本书主要介绍了以航空发动机和燃气轮机为应用背景的气动热力学基础知识。以气体的一维定常管道流动分析为目标，重点研究了热力学的基本概念及主要定律、膨胀波与激波、一维定常流动基本方程与滞止参数、一维定常管道流动规律等基础知识与应用方法。
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目录
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丛书序
前言
第1章工程热力学的基本概念001
1.1概述001
1.1.1热力学的发展简况002
1.1.2工程热力学的研究内容和研究方法004
1.2热力学体系00９
1.3热力学状态与状态参数011
1.3.1热力学状态011
1.3.2平衡状态011
1.3.3状态参数012
1.4三个基本状态参数013
1.4.1比容和密度013
1.4.2压力013
1.4.3温度015
1.5状态方程和状态参数坐标图016
1.5.1状态方程016
1.5.2完全气体状态方程016
1.5.3状态参数坐标图018
1.6热力过程和热力循环019
1.6.1热力过程019
1.6.2准静态过程019
1.6.3可逆过程与不可逆过程019
1.6.4热力循环021
1.7气体的其他状态参数021
1.7.1内能021
1.7.2焓022
1.7.3熵022
1.8完全气体的比热容023
1.8.1比定容热容023
1.8.2比定压热容024
1.8.3定压热容与定容热容的关系（迈耶关系式）024
1.8.4比热比024
习题025
第2章热力学第一定律与能量方程027
2.1热力学第一定律的实质027
2.2闭口体系能量方程式028
2.2.1闭口体系的总能量028
2.2.2闭口体系的热量029
2.2.3闭口体系的功029
2.2.4闭口体系能量方程式031
2.3开口体系能量方程式033
2.3.1开口体系的流量033
2.3.2开口体系的总能量034
2.3.3开口体系的热量和功034
2.3.4开口体系的能量方程式035
2.3.5焓的物理意义036
2.3.6开口体系的技术功037
2.3.7开口体系能量方程式应用举例038
习题042
第3章气体的热力过程与应用045
3.1完全气体内能、焓和熵的计算046
3.1.1完全气体内能变化量的计算046
3.1.2完全气体焓变化量的计算046
3.1.3完全气体熵变化量的计算046
3.2定容过程048
3.2.1过程方程048
3.2.2参数关系049
3.2.3热力过程曲线049
3.2.4能量转化关系049
3.3定压过程050
3.3.1过程方程050
3.3.2参数关系051
3.3.3热力过程曲线051
3.3.4能量转化关系051
3.4定温过程053
3.4.1过程方程053
3.4.2参数关系053
3.4.3热力过程曲线053
3.4.4能量转化关系054
3.5定熵过程055
3.5.1过程方程055
3.5.2参数关系056
3.5.3热力过程曲线056
3.5.4能量转化关系056
3.6多变过程059
3.6.1过程方程059
3.6.2参数关系059
3.6.3热力过程曲线060
3.6.4能量转化关系061
习题063
第4章热力学第二定律与热力循环066
4.1热力循环的基本概念067
4.1.1热力循环的定义与分类067
4.1.2热力循环中的能量转换067
4.1.3热力循环的热效率068
4.2热力学第二定律的两种表述069
4.2.1开尔文-普朗克说法069
4.2.2克劳修斯说法069
4.2.3两种说法的等价性070
4.3卡诺循环与卡诺定理070
4.3.1卡诺循环070
4.3.2卡诺定理及其推论072
4.4多热源循环073
4.4.1多热源循环的概念073
4.4.2等效卡诺循环074
4.5活塞式发动机理想循环075
4.5.1发动机理想循环的假设条件075
4.5.2定容加热循环-奥托循环075
4.5.3定压加热循环-狄塞尔循环077
4.6喷气式发动机的理想循环078
4.6.1喷气式发动机工作过程概述079
4.6.2喷气式发动机的理想循环——布莱顿循环080
4.6.3布莱顿循环的热效率081
4.6.4布莱顿循环的循环功082
4.6.5布莱顿循环参数的选择083
习题083
第5章气体动力学的基本概念086
5.1连续介质假设与流体微团086
5.1.1连续介质的概念086
5.1.2连续介质中的点和相应参数087
5.2气体运动的描述088
5.2.1气体运动的数学描述方法088
5.2.2气体运动的分类089
5.2.3迹线和流线090
5.2.4气体流动的马赫数091
5.3气体的物理性质092
5.3.1气体的压缩性092
