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第1章 熵与？1

1.1熵1

1.1.1可用能（？）2

1.1.2系统与环境的相互作用4

1.1.3熵的宏观物理意义7

1.1.4熵分析在传热问题中的应用8

1.2 ？9

1.2.1引入新物理量——？的原因9

1.2.2？的引入10

1.2.3？耗散与？平衡方程13

1.2.4？的宏观物理意义14

1.2.5？耗散的物理意义16

1.2.6？与热质势能19

1.3线性输运过程的最小作用量原理20

1.3.1最小作用量原理20

1.3.2昂萨格的最小能量耗散原理21

1.3.3线性输运过程的最小作用量原理22

1.3.4导热过程的最小作用量原理22

1.4小结24

参考文献25

第2章 导热过程的最小？耗散热阻原理及其应用27

2.1含有内热源的导热过程的？平衡方程27

2.2导热过程的最小？耗散热阻原理29

2.3体点散热问题的优化31

2.3.1体点散热问题及其？耗散优化准则31

2.3.2双出口温度、热导率连续变化的体点问题热导率的优化布局33

2.3.3高热导率材料为常数的体点导热优化45

2.3.4非均匀内热源区域的高热导率材料分布的优化49

2.3.5构型结构尺寸的？耗散优化51

2.3.6构型方法与最小？耗散原理比较53

2.4最小？耗散热阻原理的应用54

2.4.1平板太阳能集热器的结构优化设计54

2.4.2多孔隔热材料的结构优化设计63

2.5小结75

参考文献76

第3章 对流换热的最小？耗散热阻原理及其应用78

3.1对流换热的最小熵产原理78

3.2对流换热的？耗散极值原理和最小？耗散热阻原理81

3.3对流换热优化的场协同方程85

3.4基于最小传热熵产的对流换热优化的欧拉方程87

3.5最小？耗散热阻与最小传热熵产的优化结果对比88

3.6湍流换热优化的场协同方程96

3.7小结101

参考文献101

第4章 换热器的最小？耗散热阻原理104

4.1现有的换热器性能分析方法简介104

4.1.1对数平均温差法104

4.1.2效能-传热单元数法105

4.1.3效率分析法106

4.1.4熵产分析法107

4.2换热器的温差场均匀性原则109

4.3两股流换热器的？耗散热阻分析112

4.3.1两股流换热器的？耗散与熵产分析112

4.3.2换热器的最小？耗散热阻原理与温差场均匀性原则120

4.3.3不同换热器的？耗散热阻表达式123

4.4三股流换热器的？分析125

4.4.1布局对换热热流、传热温差、？耗散、？耗散热阻和熵产的影响125

4.4.2三股流换热器的场协同分析129

4.5小结132

参考文献132

第5章 含有相变和物性变化的传热过程的？分析134

5.1含有相变的传热过程的？平衡方程134

5.1.1含有气化相变传热的开口系？平衡方程134

5.1.2含有相变过程的焓？计算137

5.1.3非稳态固液相变换热的？平衡方程139

5.2含有相变过程的换热器的？分析141

5.2.1相变流体出口为两相141

5.2.2相变流体出口为气态144

5.2.3相变储热换热网络的？优化148

5.3变物性传热过程的？分析153

5.3.1变物性传热过程的？平衡方程154

5.3.2变物性条件下物体的？及？变化的计算157

5.3.3两个变热物性物体在热平衡过程中？的变化158

5.3.4变物性传热过程的？优化分析160

5.4小结165

参考文献165

第6章 ？在换热系统中的应用167

6.1换热系统性能优化研究简介167

6.1.1夹点法167

6.1.2基于？分析的优化方法168

6.1.3最小熵产优化方法169

6.2换热系统整体性能分析的？平衡方程法170

6.3基于？分析的典型换热系统的性能优化175

