Fundamentals of Thermal-Fluid Sciences with Student Resource CD pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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☆☆☆☆☆

出版者:McGraw-Hill Science/Engineering/Math

作者:Yunus Cengel

出品人:

页数:1152

译者:

出版时间:2007-6-29

价格:$ 292.39

装帧:Hardcover

isbn号码:9780073327488

丛书系列:

图书标签:

Thermal-Fluid Sciences
Heat Transfer
Fluid Mechanics
Thermodynamics
Engineering
Science
Student Resource
CD-ROM
Fundamentals
Engineering Education

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具体描述

The best-selling "Fundamentals of Thermal-Fluid Sciences" is designed for the non-mechanical engineering student who needs exposure to key concepts in the thermal sciences in order to pass the Fundamentals of Engineering (FE) Exam. The text is made up of Thermodynamics, Heat Transfer and Fluids. Like all the other Cengel texts, it uses a similar pedagogical approach, by using familiar everyday examples followed by theory and analysis.

好的，这是一本假设性的、不包含《Fundamentals of Thermal-Fluid Sciences with Student Resource CD》内容的综合性热流体科学教材的详细简介。 --- 热力学、流体力学与传热学：原理、应用与前沿探索一本面向工程实践与深度理论研究的综合性教材本教材旨在为工程专业学生和研究人员提供一个全面、深入且与现代工程实践紧密结合的热力学、流体力学与传热学（热流体科学）知识体系。本书突破了传统分册讲解的局限，力求在三个核心领域之间建立清晰、有机的联系，强调从微观物理机制到宏观工程应用的完整过渡。全书结构设计遵循“基础概念先行，数学模型构建，工程实例深化，前沿趋势展望”的逻辑主线，确保读者不仅掌握公式和计算方法，更能深刻理解物理现象背后的本质。第一部分：热力学基础与能量转换（Thermodynamics: Principles and Energy Conversion）本部分为后续所有分析奠定坚实的理论基础，重点关注能量、功、热、熵的转化与守恒定律在工程系统中的应用。第一章：热力学第一定律与系统分析深入探讨了系统、控制体、边界的概念，详细阐述了能量形式（内能、焓、动能、势能）的性质。第一定律被严格地应用于定常流和非定常流的控制体分析，特别是对涡轮机、泵、换热器等经典能量转换装置进行能量平衡分析。重点区分了可逆与不可逆过程，为熵的引入做铺垫。第二章：热力学第二定律、熵与过程可行性本章对卡诺循环、热力学第二定律的各种表述（克劳修斯、开尔文-普朗克）进行了严谨的推导和阐释。熵的概念被赋予了深刻的物理意义——系统无序度的量度及不可逆性的指示器。引入了等温、等压、等焓等热力学过程的可用能（Exergy）分析，这是评估系统效率和改进潜力的核心工具。着重讨论了熵产生与不可逆损失在实际工程循环（如朗肯循环、布雷顿循环的实际化改进）中的定量计算。第三章：热力学关系式与相平衡系统性地推导和应用了麦克斯韦关系式，用以连接和简化热力学函数的计算。重点分析了纯组分和多组分系统的相平衡，包括气-液平衡（VLE）和化学平衡。讨论了理想气体和真实气体状态方程（如范德华、Peng-Robinson）的选择与应用，为处理高压或极低温度下的流体性质提供了必要的工具。第四章：热力学在动力与制冷循环中的应用详细分析了蒸汽动力循环（朗肯循环及其再热、回热改进）和气体动力循环（布雷顿循环及其冷端优化）。制冷方面，深入讲解了蒸汽压缩制冷循环、吸收式制冷以及热泵技术，并引入了COP（性能系数）的优化设计思路。第二部分：流体力学：从静力到湍流（Fluid Mechanics: Statics, Transport, and Dynamics）本部分构建了描述流体运动的数学框架，强调了粘性、惯性力与压力的相互作用。第五章：流体静力学与浮力从基本原理出发，推导出静止流体的压力分布规律，并应用于浮力计算和浸没表面的作用力分析。内容涵盖了测压仪表（如皮托管、压力传感器）的工作原理及其在流场测量中的应用。第六章：流体运动学与连续性方程本章侧重于描述流体的运动方式，引入了拉格朗日和欧拉描述方法。拉格朗日守恒定律（如雷诺输运定理）被严格推导，它是连接积分形式和微分形式控制方程的桥梁。详细分析了质量守恒（连续性方程）在不同参考系下的应用。第七章：动量守恒与纳维-斯托克斯方程这是流体力学分析的核心。动量守恒定律（牛顿第二定律的控制体形式）应用于分析管道流动、喷嘴和叶轮上的力。随后，本章将深入推导不可压缩牛顿流体的纳维-斯托克斯（Navier-Stokes, N-S）方程组，并探讨其在特定简化情况下的解析解，如圆管层流（Hagen-Poiseuille流）和平板边界层。第八章：因次分析、相似性与边界层理论因次分析（π定理）被用于系统地简化复杂流体问题的变量，是实验设计和模型缩放的必备工具。边界层理论被引入，用于分析粘性影响下的流动分离现象，重点讨论了平板上的摩擦阻力计算和压力梯度对边界层的影响。第九章：湍流流动与应用鉴于绝大多数工程流动是湍流，本章对湍流的统计特性（均方根、脉动速度）进行介绍。