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绪论1

第一章 热力学第一定律在稳流系统中的应用2

第一节 稳流系统的热力学第一定律2

一、热力学第一定律的基本概念2

1．热力学第一定律的本质2

2．热力学第一定律的表述2

3．封闭系统热力学第一定律的数学表达式2

二、稳流系统热力学第一定律的数学表达式3

1．稳流系统的特征3

2．稳流系统物流的能量——内能、动能、位能3

3．稳流系统与环境的能量交换——轴功、热能、体积能4

4．稳流系统中热力学第一定律的数学表达式5

5．稳流系统中热力学第一定律在特定条件下的应用5

三、稳流过程的轴功9

第二节 流体的压缩功10

一、计算流体压缩功的基本公式10

二、理想气体压缩功的计算12

1．等温可逆压缩过程12

2．绝热可逆压缩过程12

3．多变可逆压缩过程13

三、多级压缩理想压缩功的计算14

1．多级压缩的必要性14

2．多级压缩的总功15

3．最佳中间压力和最小压缩功15

四、压缩过程的实际功耗及节能措施16

1．压缩机的实际功耗16

2．压缩机的节能措施16

第三节 稳流系统的物料衡算和能量衡算17

一、过程热效应及计算17

1．显热17

2．相变潜热19

3．化学反应热21

4．工业反应的热效应23

5．混合过程的热效应23

二、物料衡算和能量衡算的原理和步骤26

1．物料衡算26

2．能量衡算27

习题33

第二章 热力学第二定律的应用36

第一节 热力学第二定律的表述及推论36

一、热力学第二定律的表述36

二、热力学第二定律的推论36

1．卡诺定律36

2．克劳修斯不等式37

三、熵及熵变计算38

1．熵的定义方程38

2．熵变计算38

四、孤立体系的熵增原理及其应用41

1．孤立体系的熵增原理41

2．熵增原理的应用42

第二节 理想功与损失功43

一、理想功的定义及计算43

1．理想功的定义43

2．稳流体系理想功的计算式及应用43

二、损失功的定义与计算45

1．损失功的定义45

2．稳流体系损失功的计算式及应用46

三、稳流过程的热力学效率48

第三节 可用能及其计算48

一、可用能的基本概念48

1．热力学体系的作功能力48

2．热力学体系的可用能与不可用能49

3．能量的品位49

4．可用能的定义50

二、热源与冷源的可用能50

1．热源的可用能50

2．冷源的可用能52

三、稳流体系的可用能计算53

（一）稳流体系的物理可用能54

1．计算物理可用能时的环境状态54

2．稳流体系物理可用能计算式54

（二）稳流体系的化学可用能57

1．计算化学可用能时的环境状态57

2．稳流体系化学可用能计算式58

3．稳流体系化学可用能的间接计算62

4．理想气体混合物的标准化学可用能66

（三）统一基准可用能67

四、可用能衡算及可用能效率68

1．可用能衡算68

2．可用能效率及其计算70

第四节 化工生产过程的热力学分析73

一、传热过程的热力学分析73

二、蒸汽动力循环的热力学分析78

（一）温熵（T-S）图及其应用78

1．温熵（T-S）图的构成78

2．各种过程在温熵（T-S）图上的表示及其热力计算80

（二）朗肯循环的组成及其应用83

1．理想的朗肯循环83

2．实际朗肯循环86

3．提高朗肯循环热效率的措施93

（三）化学反应过程的热力学分析98

1．化学反应过程的可用能损失98

2．化工产品的理论能耗105

3．生产过程的理论能耗106

习题109

第三章 制冷112

第一节 蒸汽压缩制冷循环112

一、理想蒸汽压缩制冷循环112

二、实际蒸汽压缩制冷循环113

三、操作条件对制冷系数的影响115

四、冷冻机的生产能力116

五、制冷剂的选择117

第二节 热泵118

一、热泵的工作原理及工作特性118

二、热泵的应用119

1．空调与供热119

2．蒸馏、吸收装置的节能119

第三节 其他制冷方法121

一、吸收制冷121

二、蒸汽喷射制冷123

三、制冷方法的选择123

第四节 深冷过程124

一、深冷的基本原理124

1．不对外作功的绝热膨胀制冷原理124

2．对外作功的绝热膨胀制冷原理126

二、节流膨胀的降温效果和冷冻量126

1．降温效果126

2．冷冻量127

三、等熵膨胀的降温效果和冷冻量128

1．降温效果128

2．冷冻量129

3．膨胀过程所作的功129

四、节流膨胀与等熵膨胀制冷的比较129

1．μH与μS的比较129

2．△Ts、△TH及冷冻能力的比较130

第五节 空气的深冷分离131

一、空气分离原理131

二、空气分离过程的热力学分析132

习题133

附录一 通用气体常数R的常用值135

附录二 附表135