2014注册公用设备工程师考试专业基础课精讲精练：暖通空调及动力专业

　　内容分为公共基础和专业基础两部分。本书紧扣专业基础部分考试大纲，由北京建筑大学有相关课程教学和实践经验丰富的教师编写，具有较强的指导性和实用性。本书包括工程热力学、传热学、工程流体力学及泵与风机、自动控制、热工测试技术和机械基础六章内容，并附有相应的复习题及答案与提示，以提高考生复习备考的效率。在书的最后，还附两套模拟试题，以帮助考生检验复习效果。本书适用于参加2014年度公用设备（暖通空调及动力专业）工程师执业资格考试专业基础课的人员。

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前言
第1章工程热力学1
考试大纲1
1?1基本概念1
1?1?1热力学系统1
1?1?2状态2
1?1?3平衡（平衡状态）2
1?1?4状态参数2
1?1?5状态公理2
1?1?6状态方程式2
1?1?7热力参数及坐标图2
1?1?8功和热量3
1?1?9热力过程3
1?1?10热力循环3
1?1?11单位制4
1?2准静态过程、可逆过程与不可逆过程4
1?2?1准静态过程4
1?2?2可逆过程与不可逆过程5
1?3热力学第一定律5
1?3?1热力学第一定律的实质5
1?3?2内能5
1?3?3焓5
1?3?4热力学第一定律在闭口系统和开口系统的表达式6
1?3?5系统的储存能6
1?3?6稳定流动能量方程及其应用8
1?4气体性质9
1?4?1理想气体模型及其状态方程9
1?4?2实际气体模型及其状态方程10
1?4?3压缩因子10
1?4?4临界参数10
1?4?5对比态定律11
1?4?6理想气体的比热容、内能及焓11
1?4?7混合气体12
1?5理想气体基本热力过程及气体压缩13
1?5?1定压、定容、定温和定熵过程13
1?5?2多变过程14
1?5?3压气机的压缩轴功16
1?5?4余隙18
1?5?5多级压缩及中间冷却18
1?6热力学第二定律19
1?6?1热力学第二定律的实质及表述19
1?6?2卡诺循环和卡诺定理19
1?6?3熵21
1?6?4孤立系统熵增原理21
1?7水蒸气和湿空气23
1?7?1蒸发、冷凝、沸腾和汽化23
1?7?2水蒸气的定压发生过程24
1?7?3水蒸气图表25
1?7?4水蒸气的基本热力过程26
1?7?5湿空气的性质26
1?7?6湿空气的焓湿图28
1?7?7湿空气的基本热力过程29
1?8气体和蒸汽的流动30
1?8?1稳定流动基本方程30
1?8?2定熵流动的基本特性31
1?8?3喷管中流速及流量计算32
1?8?4绝热节流33
1?9动力循环34
1?9?1蒸汽动力基本循环——朗肯循环(Rankine Cycle)34
1?9?2回热、再热循环35
1?9?3热电循环36
1?9?4内燃机循环36
1?10制冷循环37
1?10?1空气压缩制冷循环38
1?10?2蒸汽压缩制冷循环39
1?10?3吸收式制冷循环40
1?10?4热泵41
1?10?5气体的液化42
复习题42
复习题答案与提示47
第2章传热学52
考试大纲52
2?1导热理论基础52
2?1?1导热基本概念52
2?1?2傅里叶定律53
2?1?3导热系数53
2?1?4导热微分方程54
2?1?5导热过程的单值性条件55
2?1?6小结56
2?2稳态导热56
2?2?1通过平壁的导热56
2?2?2通过圆筒壁的导热58
2?2?3临界热绝缘直径59
2?2?4通过肋壁的导热59
2?2?5通过接触面的导热60
2?2?6二维稳态导热问题61
2?2?7小结61
2?3非稳态导热61
2?3?1非稳态导热的特点61
2?3?2对流换热边界条件下非稳态导热61
2?3?3常热流密度边界条件下非稳态导热63
2?3?4小结64
2?4导热问题数值解64
2?4?1有限差分法原理64
2?4?2建立离散方程的方法64
2?4?3稳态导热问题的数值计算65
2?4?4非稳态导热问题的数值计算66
2?4?5小结68
2?5对流换热分析68
2?5?1影响对流换热的一般因素68
2?5?2对流换热过程微分方程式69
2?5?3对流换热微分方程组69
2?5?4流动边界层和热边界层69
2?5?5边界层换热微分方程组及其求解70
2?5?6边界层换热积分方程组及其求解71
2?5?7动量传热和热量传递的类比72
2?5?8外掠平板紊流换热72
2?5?9对流换热无量纲准则及其意义72
2?5?10相似理论基础73
2?5?11小结74
2?6单相流体对流换热及准则关系式75