5.3.2气体的黏性093
5.3.3气体的导热性094
5.4黏性流动的边界层094
5.4.1雷诺数094
5.4.2边界层的概念095
5.4.3边界层对流动的影响096
5.5作用于气体上的力097
5.5.1质量力097
5.5.2表面力097
5.6国际标准大气098
5.6.1标准大气的应用范围和用途098
5.6.2标准大气参数的计算098
习题099
第6章一维定常流动基本方程100
6.1连续方程100
6.1.1质量流量与密流101
6.1.2连续方程101
6.2动量方程103
6.2.1动量方程的一般形式103
6.2.2外力的组成103
6.2.3控制体侧壁作用力104
6.2.4冲力104
6.2.5动量方程的应用104
6.3能量方程110
6.3.1能量方程的常用表达式110
6.3.2能量方程的应用110
6.4伯努利方程111
6.4.1伯努利方程的一般形式111
6.4.2伯努利方程的应用112
习题117
第7章滞止参数与气动函数120
7.1声速和马赫数120
7.1.1声速120
7.1.2马赫数122
7.2滞止参数123
7.2.1滞止状态与滞止参数123
7.2.2滞止焓（总焓）124
7.2.3滞止温度（总温）124
7.2.4滞止压力（总压）126
7.2.5滞止密度（总密度）129
7.2.6总参数形式能量方程及应用举例129
7.3临界参数和速度系数132
7.3.1临界状态133
7.3.2临界参数133
7.3.3速度系数134
7.4气体动力学函数135
7.4.1无量纲静总参数比函数135
7.4.2无量纲流量函数136
7.4.3无量纲冲力函数140
7.4.4气体动力学函数表141
7.5亚声速气流参数的测量原理142
7.5.1静压的测量142
7.5.2总压的测量143
7.5.3温度的测量143
7.5.4马赫数的测量143
7.5.5流速的测量143
习题144
第8章膨胀波与激波146
8.1微弱扰动在流场中的传播146
8.1.1微弱扰动在气流中的传播特点146
8.1.2马赫锥与马赫波148
8.2膨胀波149
8.2.1膨胀波的产生149
8.2.2膨胀波前后气流参数关系与计算151
8.3激波154
8.3.1激波现象概述154
8.3.2激波的形成原理154
8.3.3激波的描述157
8.3.4正激波前后气流参数的关系式158
8.3.5斜激波前后气流参数的关系式161
8.3.6激波图线及其应用162
8.4膨胀波、激波的反射与相交168
8.4.1膨胀波在固体壁面上的反射与相交168
8.4.2激波的反射与相交170
8.4.3膨胀波、激波在自由边界上的反射172
8.4.4膨胀波与激波的相交174
习题174
第9章一维定常变截面管流177
9.1概述177
9.1.1影响一维定常管流的主要因素177
9.1.2变截面管流的研究内容179
9.1.3定熵绝能流动的气流参数随管道截面面积的变化规律179
9.2收敛形喷管的流动181
9.2.1收敛形喷管的压力比181
9.2.2收敛形喷管的三种工作状态182
9.2.3收敛形喷管的壅塞状态184
9.2.4收敛形喷管计算举例185
9.3收敛-扩张形喷管（拉瓦尔喷管）中的流动187
9.3.1拉瓦尔喷管的压力比188
9.3.2拉瓦尔喷管的三种工作状态189
9.3.3拉瓦尔喷管工作状态的判断194
9.3.4拉瓦尔喷管气流参数的计算194
9.3.5拉瓦尔喷管计算举例196
9.4斜切口管道中的加速流动201
9.5扩张形管道内的减速流动203
9.6超声速气流在内压式扩压器中的减速流动205
9.6.1内压式扩压器的工作205
9.6.2内压式扩压器的壅塞现象206
9.6.3内压式扩压器的起动方法208
习题210
参考文献213
附录A有关公式的推导214
A.1普朗特-迈耶流动（膨胀波）参数关系公式的推导214
A.1.1普朗特-迈耶方程214
A.1.2普朗特-迈耶方程数值表（空气，γ＝1.4）216
A.1.3普朗特-迈耶方程数值表（燃气，γ＝1.33）218
A.2斜激波前后气流参数关系公式的推导220
A.2.1基本方程220
A.2.2朗金-雨贡纽关系式221
A.2.3普朗特关系式222
A.2.4斜激波前后气流参数的关系式223
A.3一维定常管流气流参数与管道截面积的关系公式推导226
附录B明渠水流模拟超声速流动现象的原理229
B.1实验概述229
B.2实验模拟的原理230
附录C气动函数表与标准大气数值表231
C.1一维等熵气动函数表（空气，γ＝1.4）231
C.2一维等熵气动函数表（燃气，γ＝1.33）238
C.3国际标准大气数值表244
京公网安备 11010102004214号