Курс лекций по теплотехнике Автор курса

Курс лекций по теплотехнике

Автор курса: Скрябин В.И.

ведущий инженер кафедры ТГП физического факультета

физико-технического института.

Содержание лекций

Раздел I. Техническая термодинамика.

Тема 1. Введение. Основные понятия и определения.

1.1. Введение
1.2. Термодинамическая система.
1.3. Параметры состояния.
1.4. Уравнение состояния и термодинамический процесс.

Тема 2. Первый закон термодинамики.

2.1. Теплота и работа.
2.2. Внутренняя энергия.
2.3. Первый закон термодинамики.
2.4. Теплоемкость газа.
2.5. Универсальное уравнение состояния идеального газа.
2.6. Смесь идеальных газов.

Тема 3. Второй закон термодинамики.

3.1. Основные положения второго закона термодинамики.
3.2. Энтропия.
3.3. Цикл и теоремы Карно.

Тема 4. Термодинамические процессы.

4.1. Метод исследования т/д процессов.
4.2. Изопроцессы идеального газа.
4.3. Политропный процесс.

Тема 5. Термодинамика потока.

5.1. Первый закон термодинамики для потока.
5.2. Критическое давление и скорость. Сопло Лаваля.
5.3.Дросселирование.

Тема 6. Реальные газы. Водяной пар. Влажный воздух.

6.1. Свойства реальных газов.
6.2. Уравнения состояния реального газа.
6.3. Понятия о водяном паре.
6.4. Характеристика влажного воздуха.

Тема 7. Термодинамические циклы.

7.1. Циклы паротурбинных установок (ПТУ).
7.2. Циклы двигателей внутреннего сгорания (ДВС).
7.3. Циклы газотурбинных установок (ГТУ).
Тестовый контроль по разделу

Раздел II. Основы теории теплообмена.

Тема 8. Основные понятия и определения.
Тема 9.Теплопроводность.

9.1. Температурное поле. Уравнение теплопроводности.
9.2. Стационарная теплопроводность через плоскую стенку.
9.3. Стационарная теплопроводность через цилиндрическую стенку.
9.4. Стационарная теплопроводность через шаровую стенку.

Тема 10. Конвективный теплообмен.

10.1. Факторы, влияющие на конвективный теплообмен.
10.2.Закон Ньютона-Рихмана.
10.3. Краткие сведения из теории подобия.
10.4. Критериальные уравнения конвективного теплообмена.
10.5. Расчетные формулы конвективного теплообмена.

Тема 11. Тепловое излучение.

11.1. Общие сведения о тепловом излучении.
11.2. Основные законы теплового излучения

Тема 12.Теплопередача.

12.1. Теплопередача через плоскую стенку.
12.2. Теплопередача через цилиндрическую стенку.
12.3. Типы теплообменных аппаратов.
12.4. Расчет теплообменных аппаратов.
Тестовый контроль по разделу

Раздел III. Теплоэнергетические установки.

Тема 13. Энергетическое топливо.

13.1. Состав топлива.
13.2. Характеристика топлива.
13.3. Моторные топлива для поршневых ДВС.

Тема 14. Котельные установки.

14.1. Котельный агрегат и его элементы.
14.2. Вспомогательное оборудование котельной установки.
14.3. Тепловой баланс котельного агрегата.

Тема 15. Топочные устройства.

15.1. Топочные устройства.
15.2. Сжигание топлива.
15.3. Теплотехнические показатели работы топок.

Тема 16.Горение топлива.

16.1. Физический процесс горения топлива.
16.2. Определение теоретического и действительного расхода воздуха
на горение топлива.
16.3. Количество продуктов сгорания топлива.

Тема 17. Компрессорные установки.

17.1. Объемный компрессор.
17.2. Лопаточный компрессор.

Тема 18. Вопросы экологии при использовании теплоты.

18.1. Токсичные газы продуктов сгорания.
18.2. Воздействия токсичных газов.
18.3. Последствия "парникового" эффекта.
Литература

Раздел I. Техническая термодинамика

Тема 1. Введение. Основные понятия и определения.

1.1 Введение

Теплотехника – наука, которая изучает методы получения, преобразования, передачи и использования теплоты, а также принципы действия и конструктивные особенности тепловых машин, аппаратов и устройств. Теплота используется во всех областях деятельности человека. Для установления наиболее рациональных способов его использования, анализа экономичности рабочих процессов тепловых установок и создания новых, наиболее совершенных типов тепловых агрегатов необходима разработка теоретических основ теплотехники. Различают два принципиально различных направления использования теплоты – энергетическое и технологическое. При энергетическом использовании, теплота преобразуется в механическую работу, с помощью которой в генераторах создается электрическая энергия, удобная для передачи на расстояние. Теплоту при этом получают сжиганием топлива в котельных установках или непосредственно в двигателях внутреннего сгорания. При технологическом - теплота используется для направленного изменения свойств различных тел (расплавления, затвердевания, изменения структуры, механических, физических, химических свойств).
Количество производимых и потребляемых энергоресурсов огромно. По данным Минтопэнерго РФ и фирмы "Shell" [3] динамика производства первичных энергоресурсов даны в таблице 1.1.

Таблица 1.1.

