- •А.В. Космынин, в.С. Виноградов теплотехника
- •Введение
- •1. Основные понятия технической термодинамики
- •1.1. Материя и энергия
- •1.2. Физическое состояние вещества
- •1.3. Масса, сила тяжести и вес
- •1.4. Количество вещества, молярная масса и молярный объем
- •2. Основные параметры состояния
- •2.1. Плотность и удельный объем
- •2.2. Давление. Единицы давления
- •2.3. Избыточное и вакуумметрическое давление
- •2.4. Температура
- •2.6. Задачи для самостоятельного решения
- •3. Законы идеальных газов
- •3.1. Идеальные газы
- •3.2. Законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и Шарля
- •3.3. Уравнение состояния идеальных газов
- •3.4. Закон Авагадро
- •3.5. Уравнение Менделеева
- •4. Смеси жидкостей, газов и паров
- •4.1. Чистые вещества и смеси
- •4.2. Состав смесей жидкостей, паров и газов
- •4.3. Газовые смеси. Закон Дальтона
- •4.4. Объемные доли газовой смеси
- •4.5. Примеры решения задач Пример 4.1
- •Пример 4.2
- •Пример 4.3.
- •4.6. Задачи для самостоятельного решения
- •5. Теплоемкость
- •5.1. Общие понятия и определения
- •5.2. Теплоемкости изохорная и изобарная
- •5.3. Нахождение истинных и средних теплоёмкостей
- •5.4. Теплоёмкость смесей
- •5.5. Примеры решения задач Пример 5.1
- •Пример 5.2
- •Пример 5.3
- •Пример 5.4
- •Пример 5.5
- •5.6. Задачи для самостоятельного решения
- •6. Первое начало термодинамики
- •6.1. Уравнение первого закона термодинамики
- •6.2. Внутренняя энергия. Закон Джоуля
- •6.4. Теплота. Функция состояния и процесса
- •6.5. Работа изменения давления. Энтальпия
- •7. Второе начало термодинамики
- •7.1. Формулировки второго начала термодинамики
- •7.2. Понятие об энтропии и ts-диаграмме
- •8. Термодинамические процессы газов
- •8.1. Обратимые процессы и их свойства
- •8.2. Основные термодинамические процессы
- •8.3. Изохорный процесс
- •8.4. Изобарный процесс
- •8.5. Изотермический процесс
- •8.6. Адиабатный процесс
- •8.7. Политропный процесс
- •8.8. Примеры решения задач
- •8.9. Задачи для самостоятельного решения
- •9. Термодинамические циклы
- •9.1. Прямые и обратные циклы
- •9.2. Цикл Карно и его термодинамическое значение
- •9.3. Регенеративный цикл
- •9.4. Основные процессы в одноступенчатом компрессоре
- •9.5. Работа и мощность на привод компрессора
- •9.6. Многоступенчатый компрессор
- •9.7. Детандеры
- •9.8. Циклы поршневых двигателей
- •9.9. Идеальные циклы двигателей внутреннего сгорания
- •9.10. Циклы газотурбинных установок
- •9.11. Цикл Стирлинга
- •9.12. Цикл воздушной холодильной машины. Тепловой насос
- •9.13. Примеры решения задач
- •9.14. Задачи для самостоятельного решения
- •10. Теплопередача
- •10.1. Основные положение теории переноса теплоты
- •10.2. Теплопроводность
- •10.3. Конвективный теплообмен
- •10.4. Теплообмен излучением
- •10.5. Закон Стефана-Больцмана
