3

Теплотехника

Теплотехника 1

ВВЕДЕНИЕ 3

1. ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА. 4

1.1. Предмет и основные понятия 4

1.2. Параметры состояния 4

1.3. Уравнение состояния и термодинамический процесс 5

1.4 Первый закон термодинамики 6

Теплота и работа 6

Внутренняя энергия 7

Первый закон термодинамики 7

1.5.Теплоемкость газа 8

1.6. Уравнение состояния идеального газа 9

Смесь идеальных газов 9

1.7. Второй закон термодинамики 10

Основные положения второго закона термодинамики 10

1.8. Термодинамические процессы 12

Политропный процесс 13

1.9. Термодинамика потока 15

Первый закон термодинамики для потока 15

Критическое давление и скорость. Сопло Лаваля 16

Дросселирование 17

1.10. Сжатие газов 18

Объемный компрессор 18

17.2. Лопаточный компрессор 23

3.10.Реальные газы. Водяной пар. Влажный воздух 24

Свойства реальных газов 24

Уравнения состояния реального газа 25

Водяной пар 27

Характеристики влажного воздуха 28

1.12. Термодинамические циклы 29

Циклы паротурбинных установок (ПТУ) 29

Циклы двигателей внутреннего сгорания (ДВС) 30

Циклы газотурбинных установок (ГТУ) 32

2.ОСНОВЫ ТЕОРИИ ТЕПЛООБМЕНА 34

2.1. Основные понятия и определения 34

2.2. Теплопроводность 35

2.3. Теплоотдача 41

2.4. Теплообмен при конденсации насыщенных паров 49

2.5. Теплообмен при кипении жидкостей 52

2.6. Лучистый и сложный теплообмен 54

2.5.Теплопередача 60

Теплопередача через плоскую стенку 60

Теплопередача через цилиндрическую стенку 62

2.6. Теплообменные аппараты 63

Расчет теплообменных аппаратов 64

3.ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ 67

3.1. Энергетическое топливо. Состав топлива 67

Характеристика топлива 69

Моторные топлива для поршневых ДВС 71

3.2. Котельные установки 71

Котельный агрегат и его элементы 71

3.3. Вспомогательное оборудование котельной установки 74

3.4. Тепловой баланс котельного агрегата 77

3.5. Топочные устройства 78

3.6. Сжигание топлива 80

Теплотехнические показатели работы топок 82

Физический процесс горения топлива 83

Определение теоретического и действительного расхода воздуха на горение топлива 84

Количество продуктов сгорания топлива 86

Вопросы экологии при использовании теплоты 88

18.1. Токсичные газы продуктов сгорания 88

18.2. Воздействия токсичных газов 90

18.3. Последствия парникового эффекта 92

Литература 118

Введение

Теплотехника – наука, объектом исследования которой является теоретические и практические методы и конструктивное оформление получения, преобразования, передачи и использования теплоты.

Человек использует теплоту во всех областях своей деятельности. Установление рациональных способов его использования, анализа экономичности рабочих процессов тепловых установок и создания новых, наиболее совершенных типов тепловых агрегатов невозможно без знания теоретических основ теплотехники. Теплота используется человечеством по двум принципиально различным направлениям: энергетическом и технологическом. 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).

Теплотехника является общетехнической дисциплиной при подготовке специалистов технической специальности и состоит из трех взаимосвязанных предметов: технической термодинамики, основ теплопередачи и теплоиспользующих установок.