- •Техническая тЕрмодинамика
- •Содержание
- •Введение
- •Основные понятия и определения
- •Предмет технической термодинамики и ее методы
- •Рабочее тело. Основные параметры состояния.
- •Термодинамическая система и окружающая среда.
- •Уравнение состояния
- •Термодинамический процесс. VP-диаграмма и термодинамические процессы в ней /равновесные и неравновесные, обратимые и необратимые, круговой процесс/.
- •Теплота и работа как формы передачи энергии.
- •Идеальные и реальные газы
- •2.1 Определения и основные законы идеальных газов.
- •Уравнение состояния идеальных газов. Газовая постоянная.
- •Газовая постоянная одного килограмма газа:
- •Смеси идеальных газов
- •Основные определения. Способы задания газовых смесей
- •Вычисление параметров состояния смеси
- •Реальные газы
- •Первый закон термодинамики
- •Сущность первого закона термодинамики
- •Основные формулировки 1 закона
- •3.2 Внутренняя энергия. Аналитическое выражение 1 закона термодинамики.
- •3.3 Энтальпия. Энтропия.
- •4 Теплоемкость газов
- •4.1 Основные определения. Массовая, объемная и молярная теплоемкости
- •4.2 Теплоемкость при постоянном давлении и при постоянном объеме. Уравнение Майера.
- •Теплоемкость смеси газов
- •Основные термодинамические процессы идеальных газов.
- •Общие принципы исследования термодинамических процессов.
- •Вычисление энтропии идеального газа.
- •Изохорный процесс
- •Изобарный процесс
- •Изотермический процесс
- •Адиабатный процесс
- •Политропный процесс
- •6. Второй закон термодинамики
- •Термодинамические циклы тепловых машин. Прямые и обратные циклы, обратимые и необратимые
- •Термический кпд и холодильный коэффициент циклов
- •Прямой и обратный циклы Карно и их свойства
- •Прямой цикл Карно
- •Обратный цикл Карно
- •Аналитическое выражение iIзакона термодинамики.
- •Определение термического кпд цикла через среднеинтегральные температуры.
- •Методы сравнения термических кпд обратимых циклов
- •Обобщенный цикл Карно
- •Водяной пар
- •Фазовые переходы веществ
- •Диаграммы воды и водяного пара в vPиvTкоордината. Пограничные кривые. Критические точки
- •7.3 Определение параметров состояния воды и водяного пара
- •Основные параметры сухого насыщенного пара
- •Основные параметры перегретого пара
- •Основные параметры влажного насыщенного пара
- •Диаграмма sTдля водяного пара
- •7.8 Термодинамические процессы изменения состояния водяного пара
- •7.8.1.1Изохорный процесс
- •Изобарный процесс
- •Изотермический процесс
- •7.8.4Адиабатный процесс
- •8.Влажный воздух
- •Основные понятия и определения
- •Расчет основных параметров влажного воздуха
- •Течение газов
- •Уравнения движения
- •Уравнение первого закона термодинамики для потока газа
- •Располагаемая работа газа в потоке
- •Уравнение неразрывности
- •Скорость истечения
- •Секундный расход идеального газа через сопло
- •Истечение газа из сосуда неограниченной емкости
- •Основные условия течения идеального газа по каналам переменного сечения
- •Сопло Лаваля
- •При дозвуковом и сверхзвуковом течении
- •Истечение газов и паров с учетом трения
- •Дросселирование газов и паров
- •Дросселирование водяного пара
- •Компрессоры
- •Классификация и принципы действия компрессоров
- •Одноступенчатый поршневой компрессор
- •Ротационный (пластинчатый) компрессор
- •10.1.3 Центробежный компрессор
- •Компрессора
- •10.2 Теоретическая индикаторная диаграмма поршневого компрессора
- •Компрессора
- •10.3 Влияние процесса сжатия на величину работы одноступенчатого компрессора
- •В компрессоре в зависимости от способа сжатия:
- •Действительная индикаторная диаграмма компрессора
- •Многоступенчатое сжатие
- •Охлаждением рабочего тела
- •Циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания (двс)
- •1Цикл двс с подводом теплоты при постоянном объеме (цикл Отто)
- •Теплоты при постоянном объеме:
- •С подводом теплоты при и
- •11.2 Цикл двс с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля)
- •С подводом теплоты при постоянном давлении:
- •Цикл со смешанным подводом теплоты (цикл Тринклера)
- •Сравнение циклов двс
- •Сравнение циклов поршневых двс с подводом теплоты при и
- •При одинаковой степени сжатия
- •С различной степенью сжатия .