2?6?1管内受迫流动对流换热75
2?6?2管内受迫对流换热计算76
2?6?3外掠圆管流动换热77
2?6?4自然对流换热78
2?6?5自然对流与受迫对流并存的混合对流换热79
2?6?6小结79
2?7凝结与沸腾换热80
2?7?1凝结换热80
2?7?2沸腾换热80
2?7?3小结82
2?8热辐射的基本定律82
2?8?1热辐射基本概念82
2?8?2普朗克定律83
2?8?3斯蒂芬?玻耳兹曼定律83
2?8?4兰贝特余弦定律83
2?8?5基尔霍夫定律84
2?8?6小结84
2?9辐射换热计算85
2?9?1角系数85
2?9?2黑表面间的辐射换热85
2?9?3灰表面间的辐射换热86
2?9?4气体辐射88
2?9?5气体与外壳间的辐射换热89
2?9?6太阳辐射89
2?9?7小结90
2?10传热与换热器90
2?10?1通过肋壁的传热90
2?10?2复合换热时的传热计算91
2?10?3传热的增强与削弱91
2?10?4平均温度差92
2?10?5换热器计算93
2?10?6小结94
复习题95
复习题答案与提示105
第3章工程流体力学及泵与风机115
考试大纲115
3?1流体动力学基础115
3?1?1描述流体运动的两种方法115
3?1?2恒定流动和非恒定流动116
3?1?3恒定元流能量方程116
3?1?4恒定总流能量方程118
3?2相似性原理和因次分析120
3?2?1力学相似120
3?2?2相似准数121
3?2?3因次分析法122
3?2?4模型实验124
3?3流动阻力和能量损失125
3?3?1流动阻力和能量损失的分类125
3?3?2层流和紊流现象126
3?3?3均匀流方程127
3?3?4圆管中的层流127
3?3?5紊流运动128
3?3?6沿程阻力的计算129
3?3?7非圆管的沿程损失130
3?3?8局部水头损失131
3?3?9减少阻力的措施132
3?4管路计算132
3?4?1简单管路的计算132
3?4?2串联管路的计算134
3?4?3并联管路的计算135
3?5特定流动分析136
3?5?1势函数和流函数概念136
3?5?2几种简单的平面无旋流动137
3?5?3圆柱形测速管原理137
3?5?4紊流射流的一般特性139
3?5?5特殊射流141
3?6气体动力学基础142
3?6?1理想气体一元恒定流动的运动方程142
3?6?2声速、滞止参数、马赫数143
3?6?3气体速度与断面的关系144
3?7泵与风机145
3?7?1泵与风机的性能曲线145
3?7?2管路性能曲线及工作点146
3?7?3泵或风机的联合运行148
3?7?4离心式泵或风机的工况调节149
3?7?5泵的气蚀与安装高度149
3?7?6泵或风机的选择151
复习题151
复习题答案与提示163
第4章自动控制172
考试大纲172
4?1自动控制与自动控制系统的一般概念172
4?1?1控制工程的基本含义172
4?1?2信息的传递172
4?1?3反馈及反馈控制173
4?1?4开环及闭环控制系统的构成174
4?1?5控制系统的分类及基本要求177
4?2控制系统的数学模型179
4?2?1控制系统各环节的特性179
4?2?2控制系统微分方程的拟定与求解184
4?2?3拉普拉斯变换与反变换185
4?2?4传递函数及其框图189
4?3线性系统的分析与设计196
4?3?1基本调节规律及实现方法196
4?3?2控制系统的一阶瞬态响应201
4?3?3二阶瞬态响应202
4?3?4频率特性基本概念205
4?3?5频率特性表示方法207
4?3?6调节器的特性对调节质量的影响219
4?3?7二阶系统的设计方法221
4?4控制系统的稳定性与对象的调节性能224
4?4?1稳定性基本概念224
4?4?2稳定性与特征方程根的关系225
4?4?3代数稳定判据225
4?4?4对象的调节性能指标227
4?5控制系统的误差分析227
4?5?1误差及稳态误差227
4?5?2系统类型及误差度228
4?5?3静态（稳态）误差系数228
4?6控制系统的综合和校正231
4?6?1校正的概念 231
4?6?2串联校正装置的形式及其特性232
4?6?3继电器调节系统（非线性系统）及校正236
复习题244
复习题答案与提示257
第5章热工测试技术269
考试大纲269
5?1测量技术的基本知识269
5?1?1测量269
5?1?2测量精度与测量误差270
5?1?3常见测量方法272
5?1?4仪表的测量范围与测量精度273
