- •Предисловие
- •Введение
- •1. Техническая термодинамика
- •1.1 Основные понятия термодинамики
- •1.3 Теплота и работа как формы передачи энергии.
- •1.4 Вычисление работы деформации газа.
- •1.5 Теплоемкость. Количество тепла в термодинамических процессах.
- •1.6 Изменение внутренней энергии рабочего тела.
- •1.7. Энтальпия рабочего тела.
- •1.8. Энтропия рабочего тела
- •1.9 Первый закон термодинамики.
- •1.10 Исследование термодинамических процессов с идеальным газом.
- •Обратимый изотермический процесс.
- •1.11 Термодинамические циклы Круговые процессы
- •Цикл Карно
- •1.12. Цикл Карно.
- •3) Цикл со смешенным подводом тепла (цикл Тринклера).
- •Сравнение циклов двс.
- •1.13 Водяной пар.
- •Диаграмма I-s водяного пара.
- •Графоаналитический метод расчета процессов с водяным паром.
- •1.14 Паротурбинные установки
- •Тесты для самостоятельной работы
- •Термодинамические процессы
- •Вычисление работы деформации газа.
- •Идеальные циклы д.В.С.
- •2.Основы теории теплообмена
- •2.1 Способы распространения тепла.
- •2.2 Теплопроводность
- •Теплопроводность через плоскую однородную стенку.
- •Теплопроводность через многослойную стенку.
- •Удельный тепловой поток через многослойную стенку определяется по формуле:
- •Теплопроводность через цилиндрическую стенку
- •2.3 Конвективная теплоотдача
- •Теплоотдача при вынужденной конвекции
- •2.4 Излучение. Закон Стефана-Больцмана.
- •2..5 Сложный вид теплообмена теплопередача
- •Теплообменные аппараты:
- •Контрольные вопросы.
- •Тестовые задания для самостоятельной работы Понятие теплового потока, плотности теплового потока.
- •Теплопроводность в плоских одно- и многослойных стенках.
- •Теплопроводность в цилиндрических одно- и многослойных стенках.
- •Уравнение теплоотдачи.
- •Критерии подобия.
- •Теплообмен при свободной конвекции среды. Теплообмен при вынужденном движении среды в трубах.
- •Теплопередача через плоские одно- и многослойные стенки.
- •Теплопередача через многослойные стенки.
- •Назначение и классификация теплообменных аппаратов по способу передачи тепла.
- •Тепловой расчёт теплообменных аппаратов.
- •3. Теплоэнергетические установки.
- •3.1.Топливо и процессы его горения
- •Процесс горения топлива
- •3.2. Котельные установки.
- •3.3 Газотурбинные установки.
- •3.4 Турбореактивные двигатели.
- •3.5. Холодильные машины
- •3.6. Магнитогидродинамические генераторы
- •3.7. Тепловые электростанции (тэс)
- •3.8. Атомные электростанции Физические основы получения ядерной энергии
- •Ядерные реакторы
- •Контрольные вопросы.
- •4 Экологические вопросы энергетики
- •4.1 Тепловая энергетика.
- •4.2 Атомная энергетика.
- •4.3 Гидроэнергетика.
- •4.4 Антропогенное влияние на тепловой баланс Земли.
- •Контрольные вопросы.
- •Глава 1. Техническая термодинамика…………………………………….3
- •Глава 2. Основы теории теплообмена…………………………………...57
- •Глава 3. Теплоэнергетические установки……………………………….86
- •Глава 4. Экологические вопросы энергетики………………………….106
Федеральное агентство по образованию
Стерлитамакская государственная педагогическая академия
Т.Г. Белобородова, Г.П. Мулюкова
ТЕПЛОТЕХНИКА
Учебное пособие для студентов
специальности 030600 «Технология
и предпринимательство»
2006
Печатается по решению Совета Стерлитамкской государственной
педагогической академии
Теплотехника: Учебное пособие для студентов специальности 030600 «Технология и предпринимательство». – Стерлитамак: Издательство Стерлитамакской государственной педагогической академии, 2006. –
Учебное пособие составлено в соответствии с программой курса «Теплотехника» для студентов технолого-экономических факультетов педвузов и содержит теоретические основы теплотехники, устройство и принцип действия тепловых машин, экологические вопросы энергетики ,тестовые задания и контрольные вопросы для закрепления материала. В приложении приведены необходимые справочные данные для решения задач.
Предназначено для студентов специальности 030600 – «Технология и предпринимательство».
Предисловие
Если человеку стоит что-либо знать вообще,
ему стоит знать это хорошо.
А. Смит
Предлагаемое учебное пособие написано на основе действующей рабочей программы для специальности 030600-«Технология и предпринимательство». При подготовке пособия авторы ставили целью создать единое пособие по теплотехнике, дающее полное и соответствующим образом адаптированное изложение программного материала для студентов технолого-экономических факультетов педвузов.
Учебное пособие содержит основные разделы курса «Теплотехника»: теплопередача, теория теплообмена, устройство и принцип действия тепловых машин, экологические вопросы энергетики. В конце каждого раздела приведены контрольные вопросы для самопроверки усвоения материала и тестовые задания, позволяющие закрепить теоретические знания и эффективно готовиться к зачету и экзамену. В приложении к пособию даны все необходимые справочные материалы для решения самостоятельной контрольной работы предусмотренной учебным планом для данного курса. Материалы учебного пособия могут быть использованы для дистанционного обучения и тестирования.
Структура работы такова, что наиболее важные определения выделены жирным шрифтом, формулы для запоминания заключены в рамку, а ключевые понятия подчеркнуты. Авторы надеются, что это поможет студентам в усвоении и запоминании теоретического материала.
Пособие в особенности ценно для студентов заочного отделения. Специфика заочной формы обучения заключается в том, что студент усваивает определённую часть теоретического и практического материала дисциплин учебного плана самостоятельно. В связи с этим он нуждается в чётких методических рекомендациях к выполнению контрольных заданий, предлагаемых ему программой изучения того или иного курса.
При написании учебного пособия авторами была использована литература, перечисленная в библиографическом списке. Данная литература может быть использована студентами для более глубокого изучения данного курса.
Настоящее учебное пособие является первой попыткой обобщения опыта чтения лекций по теплотехнике в течении ряда лет на технолого-экономическом факультете Стерлитамакской Государственной педагогической академии для студентов специальности «Технология и предпринимательство».
Введение
Теплотехника – наука, изучающая законы получения, преобразования, передачи и использования теплоты, принципы устройства и методы расчета тепловых машин и аппаратов. Она подразделяется на три раздела: техническую термодинамику, теорию теплообмена и тепловые машины.
Техническая термодинамика является теоретическим фундаментом теплотехники. Она изучает закономерности взаимного превращения тепловой и механической энергии, разрабатывает основы теории тепловых машин.
Теория теплообмена изучает законы переноса теплоты от одной области пространства в другую. Перенос теплоты представляет собой процесс обмена внутренней энергией между элементами рассматриваемой системы в виде теплоты.
Тепловые машины – устройства для получения тепловой энергии и преобразования ее в работу. К ним относятся энергетические установки и тепловые двигатели: котельные установки, двигатели внутреннего сгорания, паротурбинные и газотурбинные установки, холодильные и криогенные установки, плазменные энергетические установки и тому подобное.