熱工基礎與發動機原理（簡體書）

本書講述汽車發動機的基本技術和理論，全書分為三篇，共20章。第一篇講述工程熱力學知識，主要包括工程熱力學基本概念、熱力學第一定律、熱力過程、熱力學第二定律、氣體流動、氣體動力循環、理想混合氣體以及化學熱力學。第二篇講述傳熱學的基礎理論，包括穩態的熱傳導、對流傳熱、熱輻射等內容。第三篇講述汽車發動機的基本概念及原理，包括汽車發動機的性能指標、燃料與燃燒、混合氣形成、增壓、混合氣的燃燒過程、發動機特性、有害排放物及噪聲控制。
本書可作為汽車類專業本科生教材，也可供從事汽車及發動機科研的工作人員參考，本書也較適用於初學熱工基礎及發動機原理的讀者自學。

第一篇 工程熱力學
第1章 熱力學基本概念
1.1 緒論
1.1.1 工程熱力學的主要內容
1.1.2 工程熱力學的兩種研究方法
1.2 熱力系統
1.2.1 系統、邊界與外界
1.2.2 閉口系統與開口系統
1.2.3 絕熱系統與孤立系統
1.2.4 系統的內部狀況
1.3 狀態和狀態參數
1.3.1 熱力系統的狀態、狀態參數和平衡狀態
1.3.2 基本狀態參數
1.3.3 狀態參數的性質
1.4 狀態方程
1.4.1 狀態公理
1.4.2 狀態方程
1.4.3 狀態參數坐標圖
1.5 熱力過程
1.5.1 准靜態過程
1.5.2 可逆過程
1.6 功量和熱量
1.6.1 功
1.6.2 熱
習題
第2章 熱力學第一定律與理想氣體
2.1 能量轉換與守恆定律
2.2 熱力學能與閉口系統能量方程式
2.2.1 熱力系統的熱力學能
2.2.2 熱力學第一定律的閉口系統表達式
2.2.3 功
2.3 焓與開口系統能量方程式
2.3.1 質量守恆方程
2.3.2 開口系統能量守恆方程
2.4 能量方程的工程應用
2.4.1 透平機械
2.4.2 壓縮機械
2.4.3 噴管和擴壓管
2.4.4 換熱器
2.4.5 絕熱節流
2.5 理想氣體的熱力性質
2.6 理想氣體的比熱容、熱力學能、焓和熵
2.6.1 理想氣體比熱容
2.6.2 理想氣體熱力學能和焓的計算
2.6.3 理想氣體熵的計算
2.7 水蒸氣的相圖和臨界點
習題
熱工基礎與發動機原理
目錄
第3章 理想氣體的熱力過程
3.1 定熵過程和可逆多變過程
3.1.1 定熵過程
3.1.2 可逆多變過程
3.2 基本熱力過程的綜合分析
3.2.1 多變過程的能量轉換
3.2.2 多變過程的pv和Ts圖及其應用
3.3 變比熱容定熵過程
3.4 熱力過程的綜合應用
3.4.1 各種形式的壓氣機
3.4.2 活塞式壓氣機壓縮過程的熱力學分析
習題
第4章 熱力學第二定律
4.1 熱力學第二定律的各種說法及實質
4.1.1 克勞修斯說法
4.1.2 開爾文普朗克說法
4.1.3 第二類永動機
4.1.4 熱力學第二定律的實質
4.1.5 兩種說法的等效性
4.2 卡諾循環及卡諾定理
4.2.1 卡諾循環
4.2.2 卡諾定理
4.2.3 多熱源循環分析
4.2.4 卡諾效率對熱機的指導意義
4.3 熵及熵方程
4.3.1 克勞修斯不等式
4.3.2 熵的導出
4.3.3 不可逆過程中熵的變化
4.3.4 閉口系統的熵方程
4.3.5 開口系統的熵方程
4.3.6 關於熵的小結
4.3.7 熵的物理意義
4.4 孤立系統的熵增原理
4.4.1 孤立系統熵增原理的表述
4.4.2 熱力學第二定律的數學表達式
習題
第5章 氣體的流動
5.1 穩定流動的基本方程式
5.1.1 兩個基本假設
5.1.2 一元穩定流動的基本方程
5.2 聲速與馬赫數
5.2.1 聲速
5.2.2 馬赫數
5.3 滯止參數與臨界參數
5.4 噴管和擴壓管
5.4.1 噴管
5.4.2 擴壓管
5.5 絕熱節流及其溫度效應
習題
第6章 氣體動力循環
6.1 活塞式發動機循環
6.1.1 高速柴油機的實際循環
6.1.2 混合加熱循環
6.1.3 定容加熱循環
6.1.4 定壓加熱循環
6.1.5 三種理想循環熱效率的比較
6.2 米勒循環和斯特林循環
習題
第7章 理想混合氣體
7.1 混合氣體的熱力學參數
7.1.1 理想混合氣體的成分
7.1.2 各成分間的關係
7.1.3 理想混合氣體的折合摩爾質量
7.1.4 混合氣體的折合氣體常數
7.2 分壓力定律和分體積定律
7.2.1 道爾頓分壓定律
7.2.2 亞美格分體積定律
7.2.3 混合氣體的熱力學能、焓、熵
7.3 濕空氣
7.3.1 濕空氣的基本概念
7.3.2 絕對濕度、相對濕度、含濕量
7.3.3 濕空氣的密度、氣體常數
7.3.4 濕空氣的焓
習題
第8章 化學熱力學基礎
8.1 概述
8.1.1 熱力學第一定律應用於化學反應