Вид энергоресурсов

Годы

1980

1985

1990

1994

1995

Нефть, Мт, в мире

2922

2652

3022

3264

-

Россия

547

542

518

317,8

306,7

Газ, Гм3, в мире

1620

1981

2413

2250

-

Россия

252

462

641

607,3

595,4

Уголь, Мт, в мире

3249

3808

3935

4163

-

Россия

391

395

395

270,9

262,2

Э/энергия,ТДж, в мире

10712

11900

16498

18221

-

Россия

596,7

886,5

942,7

890,7

862

Итого, Мтут*, в мире

9451

10231

11692

12277

-

Россия

1430

1690

1430

1391

-

* тут – тонна условного топлива.
Такими теоретическими разделами являются техническая термодинамика и основы теории теплообмена, в которых исследуются законы превращения и свойства тепловой энергии и процессы распространения теплоты.
Данный курс является общетехнической дисциплиной при подготовке специалистов технической специальности.

1.2. Термодинамическая система.

Техническая термодинамика (т/д) рассматривает закономерности взаимного превращения теплоты в работу. Она устанавливает взаимосвязь между тепловыми, механическими и химическими процессами, которые совершаются в тепловых и холодильных машинах, изучает процессы, происходящие в газах и парах, а также свойства этих тел при различных физических условиях.
Термодинамика базируется на двух основных законах (началах) термодинамики:
I закон термодинамики - закон превращения и сохранения энергии;
II закон термодинамики – устанавливает условия протекания и направленность макроскопических процессов в системах, состоящих из большого количества частиц.
Техническая т/д, применяя основные законы к процессам превращения теплоты в механическую работу и обратно, дает возможность разрабатывать теории тепловых двигателей, исследовать процессы, протекающие в них и т.п.
Объектом исследования является термодинамическая система, которой могут быть группа тел, тело или часть тела. То что находится вне системы называется окружающей средой. Т/д система это совокупность макроскопических тел, обменивающиеся энергией друг с другом и окружающей средой. Например: т/д система – газ, находящейся в цилиндре с поршнем, а окружающая среда – цилиндр, поршень, воздух, стены помещения.
Изолированная система - т/д система не взаимодействующая с окружающей средой.
Адиабатная (теплоизолированная) система – система имеет адиабатную оболочку, которая исключает обмен теплотой (теплообмен) с окружающей средой.
Однородная система – система, имеющая во всех своих частях одинаковый состав и физические свойства.
Гомогенная система – однородная система по составу и физическому строению, внутри которой нет поверхностей раздела (лед, вода, газы).
Гетерогенная система – система, состоящая из нескольких гомогенных частей (фаз) с различными физическими свойствами, отделенных одна от другой видимыми поверхностями раздела (лед и вода, вода и пар).
В тепловых машинах (двигателях) механическая работа совершается с помощью рабочих тел – газ, пар.

  1. Курс лекций по дисциплине концепции современного естествознания введение

    Реферат
    Наука– это один из древнейших, важнейших и сложнейших компонентов человеческой культуры. Наука - это и целый многообразный мир человеческих знаний, который позволяет человеку преобразовывать природу и приспосабливать ее для удовлетворения
  2. Аннотированный библиографический указатель (2)

    Указатель
    В указателе представлен аннотированный перечень электронных учебников и учебных пособий, имеющихся в фонде отдела «Электронная библиотека». Материал расположен по отраслям знаний в соответствии с таблиц ББК.
  3. Курс лекций для студентов специальности 140104 «Промышленная теплоэнергетика» москва 2010

    Реферат
    По истории и прогнозированию развития энергетики опубликовано множество работ отечественных и зарубежных авторов, в которых рассматриваются общие закономерности развития энергетики, раскрывается исторический процесс развития тепло-,
  4. Отчет о самообследовании основной образовательной программы по специальности 260303 Технология молока и молочных продуктов

    Содержательный отчет
    Подготовка дипломированных специалистов по основной образовательной программе (ООП) по специальности 260303 – Технология молока и молочных продуктов ведется в Воронежской государственной академии с 1963 года в соответствии с Приказом
  5. Отчет рассмотрен и утвержден на заседании ученого совета Шахтинского института (филиала) юргту(нпи)

    Содержательный отчет
    Шахтинского института (филиала) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)»
  6. Программа 23 марта 7 апреля

    Программа
    к.ф.н., проф. Назарова Г.Ф. 3. Экзистенциальные переживания, отчаяния и надежды религиозным сознанием. к.ф.н., доц. Кононова Е.С. 4. Монистическая концепция единства мироздания как философское основание естественнонаучных идей А.Л.
  7. Курс лекций для специальности 140104 «Промышленная теплоэнергетика»

    Лекция
    организация допустимых или оптимальных условии, которые определяются Заказчиком и нормативными документами, а также для создания микроклимата в помещениях,
  8. Курс лекций 4-е издание, стереотипное Минск 2006 удк 620. 9(076. 6)

    Документ
    С24 Основы энергосбережения: курс лекций / О.В. Свидерская. –4-е изд., стер. – Мн.:Акад. упр. при Президенте Респ. Беларусь, 2006. – 296 с. – (Система открытого образования).
  9. Курс лекций для студентов специальности 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство»

    Документ
    Допущено УМО вузов РФ по образованию в области транспортных машин и транспортно-технологических комплексов в качестве учебного пособия для студентов вузов,

Другие похожие документы..