Учебник. — Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2010. — 292 с.: ил. —
(Учебники НГТУ). — ISBN 978-5-7782-1303-6.
Учебник включает в себя основные понятия и законы технической
термодинамики, приложения этих законов к термодинамическим
процессам и системам. Хорошо представлены материалы двух основных
методов инженерных расчетов – аналитического и метода
термодинамических диаграмм.
Рассмотрены термодинамические основы химических реакций с введением
«свободной» энергии и энтальпии, что закладывает основы многих
технических процессов в промышленной теплоэнергетике: в топливных
элементах, в электрохимических генераторах, в различного рода
преобразованиях энергии, не связанных с работой изменения объема
рабочего тела.
Учебник написан на высоком научном и методическом уровне, доступно
и просто, предназначен для студентов-теплоэнергетиков.
Оглавление (под спойлером).
Введение
Предмет технической термодинамики.
Задачи курса «Техническая термодинамика».
Метод технической термодинамики.
Краткая история развития технической термодинамики.
Основные понятия и законы технической термодинамики
Термодинамическая система.
Источник и приемник теплоты.
Рабочее тело.
Теплота.
Механическая работа.
Нулевое начало термодинамики (закон теплового равновесия).
Первое начало термодинамики.
Второе начало термодинамики.
Третье начало термодинамики.
Развитие основных положений, понятий и законов технической термодинамики
Состояние рабочего тела, параметры состояния, свойства параметров состояния.
Уравнение состояния рабочего тела, идеальный и реальный газ, термодинамическая поверхность, термодинамический процесс.
Термодинамическая поверхность идеального и реального газа. Термодинамические диаграммы, водяной пар
Первый закон (начало) термодинамики
Механическая работа.
Теплота.
Теплоемкость, свойства теплоемкости.
Соотношение между теплотой и работой. Внутренняя энергия.
Первый закон термодинамики для изолированной (закрытой) термодинамической системы.
Первый закон термодинамики для открытой термодинамической системы.
Некоторые частные случаи открытых термодинамических систем.
Исследование термодинамических процессов
Политропный термодинамический процесс.
Частные термодинамические процессы.
Смеси идеальных газов, влажный воздух
Следствия из закона Дальтона.
Способы задания газовой смеси.
Смешение газообразных и жидких тел.
Влажный воздух.
h—d-диаграмма влажного воздуха.
Термодинамические диаграммы водяного пара, процессы в диаграммах
t—s-диаграмма водяного пара.
h—s-диаграмма водяного пара.
p—s-диаграмма воды и водяного пара.
p—h-диаграмма реального газа.
Второй закон (начало) термодинамики
Общие свойства циклов.
Анализ циклов Р. Клаузиуса.
Цикл Карно.
Энтропия как параметр состояния рабочего тела.
Изменение энтропии изолированной термодинамической системы при наличии необратимой теплопередачи. Потеря работы.
Интеграл Клаузиуса.
Формулировки второго закона термодинамики.
Максимальная и теряемая работа
Максимальная работа, свободная энергия и свободная энтальпия.
Эксергия и потеря работы вследствие необратимости реальных процессов.
Баланс энергии и эксергии парового котла.
Основы термодинамики газовых потоков
Основные понятия и уравнения газодинамики.
Скорость звука и критические параметры.
Скачки уплотнения.
Течение газа через сопла и диффузоры.
Влияние трения на истечение.
Течение в длинных трубах.
Дросселирование газов и паров.
Циклы пароэнергетических установок
Цикл Ренкина на насыщенном паре.
Эквивалентный цикл Карно.
Цикл Ренкина на перегретом паре.
Влияние начального давления на эффективность цикла Ренкина на перегретом паре.
Влияние давления в конденсаторе на эффективность цикла Ренкина.
Цикл на сверхкритических параметрах пара.
Регенеративный цикл.
Теплофикационный цикл.
Энергетическая и эксергетическая эффективность пароэнергетических установок.
Циклы газовых тепловых двигателей
Обобщенный теоретический цикл тепловых газовых двигателей.
Цикл ДВС со сжиганием при V = const.
Цикл со сжиганием при Р = const.
Цикл со смешанным подводом теплоты — цикл Тринклера.
Теоретические циклы газотурбинных двигателей.
Сравнение теоретических циклов газовых двигателей
Теоретический цикл тепловой машины Стирлинга.
Комбинированные циклы энергетических установок
Бинарный паротурбинный цикл.
Теплофикационные циклы.
Комбинированный парогазовый цикл.
Комбинированный цикл МГД и ПЭУ.
Цикл СПГГ и газовой турбины.
Термодинамические основы компримирования газов
Термодинамический анализ компримирования газов.
Многоступенчатое компримирование.
Циклы холодильных установок и термотрансформаторов
Цикл воздушной компрессорной холодильной установки.
Цикл воздушного компрессорного термотрансформатора (теплового насоса).
Цикл парокомпрессорной холодильной установки.
Парокомпрессорная теплонасосная отопительная установка.
Пароэжекторная холодильная установка.
Пароэжекторная термотрансформаторная установка.
Абсорбционная холодильная установка.
Установка с вихревой трубой.
Термодинамика химических реакций
Основные понятия химической термодинамики.
Основные законы химической термодинамики.
Максимальная работа химических реакций.
Зависимость скорости реакции от температуры.
Тепловой закон Нернста.
