Техническая термодинамика [Электронный ресурс] : учебное пособие, Полина И. Н„ Ефимова С. Г., 2014

Техническая термодинамика, Электронный ресурс : учебное пособие, Полина И.Н., Ефимова С.Г., 2014.
Учебное пособие освещает основные понятия и процессы, связанные с преобразованием тепловой энергии в работу, и объясняет их на примере таких технических средств, как компрессоры, двигатели внутреннего сгорания, газотурбинные и холодильные установки.
Для студентов направления бакалавриата «Теплоэнергетика и теплотехника» (профиль «Промышленная теплоэнергетика») всех форм обучения.
1.1. Основные термодинамические параметры состояния
В тепловых и паровых двигателях преобразование теплоты в работу осуществляется посредством так называемого рабочего тела. В тепловых двигателях — это газ, в паровых — пар. Физическое состояние такого рабочего тела определяется некоторыми характерными величинами, которые называются параметрами состояния. К параметрам состояния относят:
1) удельный объем,
2) абсолютное давление,
3) абсолютную температуру,
4) внутреннюю энергию,
5) энтальпию,
6) энтропию,
7) концентрацию,
8) изохорно-изотермический потенциал и т. д.
Основными являются удельный объем, абсолютное давление, абсолютная температура. Этих параметров достаточно для определения состояния однородного тела при отсутствии силовых нолей (гравитационного, электрического и т. д.).

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
I. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ.
1.1. Основные термодинамические параметры состояния.
1.2. Термодинамическая система.
1.3. Термодинамический процесс.
1.4. Теплота и работа.
1.5. Термодинамическое равновесие.
Контрольные вопросы.
Задача.
2.СОСТОЯНИЕ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА.
2.1. Основные законы идеальных газов.
2.2. Уравнение состояния идеального газа.
Контрольные вопросы.
Задача.
3. СМЕСЬ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ.
3.1. Основные свойства газовых смесей.
3.2. Газовая постоянная смеси.
3.3. Средняя молярная масса смеси.
3.4. Парциальные давления.
Контрольные вопросы.
Задача.
4. РЕАЛЬНЫЕ ГАЗЫ.
4.1. Уравнение состояния Ван-дер-Ваальса.
4.2. Уравнение М. П. Вукаловича и И. И. Новикова.
Контрольные вопросы.
5. ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ.
5.1. Внутренняя энергия.
5.2. Работа расширения.
5.3. Теплота.
5.4. Аналитическое выражение первого закона термодинамики.
5.5. Энтальпия.
Контрольные вопросы.
Задача.
6. ТЕПЛОЕМКОСТЬ ГАЗОВ. ЭНТРОПИЯ.
6.1. Основные определения.
6.2. Удельная (массовая), объемная и мольная теплоемкости газов.
6.3. Теплоемкость в изохорном и изобарном процессах.
6.4. Молекулярно-ки нети чес кая и квантовая теории теплоемкости.
6.5. Истинная и средняя теплоемкости.
6.6. Зависимость теплоемкости от температуры.
6.7. Отношение удельных теплоемкостей ср и с„. Показатель адиабаты.
6.8. Определение qp и q для идеальных газов.
6.9. Теплоемкость смеси идеальных газов.
6.10. Энтропия.
Контрольные вопросы.
Задача.
7. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ.
7.1. Основные определения.
7.2. Изохорный процесс.
7.3. Изобарный процесс.
7.4. Изотермический процесс.
7.5. Адиабатный процесс.
7.6. Политропные процессы.
Контрольные вопросы.
Задача.
8. ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ.
8.1. Основные положения.
8.2. Круговые термодинамические процессы (циклы).
8.3. Термический КПД и холодильный коэффициент циклов.
8.4. Прямой обратимый цикл Карно.
8.5. Обратный обратимый цикл Карно.
8.6. Математическое выражение второго закона термодинамики.
8.7. Изменение энтропии в обратимых и необратимых процессах.
Контрольные вопросы.
Задача.
9. ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПОТЕНЦИАЛЫ. РАВНОВЕСИЕ СИСТЕМ.
9.1. Характеристические функции состояния.