5?1?5仪表的稳定性273
5?1?6静态特性和动态特性274
5?1?7传感器275
5?1?8传输通道275
5?1?9变换器275
5?2温度的测量275
5?2?1温度与温标275
5?2?2热电材料277
5?2?3热电效应测温原理278
5?2?4膨胀效应测温原理及其应用279
5?2?5热电回路性质及理论279
5?2?6热电偶结构及使用方法280
5?2?7热电阻测温原理及常用材料、常用组件的使用方法280
5?2?8辐射温度计281
5?2?9温度变送器283
5?2?10测温布置技术284
5?3湿度的测量284
5?3?1干湿球温度计测量原理284
5?3?2干湿球温度电学测量和信号传送传感285
5?3?3露点仪285
5?3?4露点仪测湿布置技术287
5?4压力的测量287
5?4?1压力计287
5?4?2压力传感器289
5?4?3压力仪表的选用和安装290
5?5流速的测量291
5?5?1流速测量原理291
5?5?2机械风速仪的测量及结构291
5?5?3热线风速仪的测量原理及结构292
5?5?4L形动压管(毕托管)292
5?5?5测速仪293
5?5?6流速测量布置技术293
5?6流量的测量294
5?6?1节流法和容积法测流量294
5?6?2流量计295
5?6?3流量测量的布置技术299
5?7液位的测量300
5?7?1常见测液位方法300
5?7?2液位测量的布置及误差消除方法300
5?8热流量的测量301
5?8?1热流计的分类301
5?8?2热流计的布置及使用301
5?9误差与数据处理301
5?9?1误差函数的分布规律302
5?9?2直接测量的平均值、方差、标准误差、有效数字和测量结果表达302
5?9?3测量结果表达304
5?9?4间接测量最优值、标准误差、误差传播理论、微小误差原则、误差分配304
5?9?5组合测量原理306
5?9?6最小二乘法原理306
5?9?7经验公式法307
5?9?8相关系数307
5?9?9回归分析307
5?9?10显著性检验及分析307
5?9?11过失误差处理307
5?9?12系统误差处理方法及消除方法308
5?9?13误差的合成定律308
复习题309
复习题答案与提示316
第6章机械基础319
考试大纲319
6?1概述319
6?1?1机械设计的一般原则和程序319
6?1?2机械零件的设计准则322
6?1?3许用应力和安全系数323
6?2平面机构的自由度325
6?2?1运动副及其分类326
6?2?2平面机构运动简图326
6?2?3具有确定运动的条件及平面机构自由度328
6?3平面连杆机构330
6?3?1铰链四杆机构的基本形式和特性330
6?3?2曲柄存在的条件330
6?3?3铰链四杆机构的演化331
6?4凸轮机构333
6?4?1凸轮机构的应用和类型334
6?4?2从动件的基本运动规律335
6?4?3直动从动件盘形凸轮机构的轮廓曲线的绘制336
6?5螺纹连接339
6?5?1螺纹的常用类型和主要参数339
6?5?2螺旋副的受力分析、效率和自锁340
6?5?3螺纹连接的基本类型341
6?5?4螺纹连接的强度计算342
6?5?5螺纹连接设计时应注意的问题343
6?6带传动344
6?6?1带传动的工作情况分析344
6?6?2普通V带传动的主要参数和选择计算346
6?6?3带轮的材料和结构351
6?6?4带传动的张紧与维护352
6?7齿轮机构352
6?7?1齿轮机构的特点与类型353
6?7?2直齿圆柱齿轮各部分名称和尺寸353
6?7?3渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件和连续传动条件354
6?7?4齿轮的失效355
6?7?5直齿圆柱齿轮的强度计算356
6?7?6斜齿圆柱齿轮传动及其受力分析360
6?7?7齿轮的结构360
6?7?8蜗杆传动361
6?8轮系363
6?8?1定轴轮系及其传动比363
6?8?2周转轮系及其传动比364
6?9轴365
6?9?1轴的分类365
6?9?2轴的材料366
6?9?3轴的结构366
6?9?4轴的计算367
6?9?5轴毂连接类型369
6?10滚动轴承371
6?10?1滚动轴承的分类372
6?10?2滚动轴承的代号374
6?10?3滚动轴承的选择计算375
复习题377
复习题答案与提示385
模拟试题（一）391
模拟试题（一）答案396
模拟试题（二）399
模拟试题（二）答案406
参考文献411