6.3.1航天器热管理系统的整体性能优化175

6.3.2中央空调冷冻水系统的整体性能优化183

6.3.3集中供热系统的整体性能优化195

6.4基于？耗散热阻的换热器热路图208

6.5常物性换热系统的热路图210

6.5.1流体多回路换热系统的热路图210

6.5.2单侧流体并联的换热器网络的热路图212

6.5.3单侧流体串联的换热器网络的热路图214

6.6基于热路图的集中供热系统的性能整体优化217

6.6.1集中供热网络的热路图217

6.6.2集中供热系统的约束方程构建218

6.6.3优化结果与讨论221

6.7 ？理论在换热系统与换热过程分析和优化中的联系与区别223

6.8小结224

参考文献224

第7章 ？在热力系统中的应用226

7.1气体压缩制冷系统的性能优化226

7.1.1气体压缩制冷循环优化的常规思路227

7.1.2气体压缩制冷系统的？分析思路229

7.1.3可逆非等熵压缩/膨胀的气体压缩制冷循环233

7.1.4不可逆绝热压缩/膨胀的气体压缩制冷循环237

7.2回热式气体压缩制冷系统性能整体优化239

7.2.1传热过程分析240

7.2.2热力过程分析241

7.2.3优化问题的数学模型及求解242

7.2.4优化结果及分析243

7.3蒸汽压缩制冷系统的性能优化245

7.3.1冷凝器中的传热过程分析246

7.3.2蒸发器中的传热过程分析249

7.3.3热功转换过程分析251

7.3.4传热过程与热功转换过程整体分析251

7.3.5优化结果及讨论252

7.4小结257

参考文献258

第8章 辐射传热的？分析259

8.1热辐射？流的定义259

8.2辐射换热？流平衡方程与辐射换热？耗散函数261

8.2.1等温漫射灰体表面组成的封闭空腔辐射传热系统261

8.2.2非等温漫射灰体表面组成的封闭空腔内的辐射传热265

8.2.3非灰体漫射表面组成的封闭空腔的辐射传热266

8.3辐射？函数极小值原理267

8.3.1热势表述的辐射？函数极小值原理268

8.3.2热流表述的辐射？函数极小值原理270

8.3.3两种表述之间的关系273

8.4辐射？耗散极值原理与最小辐射热阻原理274

8.4.1辐射？耗散极值原理274

8.4.2最小辐射热阻原理277

8.5辐射？耗散极值原理与最小熵产原理的对比277

8.6辐射？耗散极值原理的应用280

8.6.1三块无限大平行平板之间的辐射传热优化281

8.6.2辐射？耗散极值与温度场均匀化设计283

8.6.3光谱辐射？耗散极值原理的应用287

8.7对辐射传热？原理的认识与讨论289

8.7.1理论分析289

8.7.2两种辐射？流的定义在优化应用中的比较292

8.8小结294

参考文献295

附录A 单原子气体？的微观表述296

A.1？的微观表达式296

A.2热平衡过程中系统微观状态数、熵和？的变化299

参考文献303

附录B 热力学循环的？分析304

B.1热量？与功？的定义304

B.2卡诺循环的？分析305

B.2.1卡诺循环的？平衡问题305

B.2.2热功转换对？的影响308

B.3热力学可逆循环的？分析308

B.3.1一般的热力学循环的？平衡方程308

B.3.2热量？与功？的不同点309

B.3.3多热源热功转换系统的？分析312

B.3.4内可逆热力学循环的？分析314

B.4 ？损失及其在闭口系统中的应用318

B.4.1 ？损失的定义及其构成分析318

B.4.2闭口系统的？分析320

B.5最大？损失原理的应用323

B.5.1高温烟气加热的热力循环作功系统323

B.5.2朗肯循环的？优化分析332

B.6熵产与？的对比341

B.6.1热力学系统的熵产分析341

B.6.2热功转换过程的熵产分析与？分析对比342

B.7小结344

参考文献344