9.2. Физический смысл изохорно-изотермического и изобарно-изотермического потенциалов.
9.3. Термодинамическое учение о равновесии.
9.4. Общие условия равновесия термодинамической системы.
Контрольные вопросы.
Задача.
10. ВОДЯНОЙ ПАР.
10.1. Основные понятия и определения.
10.2. р, и-диаграмма водяного пара.
10.3. Т, s-диаграмма водяного пара.
10.4. i, s-диаграмма водяного пара.
Контрольные вопросы.
Задача.
11. ИСТЕЧЕНИЕ ГАЗОВ И ПАРОВ.
11.1. Первый закон термодинамики в применении к потоку движущегося газа.
11.2. Работа проталкивания.
11.3. Располагаемая работа.
11.4. Адиабатный процесс истечения.
11.5. Истечение из суживающегося сопла.
11.6. Истечение идеального газа из комбинированного сопла Лаваля.
Контрольные вопросы.
Задача.
12. ДРОССЕЛИРОВАНИЕ ГАЗОВ И ПАРОВ.
12.1. Дросселирование газа.
12.2. Изменение удельной энтропии и температуры при дросселировании.
12.3. Дросселирование водяного пара.
Контрольные вопросы.
Задача.
13. ВЛАЖНЫЙ ВОЗДУХ.
13.1. Параметры состояния влажного воздуха.
13.2. Диаграмма состояния влажного атмосферного воздуха.
Контрольные вопросы.
Задача.
14. КОМПРЕССОРЫ.
14.1. Классификация компрессорных машин.
14.2. Поршневой компрессор. Индикаторная диаграмма идеального поршневого компрессора.
14.3. Индикаторная диаграмма реального поршневого компрессора.
14.4. Определение количества теплоты, отведенной от газа при различных процессах сжатия.
14.5. Мощность привода и КПД компрессора.
14.6. Многоступенчатое сжатие газа.
Контрольные вопросы.
Задачи.
15. ЦИКЛЫ ТЕПЛОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С ГАЗООБРАЗНЫМ РАБОЧИМ ТЕЛОМ.
15.1. Циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС).
15.2. Циклы ДВС с подводом теплоты при постоянном объеме.
15.3. Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля).
15.4. Цикл ДВС со смешанным подводом теплоты (цикл Тринклера).
15.5. Сравнение циклов поршневых двигателей внутреннего сгорания.
15.6. Цикл двигателя Стирлинга.
Контрольные вопросы.
Задачи.
16. ЦИКЛЫ ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК.
16.1. Цикл ГТУ с подводом теплоты при постоянном давлении.
16.2. Цикл ГТУ с подводом теплоты при постоянном объеме.
16.3. Методы повышения термического КПД ГТУ.
16.4. Цикл ГТУ с регенерацией теплоты.
16.4.1. Цикл ГТУ с подводом теплоты при р = const и регенерацией теплоты.
16.4.2. Цикл ГТУ с подводом теплоты при и = const и регенерацией теплоты.
16.5. Цикл с многоступенчатым сжатием воздуха и промежуточным охлаждением.
Контрольные вопросы.
Задачи.
17. ТЕПЛОСИЛОВЫЕ ПАРОВЫЕ ЦИКЛЫ.
17.1. Цикл Карно.
17.2. Цикл Ренкина.
17.3. Влияние основных параметров на КПД цикла Ренкина.
17.3.1. Влияние начального давления пара.
17.3.2. Влияние начальной температуры пара.
17.3.3. Влияние конечного давления в конденсаторе.
17.4. Цикл с вторичным перегревом пара.
17.5. Регенеративный цикл паротурбинной установки.
17.6. Теплофикационные циклы.
Контрольные вопросы.
Задачи.
18. ЦИКЛЫ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК.
18.1. Основные понятия о работе холодильных установок.
18.2. Цикл воздушной холодильной установки.
18.3. Цикл парокомпрессионной холодильной установки.
18.4. Цикл пароэжекторной холодильной установки.
18.5. Цикл абсорбционной холодильной установки.
18.6. Тепловой насос.
Контрольные вопросы.
Задачи.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.