Тема1.1. Основні поняття і визначення в технічній термодинаміці.

Основи технічної термодинаміки. Робоче тіло, його основні параметри.

Термодинамічна система. Тепловий стан. Рівноважні та нерівноважні стани. Термодинамічний процес.

1.2.Основні закони ідеальних газів.

Поняття про ідеальний газ. Основні газові закони. Рівняння стану ідеального газу. Закон Авогадро. Універсальна газова стала.

Практична робота №1.

Визначення абсолютного тиску в котлі і конденсаторі.

Визначення величин газової сталої при умовах відмінних від нормальних.

1.3. Суміші ідеальних газів.

Поняття про газову суміш. Закон Дальтона. Склад суміші в об’ємних і масових частках, за числом молей. Уявна молярна маса і газова стала газової суміші. Визначення парціальних тисків. Співвідношення між масовими і об'ємними долями.

1.4. Теплоємність газів і газових сумішей.

Поняття про теплоємність. Масова, об’ємна і молярна теплоємність, залежність між ними. Теплоємність при сталому об’ємі та тиску. Залежність теплоємності від температури і від атомності газів. Формули і таблиці для визначення теплоємності газів. Теплоємність газової суміші.

Практична робота №2.

Визначення тиску ідеального газу. Визначення теплоємності суміші ідеальних газів заданих різним складом.

1.5. Перший закон термодинаміки.

Зміст закону і його формулювання. Аналітичний вираз першого закону термодинаміки. Принцип еквівалентності і роботи. Внутрішня енергія та її властивості. Робота газу, її визначення і графічне зображення в координатах РV; ТS. Ентальпія газу. Ентропія газу.

1.6. Процеси зміни стану ідеальних газів.

Порядок і методи дослідження термодинамічних процесів. Ізохорний, ізобарний, ізотермічний, адіабатний процеси та їх зображення в координатах РV, ТS. Політропний процес.

Практична робота №3.

Визначення кількості тепла в різних термодинамічних процесах.

1.7. Другий закон термодинаміки.

Зміст закону і його формулювання. Колові процеси або цикли. Прямий і зворотний цикл. Цикл Карно, загальні властивості оборотних і необоротних циклів. Аналітичний вираз другого закону термодинаміки.

1.8. Ідеальні цикли поршневих двигунів внутрішнього згоряння.

Цикл з підведенням теплоти при сталому об’ємі і сталому тиску. Термічний ККД циклів. Робота газу за цикл. Порівняння циклів. Цикл зі змішаним підведенням тепла. Відмінність дійсних циклів від ідеальних.

1.9. Основи компресорних машин.

Компресори і компресорні установки. Принцип роботи компресора і зображення його в координатах РV; ТS. Багатоступінчасті компресори. Компресорні станції та їх експлуатація. Ротаційні і відцентрові компресори.

1.10. Холодильні установки.

Загальні поняття про холодильну установку. Цикл парової компресорної холодильної установки. Схема роботи абсорбційної холодильної установки.

1.11. Водяна пара.

Фізичні і хімічні властивості води. Водяна пара як робоче тіло. Процес утворення пари. Діаграма РV для водяної пари. Параметри стану рідини: вологої, сухої насиченої і перегрітої пари та кількості теплоти, необхідної для нагрівання рідини і одержання пари. Таблиця водяної пари. Фазові перетворення. Потрійна точка. Ентальпія водяної пари. НS – діаграма водяної пари і зображення на ній основних термодинамічних процесів. Ідеальний цикл паросилової установки.

1.12 Вологе повітря.

Вологе повітря як суміш сухого повітря і водяної пари. Основні параметри вологого повітря: абсолютна і відносна вологість, питомий об’єм, ентальпія.

1.13. Витікання і дроселювання газів і пари.

Поняття про витікання. Витікання газів. Витікання пари. Сопло Лаваля. Дроселювання пари та газів. Схема роботи газотурбінної установки.

Практична робота №4.

Визначення швидкості витікання повітря із сопла і його витрати.

2. Основи теплопередачі.

2.1. Основні поняття і визначення. Теплопровідність.

Основи теорії теплообміну. Способи поширення теплоти: теплопровідністю, конвекцією і випромінюванням. Теплопередача.

Теплопровідність. Температурне поле. Закон Фур’є. Коефіцієнт теплопровідності та його значення для різних технічних матеріалів.

Теплопровідність плоскої та циліндричної стінок.

Густина теплового потоку при теплопровідності.

2.2. Конвективний теплообмін. Променистий теплообмін.

Закон Ньютона-Ріхмана. Коефіцієнт теплопередачі. Теплопередача при вільному і вимушеному русі рідини, за різних умов обтікання тіл. Густина теплового потоку при конвективному теплообміні.

Поняття про абсолютне чорне, біле і сіре тіло.

Закон Стефана-Больцмана для абсолютно чорного і сірого тіл; ступінь чорноти тіла. Вплив випромінювання газів на теплообмін. Густина теплового потоку під час променистого теплообміну.

Практична робота №5.

Визначення втрати тепла через стінку.

Визначення густини теплового потоку випромінюваною плитою.