URSS.ru - Издательская группа URSS. Научная и учебная литература
Об издательстве Интернет-магазин Контакты Оптовикам и библиотекам Вакансии Пишите нам
КНИГИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ


 
Вернуться в: Каталог  
Обложка Ерохин В.Г., Маханько М.Г. Основы термодинамики и теплотехники
Id: 188190
 
549 руб.

Основы термодинамики и теплотехники. Изд.3

URSS. 2014. 232 с. Твердый переплетISBN 978-5-9710-1279-5.

 Аннотация

Тепловые процессы являются основными как в теплоэнергетике, так и в самых разнообразных технологических процессах, в том числе и химических. Рациональное использование теплоты в различных отраслях промышленности невозможно без знания основных законов теплотехники и совершенного овладения теорией тепловых процессов. Для успешного освоения этих знаний и предназначена настоящая книга, содержащая основы термодинамики и теплотехники. Задачи ко всем разделам данной книги содержатся в "Сборнике задач по основам гидравлики и теплотехники" тех же авторов (М.: URSS, 2009).

Учебник адресован студентам --- будущим специалистам в области химического и нефтехимического машиностроения, преподавателям технических вузов, инженерам-энергетикам.


 Оглавление

Введение (М. Г. Маханько)
Раздел 1. ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ (М. Г. Маханько)
Глава 1. Основные понятия и определения
 § 1.Теплота и работа
 § 2.Термодинамическая система
 § 3.Параметры состояния термодинамической системы
 § 4.Основные законы идеальных газов
 § 5.Уравнение состояния идеального газа
 § 6.Свойства реальных газов
Глава 2. Первый закон термодинамики
 § 7.Термодинамический процесс
 § 8.Первый закон термодинамики
 § 9.Изменение внутренней энергии и работа газа в термодинамическом процессе
 § 10.Уравнение первого закона термодинамики для движущегося газа
Глава 3. Теплоемкость газов
 § 11.Основные понятия. Истинная и средняя теплоемкость
 § 12.Зависимость теплоемкости от температуры и характера процесса
Глава 4. Смеси газов
 § 13.Состав смеси газов
 § 14.Закон Дальтона
 § 15.Средняя молекулярная масса и газовая постоянная смеси
 § 16.Теплоемкость смеси газов
 § 17.Определение параметров смеси при смешивании отдельных газов в объеме, равном сумме смешиваемых объемов
Глава 5. Основные термодинамические процессы
 § 18.Классификация основных термодинамических процессов
 § 19.Изохорный процесс
 § 20.Изобарный процесс
 § 21.Изотермический процесс
 § 22.Адиабатный процесс
 § 23.Политропные процессы
Глава 6. Второй закон термодинамики
 § 24.Основные положения второго закона термодинамики
 § 25.Цикл теплового двигателя
 § 26.Цикл холодильной машины
 § 27.Идеальный цикл теплового двигателя
 § 28.Идеальный цикл холодильной машины
Глава 7. Энтропия
 § 29.Понятие об энтропии и ее изменение в термодинамических процессах
 § 30.Энтропия и работоспособность. Закон возрастания энтропии
 § 31.Ts-диаграмма
Глава 8. Водяной пар
 § 32.Основные понятия и рv-диаграмма водяного пара
 § 33.Параметры состояния кипящей воды и пара
 § 34.Теплота парообразования и теплоемкость перегретого пара
 § 35.Таблицы и диаграммы водяного пара
 § 36.Процессы изменения состояния водяного пара
Глава 9. Термодинамика влажного воздуха
 § 37.Влажный воздух и параметры его состояния
 § 38.id-диаграмма влажного воздуха
 § 39.Тепло- и массообмен влажного воздуха с водой
 § 40.Смешивание потоков влажного воздуха
Глава 10. Термодинамика потока газа или пара
 § 41.Скорость и расход газа при течении
 § 42.Критическое течение
 § 43.Дросселирование газов и паров
Раздел 2. ОСНОВЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ (М. Г. Маханько)
Глава 11. Теплопроводность
 § 44.Теплопроводность плоской стенки
