Термодинамика и газодинамика. 2-е изд.

РАЗДЕЛ 1. ТЕРМОДИНАМИКА 7 ВВЕДЕНИЕ В ТЕРМОДИНАМИКУ И ГАЗОДИНАМИКУ. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕРМОДИНАМИКИ И ГАЗОДИНАМИКИ 7 1.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 11 1.1.1. Термодинамическая система 11 1.1.2. Термические параметры состояния. Уравнение состояния 13 1.1.3. Смеси идеальных газов 15 1.1.4. Работа и теплота в термодинамическом процессе. Теплоемкость 18 1.1.5. Калорические параметры состояния 23 Примеры решения задач по разделу 24 Контрольные вопросы 26 1.2. ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ И АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ГАЗАХ И ПАРАХ 28 1.2.1. Первый закон термодинамики 28 1.2.2. Анализ основных термодинамических процессов идеального газа 30 1.2.3. Общие свойства реальных газов 36 1.2.4. Свойства и процессы водяного пара 38 1.2.5. Влажный воздух 43 Примеры решения задач по разделу 45 Контрольные вопросы 50 1.3. ОСОБЕННОСТИ ТЕРМОДИНАМИКИ ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ 52 1.3.1. Уравнение первого закона термодинамики для потока 52 1.3.2. Истечение газов и паров 55 1.3.3. Дросселирование газов и паров 64 Примеры решения задач по разделу 66 Контрольные вопросы 68 1.4. ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ И АНАЛИЗ КРУГОВЫХ ПРОЦЕССОВ 70 1.4.1. Сущность и формулировки второго закона термодинамики 70 1.4.2. Цикл Карно 72 1.4.3. Математическое выражение второго закона термодинамики 75 1.4.4. Работоспособность (эксергия) 77 Примеры решения задач по разделу 78 Контрольные вопросы 80 1.5. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ 82 1.5.1. Основные положения теплопроводности 82 1.5.2. Закон Фурье 83 1.5.3. Дифференциальное уравнение теплопроводности 84 1.5.4. Краевые условия 87 Примеры решения задач по разделу 88 Контрольные вопросы 89 1.6. РЕЖИМЫ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ 90 1.6.1. Теплопроводность при стационарном режиме и граничных условиях первого рода 90 1.6.2. Теплопроводность при стационарном режиме и граничных условиях третьего рода (теплопередача) 95 1.6.3. Теплопроводность при нестационарном режиме 101 Примеры решения задач по разделу 105 Контрольные вопросы 108 1.7. КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН 109 1.7.1. Основные понятия и определения 109 1.7.2. Дифференциальные уравнения конвективного теплообмена 111 1.7.3. Основы теории подобия 112 1.7.4. Моделирование 114 1.7.5. Теплоотдача при вынужденном движении теплоносителя 115 Примеры решения задач по разделу 120 Контрольные вопросы 124 РАЗДЕЛ 2. ГАЗОДИНАМИКА 126 2.1. ОСНОВЫ АЭРОДИНАМИКИ 126 2.1.1. Уравнение неразрывности 126 2.1.2. Уравнение энергии 127 2.1.3. Уравнение количества движения 129 2.1.4. Уравнение движения 130 2.1.5. Уравнение моментов количества движения 133 Примеры решения задач по разделу 134 Контрольные вопросы 138 2.2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ 139 2.2.1. Пограничный слой 139 2.2.2. Уравнения пограничного слоя для течения вдоль плоской пластины 140 2.2.3. Примеры решения уравнений ламинарного пограничного слоя 142 Примеры решения задач по разделу 143 Контрольные вопросы 145 2.3. ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ТЕЧЕНИЯ НЕСЖИМАЕМОЙ ЖИДКОСТИ 146 2.3.1. Плоскопараллельные потоки 150 2.3.2. Источник и сток 152 2.3.3. Плоский вихрь 153 2.3.4. Вихреисточник (вихресток) 156 2.3.5. Диполь 158 Примеры решения задач по разделу 160 Контрольные вопросы 162 2.4. ОБТЕКАНИЕ ТЕЛ ПОТЕНЦИАЛЬНЫМ ПОТОКОМ 163 2.4.1. Бесциркуляционное обтекание круглого цилиндра прямолинейным потоком 163 2.4.2. Обтекание круглого цилиндра с циркуляцией 168 2.4.3. Аэродинамическая сила и аэродинамический момент 170 2.4.4. Скорость витания и скорость трогания 173 2.4.5. Подъемная сила 175 2.4.6. Теорема Жуковского о подъемной силе для решетки профилей 179 Примеры решения задач по разделу 184 Контрольные вопросы 185 2.5. ДВИЖЕНИЕ ГАЗА В КАНАЛАХ 186 2.5.1. Ламинарное и турбулентное движение 186 2.5.2. Расчет падения давления при движении воздухав каналах некруглого сечения 189 2.5.3. Течение в каналах переменного сечения с изменением направления потоков 191 2.5.4. Аэродинамический расчет разветвленных сетей воздуховодов 194 2.5.5. Воздуховоды и фасонные части 196 2.5.6. Особенности расчета сетей пневмотранспорта 197 Примеры решения задач по разделу 198 Контрольные вопросы 199 2.6. АЭРОДИНАМИКА СТРУЙ И ВСАСЫВАЮЩИХ ФАКЕЛОВ 200 2.6.1. Классификация струй 201 2.6.2. Свободные изотермические струи 203 2.6.3. Неизотермические струи 213 2.6.4. Конвективные струи 217 2.6.5. Всасывающие факелы 220 Примеры решения задач по разделу 222 Контрольные вопросы 224 2.7. АЭРОДИНАМИКА ЗДАНИЙ 225 2.7.1. Обтекание здания воздушным потоком. Распределение давлений на поверхности зданий 225 2.7.2. Аэродинамические коэффициенты 228 2.7.3. Расход воздуха, проходящего через отверстия. Определение давлений на наружной поверхности ограждений 230 2.7.4. Аэрация зданий 233 2.7.5. Конструктивное оформление аэрационных устройств 238 2.7.6. Неорганизованный воздухообмен 240 2.7.7. Воздушные завесы 240 2.7.8. Обеспечение чистоты атмосферного воздуха 246 2.7.9. Расчет рассеивания в атмосфере вредных веществ из низких источников 248 Примеры решения задач по разделу 251 Контрольные вопросы 248 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 264 ЛИТЕРАТУРА 266