8.1.2 熱效應
8.1.3 生成焓
8.1.4 熱效應與絕熱理論燃燒溫度的計算
8.2 絕熱理論燃燒溫度
8.2.1 化學反應速度
8.2.2 質量作用定律
8.3 化學平衡和平衡常數
習題
第二篇 傳熱學及燃燒學
第9章 穩態熱傳導
9.1 熱傳導
9.1.1 熱傳遞的三種基本方式
9.1.2 導熱現象分析
9.1.3 導熱機理
9.2 典型一維穩態導熱問題
9.2.1 大平壁導熱
9.2.2 圓筒壁導熱
習題
第10章 對流傳熱
10.1 對流傳熱定律
10.1.1 對流換熱現象
10.1.2 對流換熱的計算
10.1.3 影響對流換熱的因素
10.2 相似原理及量綱分析
習題
第11章 熱輻射
11.1 熱輻射現象
11.2 黑體熱輻射基本定律
11.3 實際物體輻射
11.3.1 基爾霍夫定律
11.3.2 兩物體間的輻射換熱量的計算
11.3.3 氣體輻射
11.3.4 火焰輻射
11.4 發動機換熱分析
11.4.1 發動機中導熱問題的求解方法
11.4.2 燃氣與壁面間的輻射換熱
11.4.3 燃氣與壁面間的瞬時綜合換熱係數
習題
第12章 燃燒學基礎
12.1 擴散理論
12.1.1 氣體的擴散
12.1.2 氣體的熱傳導
12.1.3 氣體的黏性
12.1.4 三種輸運現象間的關係
12.2 活化碰撞理論
12.3 鏈鎖反應理論
12.4 熱著火理論
12.4.1 自燃和點燃
12.4.2 熱著火理論基礎
習題
第三篇 汽車發動機原理
第13章 發動機性能指標
13.1 發動機的示功圖
13.2 發動機的指示性能指標
13.3 發動機的有效指標
13.3.1 動力性指標
13.3.2 經濟性指標
13.3.3 強化指標
13.4 機械損失與機械效率
13.4.1 機械效率
13.4.2 機械損失的測定
13.4.3 影響機械效率的主要因素
13.5 發動機的熱平衡
習題
第14章 燃料與燃燒
14.1 發動機的燃料
14.1.1 汽油
14.1.2 柴油
14.1.3 代用燃料
14.1.4 燃料特性引起的發動機工作模式上的差異
14.2 燃燒熱化學
習題
第15章 發動機工作循環
15.1 四衝程發動機的實際循環
15.2 發動機實際循環與理論循環的比較
習題
第16章 發動機換氣過程
16.1 換氣
16.1.1 換氣過程
16.1.2 換氣損失
16.2 充量係數
16.2.1 充量係數的定義
16.2.2 充量係數與發動機功率、扭矩的關係
16.2.3 影響充量係數的因素
16.2.4 提高發動機充量係數措施
16.3 發動機增壓
16.3.1 增壓的概念
16.3.2 增壓發動機的特點
16.3.3 增壓的衡量指標
16.3.4 增壓的結構形式及分類
習題
第17章 發動機特性
17.1 發動機工況
17.2 發動機性能測試
17.2.1 功率和油耗的測量
17.2.2 試驗方法及數據處理
17.3 速度特性
17.3.1 發動機的速度特性與汽車動力性匹配
17.3.2 車用柴油機的調速特性
17.4 負荷特性與萬有特性
習題
第18章 汽油機混合氣形成與燃燒
18.1 汽油機燃燒過程
18.1.1 正常燃燒過程
18.1.2 不規則燃燒過程
18.1.3 不正常燃燒過程
18.1.4 運轉因素對燃燒的影響
18.2 汽油機混合氣製備原理
18.2.1 汽油機理想混合氣
18.2.2 電控燃油噴射式供油系統混合氣的形成
18.3 汽油機的燃燒室
18.3.1 汽油機對燃燒室的要求
18.3.2 傳統汽油機燃燒室
18.3.3 汽油機稀薄燃燒系統
18.4 汽油機電子控制技術
18.5 缸內直噴汽油機
習題
第19章 柴油機混合氣形成燃燒
19.1 柴油機的燃燒過程
19.2 柴油機燃燒放熱規律
19.3 柴油機混合氣的形成原理
19.3.1 燃油的噴射與霧化
19.3.2 燃燒室與混合氣形成
19.3.3 柴油機的預混合燃燒
習題
第20章 發動機排放及控制
20.1 發動機排放的生成機理
20.1.1 發動機排放污染物的危害
20.1.2 發動機排放污染物的生成機理
20.2 影響汽油機有害排放物生成的主要因素及控制
20.2.1 影響因素
20.2.2 機內淨化技術
20.2.3 機外淨化技術
20.3 影響柴油機有害排放物生成的主要因素及控制
20.3.1 柴油機有害排放物生成特點
20.3.2 影響因素
20.3.3 機內淨化技術
20.3.4 機外淨化技術
20.4 發動機排放標準與測試
20.4.1 排放標準
20.4.2 排放物測定
20.5 發動機噪聲來源與控制
20.5.1 發動機噪聲的來源
20.5.2 噪聲控制措施
習題
附錄
參考文獻