Приложение I. Понятие о термодинамике необратимых процессов
Приложение II. Синергетика. Самоорганизующиеся системы
Синергетика и новые способы преобразования энергии.
Самоорганизующиеся системы и их роль в эффективном производстве энергии.
Приложение III. Первый закон термодинамики и метод согласования балансовых уравнений для повышения точности исходной информации при математическом моделировании функционирующих энергоблоков
Многостраничное изображение хорошего качества с текстовым слоем
и закладками.
Термодинамика, физическая и коллоидная химия,
смежные вопросы: аннотированный список литературы
Введение
Предмет технической термодинамики.
Задачи курса «Техническая термодинамика».
Метод технической термодинамики.
Краткая история развития технической термодинамики.
Основные понятия и законы технической термодинамики
Термодинамическая система.
Источник и приемник теплоты.
Рабочее тело.
Теплота.
Механическая работа.
Нулевое начало термодинамики (закон теплового равновесия).
Первое начало термодинамики.
Второе начало термодинамики.
Третье начало термодинамики.
Развитие основных положений, понятий и законов технической термодинамики
Состояние рабочего тела, параметры состояния, свойства параметров состояния.
Уравнение состояния рабочего тела, идеальный и реальный газ, термодинамическая поверхность, термодинамический процесс.
Термодинамическая поверхность идеального и реального газа. Термодинамические диаграммы, водяной пар
Первый закон (начало) термодинамики
Механическая работа.
Теплота.
Теплоемкость, свойства теплоемкости.
Соотношение между теплотой и работой. Внутренняя энергия.
Первый закон термодинамики для изолированной (закрытой) термодинамической системы.
Первый закон термодинамики для открытой термодинамической системы.
Некоторые частные случаи открытых термодинамических систем.
Исследование термодинамических процессов
Политропный термодинамический процесс.
Частные термодинамические процессы.
Смеси идеальных газов, влажный воздух
Следствия из закона Дальтона.
Способы задания газовой смеси.
Смешение газообразных и жидких тел.
Влажный воздух.
h—d-диаграмма влажного воздуха.
Термодинамические диаграммы водяного пара, процессы в диаграммах
t—s-диаграмма водяного пара.
h—s-диаграмма водяного пара.
p—s-диаграмма воды и водяного пара.
p—h-диаграмма реального газа.
Второй закон (начало) термодинамики
Общие свойства циклов.
Анализ циклов Р. Клаузиуса.
Цикл Карно.
Энтропия как параметр состояния рабочего тела.
Изменение энтропии изолированной термодинамической системы при наличии необратимой теплопередачи. Потеря работы.
Интеграл Клаузиуса.
Формулировки второго закона термодинамики.
Максимальная и теряемая работа
Максимальная работа, свободная энергия и свободная энтальпия.
Эксергия и потеря работы вследствие необратимости реальных процессов.
Баланс энергии и эксергии парового котла.
Основы термодинамики газовых потоков
Основные понятия и уравнения газодинамики.
Скорость звука и критические параметры.
Скачки уплотнения.
Течение газа через сопла и диффузоры.
Влияние трения на истечение.
Течение в длинных трубах.
Дросселирование газов и паров.
Циклы пароэнергетических установок
Цикл Ренкина на насыщенном паре.
Эквивалентный цикл Карно.
Цикл Ренкина на перегретом паре.
Влияние начального давления на эффективность цикла Ренкина на перегретом паре.
Влияние давления в конденсаторе на эффективность цикла Ренкина.
Цикл на сверхкритических параметрах пара.
Регенеративный цикл.
Теплофикационный цикл.
Энергетическая и эксергетическая эффективность пароэнергетических установок.
Циклы газовых тепловых двигателей
Обобщенный теоретический цикл тепловых газовых двигателей.
Цикл ДВС со сжиганием при V = const.
Цикл со сжиганием при Р = const.
Цикл со смешанным подводом теплоты — цикл Тринклера.
Теоретические циклы газотурбинных двигателей.
Сравнение теоретических циклов газовых двигателей
Теоретический цикл тепловой машины Стирлинга.
Комбинированные циклы энергетических установок
Бинарный паротурбинный цикл.
Теплофикационные циклы.
Комбинированный парогазовый цикл.
Комбинированный цикл МГД и ПЭУ.
Цикл СПГГ и газовой турбины.
Термодинамические основы компримирования газов
Термодинамический анализ компримирования газов.
Многоступенчатое компримирование.
Циклы холодильных установок и термотрансформаторов
Цикл воздушной компрессорной холодильной установки.
Цикл воздушного компрессорного термотрансформатора (теплового насоса).
Цикл парокомпрессорной холодильной установки.
Парокомпрессорная теплонасосная отопительная установка.
Пароэжекторная холодильная установка.
Пароэжекторная термотрансформаторная установка.
Абсорбционная холодильная установка.
Установка с вихревой трубой.
Термодинамика химических реакций
Основные понятия химической термодинамики.
Основные законы химической термодинамики.
Максимальная работа химических реакций.
Зависимость скорости реакции от температуры.
Тепловой закон Нернста.
Приложение I. Понятие о термодинамике необратимых процессов
Приложение II. Синергетика. Самоорганизующиеся системы
Синергетика и новые способы преобразования энергии.
Самоорганизующиеся системы и их роль в эффективном производстве энергии.
Приложение III. Первый закон термодинамики и метод согласования балансовых уравнений для повышения точности исходной информации при математическом моделировании функционирующих энергоблоков