Теплотехника

Введение 3 Глава 1. ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ 6 1.1. Термодинамическая система и термодинамический процесс 6 1.2. Термодинамические процессы 9 1.3. Параметры состояния 11 1.4. Идеальный газ 14 1.5. Газовые смеси. Закон Дальтона 17 1.6. Внутренняя энергия 18 1.7. Теплота и работа 19 1.8. Удельная теплоемкость 21 Контрольные вопросы 22 Глава 2. ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ 23 2.1. Закон сохранения и превращения энергии 23 2.2. Энтальпия 24 Контрольные вопросы 25 Глава 3. ОСНОВНЫЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ПАРАМЕТРЫ СОСТОЯНИЯ 26 3.1. Термодинамические процессы и параметры состояния 26 3.2. Изобарный процесс 26 3.3. Изохорный процесс 28 3.4. Изотермический процесс 30 3.5. Адиабатный процесс 31 3.6. Политропный процесс 32 Контрольные вопросы 35 Глава 4. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ВОДЯНОГО ПАРА 36 4.1. Основные понятия и определения 36 4.2. р, υ-диаграмма водяного пара 37 4.3. T, s-диаграмма водяного пара 39 4.4. i, s-диаграмма водяного пара 40 4.5. Термодинамический процесс получения водяного пара 41 4.6. Термодинамические процессы водяного пара 44 Контрольные вопросы 47 Глава 5. ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ 48 5.1. Обратимые и необратимые процессы 48 5.2. Круговые термодинамические процессы (циклы) 48 5.3. Термический КПД и холодильный коэффициент циклов 49 5.4. Прямой обратимый цикл Карно 51 5.5. Обратный обратимый цикл Карно 54 5.6. Математическое выражение второго закона термодинамики 55 5.7. Изменение энтропии в обратимых и необратимых процессах 57 Контрольные вопросы 59 Глава 6. ТЕРМОДИНАМИКА ГАЗОВЫХ ТЕПЛОСИЛОВЫХ УСТАНОВОК 60 6.1. Действительные и идеальные циклы тепловых двигателей 60 6.2. Циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) 60 6.3. Циклы ДВС с подводом теплоты при постоянном объеме (цикл Отто) 62 6.4. Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) 65 6.5. Цикл ДВС со смешанным подводом теплоты (цикл Тринклера) 67 6.6. Сравнение циклов поршневых двигателей внутреннего сгорания 69 6.7. Цикл двигателя Стирлинга 70 6.8. Циклы газотурбинных установок 72 6.9. Циклы реактивных двигателей 85 6.10. Термодинамический цикл жидкостного ракетного двигателя 89 6.11. Цикл магнитогидродинамического генератора 91 Контрольные вопросы 97 Глава 7. ТЕРМОДИНАМИКА ПАРОВЫХ ТЕПЛОСИЛОВЫХ УСТАНОВОК 98 7.1. Паровые теплосиловые установки с циклом Карно 98 7.2. Цикл Ренкина 102 7.3. Теплофикационные циклы 105 7.4. Атомные теплосиловые установки 107 Контрольные вопросы 109 Глава 8. ТЕРМОДИНАМИКА ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК 110 8.1. Общие понятия и определения 110 8.2. Цикл воздушной холодильной установки 111 8.3. Цикл парокомпрессионной холодильной установки 116 8.4. Цикл пароэжекторной холодильной установки 119 Контрольные вопросы 121 Глава 9. ТЕРМОДИНАМИКА ПРОЦЕССОВ ТЕЧЕНИЯ ГАЗОВ И ЖИДКОСТЕЙ 122 9.1. Первый закон термодинамики для потока 122 9.2. Сжатие газа в компрессоре 125 9.3. Уравнение адиабатного течения 133 9.4. Истечение газов из сопел 133 9.5. Дросселирование газа и пара 136 Контрольные вопросы 140 Глава 10. КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН 141 10.1. Общие сведения 141 10.2. Пограничный слой 141 10.3. Факторы, влияющие на интенсивность теплоотдачи 143 10.4. Формула Ньютона 145 10.5. Дифференциальные уравнения конвективного теплообмена 145 10.6. Конвективный теплообмен при вынужденном внешнем обтекании тел 146 10.7. Особенности теплообмена при движении газа с большой скоростью 154 10.8. Конвективный теплообмен при свободном движении теплоносителя в неограниченном пространстве 157 Контрольные вопросы 160 Глава 11. ПЕРЕНОС ТЕПЛОТЫ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬЮ 161 11.1. Общая характеристика процессов теплопроводности 161 11.2. Закон Фурье 162 11.3. Дифференциальное уравнение теплопроводности 163 11.4. Теплопроводность на стационарном режиме. Теплопроводность плоской стенки 164 11.5. Контактное тепловое сопротивление 168 Контрольные вопросы 169 Глава 12. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПОДОБИЯ 170 12.1. Основные понятия теории подобия 170 12.2. Первая теорема подобия. Критерии подобия 171 12.3. Вторая теорема подобия. Уравнения подобия 172 12.4. Выделение главных определяющих критериев подобия. Явление автомодельности 173 12.5. Моделирование физических явлений 174 Контрольные вопросы 175 Глава 13. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕПЛООБМЕНА ИЗЛУЧЕНИЕМ 176 13.1. Основные понятия и определения 176 13.2. Основные законы 178 13.3. Теплообмен излучением между телами, разделенными прозрачной средой 182 13.4. Влияние экранов на теплообмен излучением 185 13.5. Особенности излучения газов и пламени 187 Контрольные вопросы 189 Литература 190