重点讲解了雷诺时均化（RANS）方程，并详细探讨了湍流模型（如 $k-epsilon$ 和 $k-omega$ 模型）的基本概念和适用性，为计算流体力学（CFD）的应用打下基础。第十章：不可压缩流动的应用：管道与开阔水域将前述理论应用于实际工程问题，如沿程和局部水头损失的计算（达西-魏斯巴赫公式的推导与修正）。讨论了管网分析方法以及明渠流动（如谢才方程）的基本原理。第三部分：传热学：机理、建模与增强（Heat Transfer: Mechanisms, Modeling, and Augmentation）本部分专注于能量的有效传递，从微观的分子运动到宏观的系统设计。第十一章：导热基础与稳态传热系统阐述了傅里叶导热定律，并将其应用于一维、二维稳态传热问题的求解。重点分析了复合壁、圆柱壳体的热阻概念，以及散热片（Fin）的设计与效率分析，这是解决实际设备散热问题的关键。第十二章：瞬态导热与半无限体问题处理随时间变化的导热问题，引入了赫兹法和毕奥数（Biot Number）的概念。详细分析了集中容积法（Lumped Capacitance Method）的适用条件和局限性，并讲解了用泊松积分或分离变量法求解非均匀初始条件下的瞬态问题。第十三章：对流传热导论与边界层本章将流体力学和传热学紧密结合。从能量守恒的控制体形式出发，推导了对流边界层方程。引入努塞尔数（Nusselt Number）作为无量纲传热系数的核心指标，并阐述了其与雷诺数、普朗特数（Prandtl Number）的关系。第十四章：强制对流传热分别处理了层流和湍流条件下的强制对流换热。重点介绍了圆管内流动以及平板上流动的经验关联式，并探讨了流体在管束中混合流动时的换热特性。第十五章：自然对流传热分析了浮力驱动的传热现象，引入了格拉晓夫数（Grashof Number）和瑞利数（Rayleigh Number）。通过无量纲分析，确定自然对流换热的模式（层流、湍流）及其换热系数的计算方法，应用于封闭空间和垂直平板的分析。第十六章：辐射传热从黑体辐射定律出发，讨论了波长选择性辐射、灰体与漫反射表面的辐射特性。核心内容包括辐射交换因子（View Factor）的计算几何方法，以及在存在非吸收/非散射介质中多表面之间的净辐射换热分析。第十七章：换热器设计与性能评估将导热、对流和辐射的知识综合应用于换热器分析。详细介绍了对数平均温差（LMTD）法和有效-NTU法，并对并流、逆流以及错流换热器的设计进行了比较和优化分析。第四部分：热流体科学前沿与计算方法（Frontiers and Computational Methods）本部分面向高阶学习者，探讨现代工程中不可或缺的计算工具和新兴领域。第十八章：化学反应热力学与燃烧引入化学平衡的吉布斯自由能概念，分析了燃料的绝热火焰温度和实际燃烧过程中的效率损失。讨论了燃烧过程中的污染物生成与控制的基本热力学限制。第十九章：计算流体力学（CFD）基础全面介绍CFD在热流体分析中的地位。详细讲解了求解N-S方程的有限体积法（FVM）基础，包括对流项和扩散项的离散化处理。强调网格生成、边界条件的设置以及结果后处理的工程意义。第二十章：多相流与相变传热探讨了沸腾（核化、膜状沸腾）和冷凝（膜状、滴状）等相变传热的复杂机制，这些是电力系统和微电子冷却的关键。介绍了简单两相流模型的概念。 --- 本书特色：物理直觉培养：每一章均以清晰的物理图像引导，避免过早陷入复杂的数学推导，先建立“为什么”，再探讨“如何算”。工程连接性：提供了大量来自能源系统、航空航天、暖通空调（HVAC）和微系统冷却的真实案例研究，强化理论与工程实践的联系。统一的符号系统：全书采用国际工程界广泛接受的、统一的符号和单位系统，便于跨学科阅读和后续研究。强调迭代与优化：鼓励读者利用现代工具（如电子表格、商业CFD软件）对设计进行迭代优化，而非仅满足于单个稳态解。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用性是其最大的亮点之一。许多热流科学的教材往往偏重理论推导，使得读者在面对实际工程问题时，感到无从下手。然而，此书在这方面做得相当出色。它在每一章节末尾都精心设置了“工程应用实例”部分。我记得有一次为了设计一个高效的热交换器，我对流体阻力和换热系数的计算感到困惑，翻阅此书时，书中关于管束换热器和壳管式换热器的详细设计流程和经验公式的讨论，提供了直接可用的工具。它不仅仅是告诉你“应该怎么算”，更重要的是解释了“为什么这样算更合理”，这种对物理背景的强调，培养了一种工程师的直觉。此外，书中对实验数据的处理和不确定性分析的介绍也相当到位，这在现代工程设计中是不可或缺的一环。这本书真正做到了理论指导实践，将抽象的物理定律转化为解决实际问题的利器。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构组织体现了一种高度的逻辑性和一致性，阅读起来有一种“水到渠成”的流畅感。它没有采用那种将热力学、流体力学、传热学完全割裂开来的传统模式。相反，作者巧妙地在流体力学部分引入了能量方程的初步概念，并在热力学回顾中强调了熵产生的微观本质，这些都为后续的传热学章节打下了坚实的基础。这种跨学科的有机整合，非常贴合真实世界中热流问题的多物理场耦合特性。我特别喜欢它对“无量纲化”的强调，书中反复出现的雷诺数、努塞尔数、普朗特数等，不仅仅是章节中的特定公式，而是贯穿始终的分析工具，帮助我们识别不同尺度和不同物理机制下的相似性与主导因素。这种全局性的视角，极大地提升了对复杂系统分析的效率。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书的阅读体验并非一帆风顺，它对读者的数学基础提出了相当高的要求，但这种挑战性恰恰是其价值所在。对于那些习惯于浅尝辄止的学习者来说，某些章节可能会显得有些吃力，特别是涉及到微积分和线性代数在偏微分方程求解中的应用时。然而，一旦你咬紧牙关，攻克了这些数学障碍，你会发现自己对底层物理机制的理解达到了一个全新的高度。作者在处理复杂数学模型时，总是会穿插解释这些数学项对应于实际物理过程中的哪一部分——是惯性项、粘性项，还是热传导项？这种“物理意义优先”的阐述方式，避免了数学推导沦为空洞的符号游戏。这种深度，使得这本书不仅仅是一本教科书，更像是一部引导读者深入探究科学本质的深度指南，迫使你真正去思考而非仅仅记忆公式。