- •10.6. Дифференциальное уравнение энергии трехмерной нестационарной теплопроводности твердых тел
- •10.7. Теплопроводность при стационарном режиме
- •Плоская стенка
- •Цилиндрическая стенка
- •10.8. Теплопередача через твердую стенку
- •10.9. Понятие о теплообменных аппаратах
- •Влияние загрязнения стенки на передачу теплоты
- •10.10. Примеры решения задач Пример 10.1
- •11. Основы химической термодинамики
- •12. Топливо и основы горения
- •12.1. Общие сведения
- •12.2. Элементарный состав топлива
- •12.3. Характеристики топлива
- •12.4. Закон Гесса
- •12.5. Количество топлива, необходимое для горения
- •12.6. Состав и объем продуктов сгорания
- •12.7. Теплосодержание дымовых газов
- •13. Энергетика и пути ее развития
- •14. Энергосбережение
- •15. Проблемы экологической защиты окружающей среды
- •Контрольное задание
- •Варианты исходных данных
- •Вопросы к экзамену
- •Приложения Приложение 1 Удельные газовые постоянные некоторых газов и водяного пара
- •Приложение 2 истинные удельные теплоемкости некоторых газов и водяного пара
- •Приложение 3 Теплопроводность материалов
- •Литература
- •Содержание
- •10. Теплопередача 57
Приложения Приложение 1 Удельные газовые постоянные некоторых газов и водяного пара
Наименование газа |
Химическая формула |
Удельная газовая постоянная R, Дж/(кг·К) |
Наименование газа |
Химическая формула |
Удельная газовая постоянная R, Дж/(кг·К) |
Водород |
|
4124,30 |
Углекислый газ |
|
188,90 |
Метан |
|
518,25 |
Окись углерода |
СО |
296,80 |
Аммиак |
|
488,20 |
Сернистый газ |
SO2 |
129,8 |
Азот |
|
296,80 |
Водяной пар |
H2O |
461,50 |
Воздух |
- |
287,10 |
Кислород |
О2 |
259,80 |
Приложение 2 истинные удельные теплоемкости некоторых газов и водяного пара
Воздух (Мг = 28,970) |
Азот (N2) (Мг = 28,013) |
||||||
t, оС |
ср, кДж/(кг·К) |
сv, кДж/(кг·К) |
k = ср/сv |
t, оС |
ср, кДж/(кг·К) |
сv, кДж/(кг·К) |
k = ср/сv |
-50 |
1,0019 |
0,7147 |
1,402 |
-50 |
1,0387 |
0,7419 |
1,400 |
0 |
1,0032 |
0,7159 |
1,401 |
0 |
1,0387 |
0,7419 |
1,400 |
50 |
1,0057 |
0,7184 |
1,399 |
50 |
1,0400 |
0,7432 |
1,399 |
100 |
1,0098 |
0,7226 |
1,397 |
100 |
1,0421 |
0,7444 |
1,399 |
200 |
1,0241 |
0,7369 |
1,389 |
200 |
1,0517 |
0,7549 |
1,393 |
300 |
1,0446 |
0,7574 |
1,379 |
300 |
1,0693 |
0,7725 |
1,384 |
400 |
1,0680 |
0,7808 |
1,368 |
400 |
1,0911 |
0,7942 |
1,374 |
500 |
1,0919 |
0,8047 |
1,357 |
500 |
1,1158 |
0,8189 |
1,362 |
600 |
1,1149 |
0,8277 |
1,347 |
600 |
1,1396 |
0,8428 |
1,352 |
700 |
1,1355 |
0,8487 |
1,338 |
700 |
1,1618 |
0,8633 |
1,344 |
800 |
1,1547 |
0,8675 |
1,331 |
800 |
1,1824 |
0,8855 |
1,335 |
900 |
1,1706 |
0,8834 |
1,325 |
900 |
1,1999 |
0,9031 |
1,329 |
1000 |
1,1844 |
0,8972 |
1,320 |
1000 |
1,2154 |
0,9186 |
1,323 |
1100 |
1,1970 |
0,9098 |
1,315 |
1100 |
1,2292 |
0,9324 |
1,318 |
1200 |
1,2079 |
0,9207 |
1,312 |
1200 |
1,2414 |
0,9445 |
1,314 |
1300 |
1,2179 |
0,9307 |