 § 45.Теплопроводность цилиндрической стенки
 § 46.Теплопроводность шаровой стенки
 § 47.Теплопроводность круглого стержня и трубы с внутренним источником теплоты
Глава 12. Конвективный теплообмен
 § 48.Основные понятия
 § 49.Подобие процессов конвективного теплообмена
 § 50.Теплообмен при свободной конвекции
 § 51.Теплообмен при вынужденной конвекции
Глава 13. Теплообмен при кипении и конденсации
 § 52.Теплообмен при кипении
 § 53.Теплообмен при конденсации
Глава 14. Теплообмен излучением
 § 54.Основные понятия и определения
 § 55.Теплообмен излучением между телами
 § 56.Тепловое излучение газов
Глава 15. Теплопередача
 § 57.Сложный теплообмен
 § 58.Теплопередача через стенку
 § 59.Тепловая изоляция
Глава 16. Теплообменные аппараты
 § 60.Типы теплообменных аппаратов
 § 61.Расчет параметров теплообменных аппаратов
Глава 17. Моделирование и экспериментальное исследование теплообменных аппаратов
 § 62.Постановка задачи и условия моделирования
 § 63.Экспериментальное исследование теплообменных аппаратов
Раздел 3. ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ
Глава 18. Основные понятия. Топливо, процессы горения, топочные устройства (В. Г. Ерохин)
 § 64.Классификация топлива
 § 65.Состав топлива и его характеристики
 § 66.Теплота сгорания топлива
 § 67.Процессы горения топлива
Глава 19. Котельные установки (В. Г. Ерохин)
 § 68.Основные элементы и классификация
 § 69.Котельные агрегаты
 § 70.Топочные устройства
 § 71.Парогенераторы
 § 72.Тепловой баланс и КПД парогенератора
 § 73.Парогенераторы на отходящих газах
 § 74.Водогрейные котлы
 § 75.Пароводогрейные котлы
 § 76.Контактные нагреватели
 § 77.Электрические водонагреватели й парогенераторы
Глава 20. Паросиловые установки (В. Г. Ерохин)
 § 78.Основные понятия. Циклы паросиловых установок
 § 79.Способы повышения экономичности паросиловой установки
 § 8Q.Основы теплофикации
 § 81.Принцип действия паровой турбины
 § 82.Конденсационные устройства паровых турбин
 § 83.Классификация паровых турбин
 § 84.Паротурбинные электростанции
Глава 21. Установки с двигателями внутреннего сгорания (В. Г. Ерохин)
 § 85.Циклы двигателей внутреннего сгорания
 § 86.Принцип действия и классификация двигателей
 § 87.Тепловой баланс и КПД двигателей
Глава 22. Газотурбинные установки (В. Г. Ерохин)
 § 88.Основные элементы и циклы газотурбинных установок
 § 89.Принципиальная схема газотурбинной установки
 § 90.Циклы реактивных двигателей
 § 91.Области применения паротурбинных и газотурбинных установок
Глава 23. Сжатие газов и паров (М. Г. Маханько, П. И. Самойленко)
 § 92.Основные понятия
 § 93.Основные процессы одноступенчатого поршневого компрессора
 § 94.Основные характеристики одноступенчатого поршневого компрессора
 § 95.Многоступенчатое сжатие в поршневом компрессоре
 § 96.Ротационные компрессоры (воздуходувки)
 § 97.Лопаточные компрессоры
 § 98.Вентиляторы
Глава 24. Современные теплоэнергетические установки (В. Г. Ерохин)
 § 99.Парогазовые установки
 § 100.Атомные установки
 § 101.Методы прямого преобразования тепловой и химической энергии в электрическую
Глава 25. Холодильные установки и тепловые насосы (В. Г. Ерохин, П. И. Самойленко)
 § 102.Способы получения холода
 § 103.Холодильные агенты
 § 104.Воздушные холодильные установки
 § 105.Паровые компрессорные холодильные установки
 § 106.Абсорбционные холодильные установки

 Введение

Теплотехника как наука о законах и способах получения и передачи теплоты, преобразования ее в другие виды энергии возникла в начале XVIII в. Большой вклад в материалистическое направление развития теплотехники внес наш великий соотечественник М.В.Ломоносов, сформулировавший закон о сохранении и превращении энергии.

