Оглавление
3
ВВЕДЕНИЕ 3
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕРМОДИНАМИКИ 4
1.1. Предмет термодинамики 4
1.2. Термодинамическая система 4
1.3. Термические параметры состояния 5
1.4. Уравнение состояния 5
1.5. Расчет термических параметров газовых смесей 6
1.6. Термодинамический процесс 8
1.7. Методические указания. Вопросы и задачи 9
1.8. Ответы 10
2. ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ 10
2.1. Внутренняя энергия 10
2.2. Работа изменения объема 11
2.3. Внешняя работа 11
2.4. Математическое выражение первого закона термодинамики 12
2.5. Теплоемкость газов 13
2.6. Методические указания. Вопросы и задачи 15
2.7. Ответы 17
3. ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ 17
3.1. Формулировки и математическое выражение второго закона термодинамики 17
3.2. T-sдиаграмма 18
3.3. Круговые процессы (циклы) 19
3.4. Понятия средних термодинамических температур подвода и отвода тепла 20
3.5. Эксергия теплоты 21
3.6. Эксергия потока рабочего тела 22
3.7. Связь работы обратимого процесса с эксергией. Потеря эксергии реальных процессов 23
3.8. Эксергетический КПД 23
3.9. Методические указания 23
3.10. Вопросы и задачи 24
3.11. Ответы 25
4. ПАРАМЕТРЫ И ПРОЦЕССЫ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ И ИХ СМЕСЕЙ 25
4.1. Расчет калорических параметров 25
4.2. Расчет процессов идеального газа 27
4.2.2. Изохорный процесс 29
4.2.3. Изотермический процесс 30
4.2.4. Адиабатный процесс 31
4.2.5. Политропные процессы 33
4.3. Методические указания 35
4.4. Задачи 36
4.5. Ответы 38
5. РЕАЛЬНЫЕ ГАЗЫ И ПАРЫ 38
5.1. Фазовая p-v-T-диаграмма воды и водяного пара 38
5.2. Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара 40
5.3. Расчет параметров мокрого пара 41
5.4. Диаграммы p-v, T-s, h-s воды и водяного пара 42
5.5. Процессы воды и водяного пара 42
5.5.1. Изохорный процесс 44
5.5.2. Изобарный процесс 45
5.5.3. Изотермический процесс 45
5.5.4. Адиабатный процесс 46
5.6. Методические указания 47
5.7. Вопросы и задачи 47
5.8. Ответы 47
6. ТЕРМОДИНАМИКА ПОТОКА 48
6.1. Первый закон термодинамики для потока 48
6.2. Связь изменения скорости и параметров состояния в потоке 49
6.3. Параметры торможения 50
6.4. Скорость звука 50
6.5. Закон изменения сечения адиабатного потока 51
6.6. Расчет сопел 52
6.7. Выбор формы сопла 53
6.8. Необратимое истечение 54
6.9. Дросселирование газов и паров 55
6.10. Методические указания и вопросы 56
6.11. Задачи 57
6.12. Ответы 58
7. ВЛАЖНЫЙ ВОЗДУХ 59
7.1. Характеристики влажного воздуха 59
7.2. Расчет параметров влажного воздуха 60
7.3. h-d- диаграмма влажного воздуха 61
7.4. Процессы во влажном воздухе 62
7.4.1. Нагрев воздуха 62
7.4.2. Охлаждение воздуха 62
7.4.3. Сушка материалов 63
7.4.4. Смешение потоков влажного воздуха 64
7.5. Методические указания 64
7.6. Задачи 65
8. ПРОЦЕССЫ КОМПРЕССОРОВ 66
8.1. Одноступенчатое сжатие 66
8.2. Многоступенчатое сжатие 68
8.3. Оценка эффективности работы компрессоров 70
8.4. Методические указания 71
8.5. Задачи 71
8.6. Ответы 72
9. ЦИКЛЫ ГАЗОТУРБИННЫХ И ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК 73
9.1. Методы термодинамического анализа циклов 73
9.2. Циклы газотурбинных двигателей и установок 73
9.2.1. Схема и цикл ГТД со сгоранием топлива при постоянном давлении 74
9.2.2. Действительный цикл газотурбинного двигателя. Метод КПД 75
9.2.3. Схема и цикл энергетической газотурбинной установки 76
9.3. Циклы паротурбинных установок 77
9.3.1. Схема паротурбинной установки (ПТУ) и цикл Ренкина 77
9.3.2. Система коэффициентов полезного действия для оценки эффективности ПТУ. Тепловой баланс ПТУ 79
9.3.3. Эксергетический анализ ПТУ 81
9.3.4. Цикл ПТУ с промежуточным перегревом пара 83
9.3.5. Регенеративный цикл паротурбинной установки 84
9.3.6. Теплофикационные паротурбинные установки 85
9.4. Атомные паротурбинные установки 87
9.5. Методические указания 89
9.6. Задачи 89
9.7. Ответы: 91
10. ЦИКЛЫ ТЕПЛОТРАНСФОРМАТОРОВ 92
10.1. Идеальные циклы теплотрансформаторов 92
10.2.Схема и цикл газовой (воздушной) холодильной установки 94
10.3. Схема и цикл парокомпрессионной холодильной установки 96
10.4. Методические указания 98
10.5. Задачи 99
10.6 Ответы: 101
11. ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ ОТ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК 101
11.1. Тепловые электростанции 101
11.2. Характеристика вредных выбросов 102
11.3. Тепловые выбросы ТЭС 103
11.4. Транспортные двигатели 103
11.5. Атомная энергетика 104
11.6. Холодильная техника 105
ЛИТЕРАТУРА 106
ПРИЛОЖЕНИЕ 106
Оглавление 109
Лидия Степановна Коновалова
Юрий Александрович Загромов
ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ
Техническая термодинамика
Учебное пособие
Научный редактор канд. техн. наук, доцент В.С. Логинов
Редактор Н.Т. Синельникова
Подписано к печати
Формат 60х84/16. Бумага ксероксная.
Плоская печать. Усл. печ. л. 6,74. Уч.-изд. л. 6,11.
Тираж 200 экз. Заказ . Цена свободная.
ИПФ ТПУ. Лицензия ЛТ №1 от 18.07.94.
Типография ТПУ. 634034, Томск, пр. Ленина, 30