1,308 |
1300 |
1,2518 |
0,9550 |
1,311 |
1400 |
1,2267 |
0,9295 |
1,305 |
1400 |
1,2615 |
0,9646 |
1,308 |
1500 |
1,2347 |
0,9475 |
1,303 |
1500 |
1,2694 |
0,9726 |
1,306 |
Кислород (О2) (Мг = 31,996) |
Двуокись углерода (СО2) (Мг = 44,0079) |
||||||
t, оС |
ср, кДж/(кг·К) |
сv, кДж/(кг·К) |
k = ср/сv |
t, оС |
ср, кДж/(кг·К) |
сv, кДж/(кг·К) |
k = ср/сv |
-50 |
0,9102 |
0,6502 |
1,400 |
-50 |
0,7612 |
0,5723 |
1,330 |
0 |
0,9136 |
0,6535 |
1,398 |
0 |
0,8173 |
0,6284 |
1,301 |
50 |
0,9215 |
0,6615 |
1,393 |
50 |
0,8688 |
0,6799 |
1,287 |
100 |
0,9328 |
0,6728 |
1,386 |
100 |
0,9156 |
0,7268 |
1,260 |
200 |
0,9630 |
0,7030 |
1,370 |
200 |
0,9948 |
0,8060 |
1,253 |
300 |
0,9948 |
0,7348 |
1,354 |
300 |
1,0601 |
0,8713 |
1,217 |
400 |
1,0237 |
0,7637 |
1,340 |
400 |
1,1137 |
0,9249 |
1,204 |
500 |
1,0480 |
0,7880 |
1,330 |
500 |
1,1585 |
0,9697 |
1,194 |
600 |
1,0689 |
0,8089 |
1,321 |
600 |
1,1962 |
1,0073 |
1,188 |
700 |
1,0860 |
0,8260 |
1,314 |
700 |
1,2276 |
1,0387 |
1,182 |
800 |
1,0999 |
0,8399 |
1,309 |
800 |
1,2544 |
1,0655 |
1,177 |
900 |
1,1120 |
0,8520 |
1,304 |
900 |
1,2766 |
1,0877 |
1,174 |
1000 |
1,01225 |
0,8625 |
1,303 |
1000 |
1,2958 |
1,1070 |
1,171 |
1100 |
1,1317 |
0,8717 |
1,129 |
1100 |
1,3126 |
1,1237 |
1,168 |
1200 |
1,1401 |
0,8801 |
1,259 |
1200 |
1,3264 |
1,1376 |
1,166 |
1300 |
1,1476 |
0,8876 |
1,293 |
1300 |
1,3389 |
1,1501 |
1,164 |
1400 |
1,1551 |
0,8951 |
1,290 |
1400 |
1,3494 |
1,1606 |
1,163 |
1500 |
1,1627 |
0,9027 |
1,288 |
1500 |
1,3590 |
1,1702 |
1,161 |
Водород (Н2) (Мг = 2,0159) |
Водяной пар (Н2О) (Мг = 18,014) |
||||||
t, оС |
ср, кДж/(кг·К) |
сv, кДж/(кг·К) |
k = ср/сv |
t, оС |
ср, кДж/(кг·К) |
сv, кДж/(кг·К) |
k = ср/сv |
-50 |
13,808 |
9,684 |
1,425 |
|
|
|
|
0 |
14,189 |
10,065 |
1,410 |
0 |
1,8606 |
1,3992 |
1,330 |
50 |
14,365 |
10,241 |
1,403 |
50 |
1,8711 |
1,4097 |
1,327 |
100 |
14,436 |
10,312 |
1,400 |
100 |
1,8899 |
1,4285 |
1,323 |
200 |
14,499 |
10,375 |
1,398 |
200 |
1,9393 |
1,4779 |
1,312 |
300 |
14,532 |
10,408 |
1,396 |
300 |
2,0000 |
1,5396 |
1,300 |
400 |
14,578 |
10,454 |
1,394 |
400 |
2,0649 |
1,6035 |
1,287 |
500 |
14,658 |
10,534 |
1,392 |
500 |
2,1328 |
1,6714 |
1,276 |
600 |
14,779 |
10,655 |
1,387 |
600 |
2,2027 |
1,7413 |
1,265 |
700 |
14,938 |
10,814 |
1,381 |
700 |
2,2734 |
1,8120 |
1,255 |
800 |
15,118 |
10,994 |
1,375 |
800 |
2,3442 |
1,8828 |
1,245 |
900 |
15,320 |
11,196 |
1,369 |
900 |
2,4133 |
1,9519 |
1,236 |
1000 |
15,525 |
11,401 |
1,362 |
1000 |
2,4794 |
2,0180 |
1,229 |
1100 |
15,734 |
11,610 |
1,355 |
1100 |
2,5418 |
2,0804 |
1,222 |
1200 |
15,952 |
11,828 |
1,349 |
1200 |
2,6000 |
2,1386 |
1,216 |
1300 |
16,165 |
12,041 |
1,342 |
1300 |
2,6540 |
2,1926 |
1,211 |
1400 |
16,374 |
12,250 |
1,337 |
1400 |
2,7038 |
2,2424 |
1,206 |
1500 |
16,580 |
12,456 |
1,331 |
1500 |
2,7495 |
2,2881 |
1,202 |