В 1763--65 гг. русский механик И.И.Ползунов создал оригинальную по конструкции паровую машину. В 1769 г. английский механик Д.Уатт получил патент на паровую машину, работающую по принципу действия паровых машин наших дней. В 1860 г. француз Ленуар создал первый газовый двигатель внутреннего сгорания. Через 17 лет появился газовый двигатель, работающий по современной четырехтактной схеме. В 1895 г. немецкий инженер Р.Дизель получил патент на двигатель внутреннего сгорания, называемый теперь его именем.

Первый патент на газовую турбину получил в 1791 г. в Англии Г.Бербер, но пригодные для практического использования газотурбинные двигатели появились лишь через 100 лет. Первая паровая турбина была построена Г.Лавалем в 1883 г., как привод высокооборотного сепаратора с частотой вращения 30000 об/мин.

Вместе с развитием тепловых двигателей совершенствовалась и теория теплоты. В 1824 г. французский инженер С.Карно опубликовал научный трактат, в котором сформулировал важнейший закон теплотехники, определяющий условия превращения теплоты в механическую работу, предложил формулу для определения КПД идеального теплового двигателя и разработал схему работы двигателя внутреннего сгорания.

Большое значение для развития теплотехники имели труды Роберта Майера, Джемса Джоуля, Рудольфа Клаузиса, Германа Гельмгольца, Виллиама Томсона. Их работы обусловили установление первого и второго законов термодинамики, которые создали основу для теоретического изучения и практического применения процессов взаимного превращения теплоты и работы.

Совершенствование теории тепловых двигателей и теплообменных аппаратов связано с именами выдающихся отечественных теплотехников М.Ф.Окатова, Л.К.Попова, И.А.Вышнеградского, Г.В.Деппа, К.В.Кирша, В.И.Гриневецкого, Л.К.Рамзина, М.В.Кирпичева, А.А.Радцига, Н.И.Белоконь и др. Русской науке принадлежит приоритет в овладении законами реактивного движения. Гениальный русский ученый К.Э.Циолковский создал научные основы теории реактивного движения.

Использование атомной энергии в энергетических целях также связано с тепловыми процессами. В мирном использовании атомной энергии приоритет принадлежит Советскому Союзу. Первая атомная электростанция построена в 1954 г. В ближайшей перспективе -- широкое использование атомной энергии для целей теплофикации.

Тепловые процессы являются основными не только в теплоэнергетике. Их роль чрезвычайно велика в самых разнообразных технологических процессах, в том числе и химических.

Рациональное использование теплоты в различных отраслях промышленности невозможно без знания основных законов теплотехники и совершенного овладения теорией тепловых процессов.

Развивающаяся быстрыми темпами химическая промышленность является одним из крупных потребителей тепловой энергии. Основными направлениями развития народного хозяйства СССР на 1976--1980 годы предусмотрено в химической и нефтехимической промышленности увеличить производство продукции на 60--65%. Это ставит важные задачи перед специалистами хими- ческого машиностроения, на подготовку среднего звена которых и рассчитан данный учебник. В учебнике не приведены типовые задачи, так как по всем его разделам задачи с решениями даны В.Г.Ерохиным и М.Г.Маханько в "Сборнике задач по основам гидравлики и теплотехники" (М., 1979, с.240).


 Из главы 1. Основные понятия и определения


§ 1. Теплота и работа

Энергия -- общая мера различных форм движения материи. Количество работы и теплоты является мерой энергии, переданной телу в форме работы или в форме теплоты. Величина передаваемой энергии зависит от условий, в которых осуществляется такой процесс. Если одно тело совершает над другим механическую работу, то увеличение энергии тела равно совершенной над ним работе. Величину работы, совершаемой телом, принято считать положительной, а полученной -- отрицательной. Работа в технической термодинамике измеряется в джоулях.

