效辐射、角系数、空间热阻、表面热阻的物理意义及计算方法,辐射换热网络图及求解思路。
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●10.1热辐射的基本概念
热辐射的基本概念。
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●10.2黑体辐射的基本定律
黑体辐射的基本定律。
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●10.3实际固体和液体的辐射特性
实际固体和液体的辐射特性。
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●10.4辐射换热的计算方法
辐射换热的计算方法。
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第十一章传热过程分析与换热器热计算
理解复合换热的概念,包括复合换热定义、辐射换热当量换热系数、总换热系数;掌握通过肋壁的传热计算方法:理解肋化系数、肋壁效率的定义与作用,掌握传热系数的计算公式;了解换热器的基本形式、工作原理、基本特性、适用场合;平均温差的基本概念及应用方法简介。
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●11.1传热过程
传热过程。
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●11.2传热的强化和削弱
传热的强化和削弱。
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●11.3换热器的基本概念
换热器的基本概念。