评分☆☆☆☆☆

从资源配置的角度来看，这本书附带的那些附加材料（我指的是那些通常放在配套光盘或在线资源中的内容）确实为自学者提供了极大的便利。我指的是那些丰富的案例库和模拟程序指导。例如，书中提供的关于有限体积法（FVM）求解简化形式的CFD（计算流体力学）入门指导，比市场上许多纯粹的CFD教材更易于上手，因为它直接基于本书前面章节推导出的基本方程。这些资源不仅仅是简单的习题集，它们更像是搭建了一个虚拟的实验室，让读者能够亲手“操纵”物理参数，观察宏观现象的剧烈变化。这种互动式的学习体验，极大地巩固了理论知识的掌握程度，避免了读者在纸面学习中常见的“纸上谈兵”的困境。这套资源的完整性，使得这本书成为一个相对自洽的学习体系。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计着实吸引人，那种深邃的蓝色调配上精准的工程图示，立刻让人联想到严谨的科学殿堂。初次翻开，我最直观的感受是内容的广度和深度。它不像某些入门教材那样只停留在概念的表面，而是深入到热力学、流体力学、传热学这三大支柱学科的核心原理。我特别欣赏作者处理复杂问题时所采用的“分层解析”法。比如在讲解边界层理论时，它没有一开始就抛出 Navier-Stokes 方程的完整形式，而是从更直观的动量守恒概念入手，逐步引入粘性效应，这种循序渐进的教学方法极大地降低了理解的门槛，使得即便是初次接触这些高等概念的学生也能构建起清晰的知识框架。书中的插图和图表质量非常高，它们不仅仅是装饰，更是理解物理图像的关键媒介。那些关于流线可视化和等温线分布的剖析图，清晰地揭示了能量和动量是如何在系统中传递的，远胜于干巴巴的文字描述。

评分☆☆☆☆☆