- •При и регенерацией теплоты:
- •Циклы паросиловых установок
- •Обратные термодинамические циклы
- •14.1 Цикл воздушной холодильной установки
- •14.2 Цикл парокомпрессорной холодильной установки
- •Список использованной и рекомендуемой литературы
Министерство аграрной политики Украины
Керченский государственный морской технологический университет
Кафедра судовых энергетических установок
Техническая тЕрмодинамика
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
направления 6.070104 "Морской и речной транспорт"
специальности
"эксплуатация
судовых энергетических установок"
Керчь, 2010
Автор: Богатырева Е.В., старший преподаватель кафедры СЭУ КГМТУ.
Рецензенты: Конюков В.Л., к.т.н., доцент кафедры СЭУ КГМТУ;
Чуб О.П., директор УТЦ, механик I разряда по ДВС.
Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании кафедры СЭУ КГМТУ,
протокол № от г.
Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании методической комиссии МФ КГМТУ,
протокол № от г.
Методические указания утверждены на методическом совете КГМТУ,
протокол № от г.
Керченский государственный морской технологический университет
Содержание
Введение……………………………………………………………………. |
4 |
1.Основные понятия и определения……………………………………… |
5 |
2. Идеальные и реальные газы……………………………………………. |
12 |
3. Первый закон термодинамики…………………………………………. |
21 |
4. Теплоемкость газов…………………………………………………….. |
29 |
5. Основные термодинамические процессы идеальных газов…………. |
33 |
6. Второй закон термодинамики………………………………………….. |
49 |
7. Водяной пар……………………………………………………………… |
57 |
8. Влажный воздух………………………………………………………… |
72 |
9. Течение газов……………………………………………………………. |
75 |
10. Компрессоры…………………………………………………………… |
89 |
11. Циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС)……… |
96 |
12. Циклы газотурбинных установок (ГТУ)……………………………... |
106 |
13. Циклы паросиловых установок……………………………………….. |
110 |
14. Обратные термодинамические циклы………………………………... |
113 |
Список использованной и рекомендуемой литературы…………………. |
116 |
Введение
Термодинамика является общетехнической дисциплиной, изучающей методы получения, преобразования, передачи и использования теплоты.
Значение термодинамики для народного хозяйства трудно переоценить. Тепловые машины, аппараты и установки используются либо как основные, либо как вспомогательные во всех отраслях техники. На рыбообрабатывающих предприятиях и промысловых судах их используют для получения технологического пара и горячей воды, для выработки электроэнергии, для опреснения морской воды, для получения холода.
Целью изучения дисциплины «Техническая термодинамика» студентов, обучающихся по специальности «Эксплуатация судовых энергетических установок», является успешное освоение основных законов термодинамики и вытекающих из них общих теоретических положений, которые составляют основу для последующего изучения и количественного анализа рабочих циклов тепловых машин, а также освоение теории рабочих циклов тепловых двигателей и холодильных машин, термодинамических принципов получения теплоты.
В результате изучения дисциплины технической термодинамики студент должен
ЗНАТЬ:
Основные законы термодинамики, взаимные превращения теплоты в работу и работы в теплоту, условия для создания теплового двигателя. Термодинамические процессы идеального газа и реальных рабочих тел, уравнения процессов, связь между параметрами состояний, изображение процессов на термодинамических диаграммах, изменение функций состояния, теплоту и работы процессов. Истечение газов и паров из сопел и насадок, критические режимы течения, дросселирование рабочих тел. Рабочие циклы паровых и газовых двигателей, холодильных машин, их характеристики, работу и показатели эффективности, способы повышения тепловой экономичности.
УМЕТЬ:
Определять параметры состояния и функции состояния рабочих тел (газов, паров, газовых смесей). Проводить исследования термодинамических процессов идеальных газов и реальных рабочих тел, вычислять параметры конкретных состояний, находить изменения функций состояния в процессах, определять теплоту и работы процессов, находить параметры и функции состояния реальных рабочих тел с помощью таблиц и диаграмм. Определять скорость истечения из сопел и насадок для различных режимов, вычислять расход рабочей среды. Проводить исследования теоретических циклов газовых и паровых двигателей, определять параметры состояния в характерных точках, вычислять работу и теплоту, находить характеристики циклов и вычислять их термический КПД, для обратных циклов – холодильный коэффициент, делать сравнительный анализ различных циклов.