Передача энергии телу совершением над ним работы всегда связана с перемещением тела или его частиц. Если одно тело передает энергию другому при тепловом контакте, то количество теплоты, полученное телом, считается положительным, а отданное -- отрицательным. Единицей количества теплоты является джоуль.

Согласно кинетической теории материи теплота есть форма проявления энергии движения частиц, образующих тело. Поэтому передача теплоты от частиц одного тела к другому состоит в обмене энергией, т.е. в совершении работы атомов и молекул одного тела над атомами и молекулами другого тела.

Механическая работа в отличие от теплоты представляет собой упорядоченную форму передачи энергии.

Превращение одной формы работы в другую возможно. Однако, переход организованной (механической) работы в неорганизованную (тепловую) происходит в любых количествах и всегда возможно полное превращение механической работы в теплоту. Обратный же переход неорганизованной работы в организованную возможен только при определенных условиях. В этом и заключается качественное различие понятий "теплота" и "работа".

§ 2. Термодинамическая система

Совокупность тел, которые энергетически взаимодействуют между собой, с другими телами и с окружающей их средой, составляет термодинамическую систему. Система, в которой отсутствует обмен веществом с другими телами, называется закрытой системой. Примером закрытой системы может быть газ, находящийся в цилиндре с поршнем.

Система, в которой имеет место обмен вещества с другими телами, называется открытой системой. Примером открытой системы является поток рабочего тела в турбинах и турбокомпрессорах, а также в поршневых машинах в процессах впуска и выпуска. Если система не обменивается энергией и массой с другими системами, она называется изолированной. Однородной называется такая термодинамическая система, все составляющие которой обладают одинаковыми свойствами. Если отдельные составляющие системы обладают различными свойствами и между ними имеются поверхности раздела, то такая система называется гетерогенной. Если между отдельными составляющими системы нет поверхности раздела, то система называется гомогенной. Примером гетерогенной системы может быть резервуар с кипящей жидкостью, над поверхностью которой находится насыщенный пар. Гетерогенную систему будут представлять также лед и вода. Отдельные составляющие гетерогенной системы, разделенные одна от другой поверхностями раздела, называются фазами. Гетерогенные системы могут быть трехфазными (когда в системе имеются твердая, жидкая и газообразная фазы).

Состояние системы, при котором значения характеризующих ее параметров во времени не изменяются, называется стационарным. Если значения параметров состояния системы во времени изменяются, то такое состояние системы называется нестационарным.

Все процессы в теплотехнике связаны с использованием некоторого рабочего тела. Получение работы за счет теплоты в тепловых двигателях требует совершения процессов изменения объема рабочего тела (расширения или сжатия). Поэтому в качестве рабочих тел в тепловых двигателях используются газы и пары, позволяющие изменять свой объем.


 Об авторах

Виктор Георгиевич ЕРОХИН

Профессор. Участник Великой Отечественной войны. По опыту работы теплоэнергетик. Стаж преподавательской работы на кафедре теплоэнергетики на железнодорожном транспорте в Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) -- 55 лет.

Последние работы по экономии энергии и материалов, включая вопросы экологии на промышленных предприятиях.

Михаил Георгиевич МАХАНЬКО (1918-1997)

Доктор технических наук, профессор. Более 50 лет отдал преподавательской работе в Московском институте инженеров железнодорожного транспорта (МИИТ, ныне Московский государственный университет путей сообщения). Автор более 200 научных трудов, монографий, учебников, учебных пособий и изобретений.

Основными направлениями научной деятельности были вопросы подобия и расчета двигателей внутреннего сгорания, перевод двигателей на газообразное топливо, тепловые расчеты различных теплообменных аппаратов и тепловых установок.

За успехи в научно-педагогической деятельности награжден государственными наградами и знаками "Заслуженный работник транспорта РФ", "Изобретатель СССР", "Почетный железнодорожник" и др.

 
© URSS 2016.

Информация о Продавце