- •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
Изобарный процесс
Процесс, протекающий при постоянном давлении или , называется изобарным, а кривая процесса – изобарой.
Таблица 5.3 – Исследование изобарного процесса
Метод исследования |
Формулы |
|
, , |
2. График процесса в и- координатах
| |
|
Pис. 5.4. - Изобарный процесс в координатах |
Площадь под изохорным процессом в -диаграмме (пл. 1234) численно равна количеству теплоты, которая расходуется на изменение энтльпии рабочего тела, а подкасательная к кривой в любой точке дает значение истинной теплоемкостиcv. Изобарный процесс на -диаграмме протекает более полого, чем изохорный процесс того же газа.
| |
|
Pис. 5.5. - Изохорный процесс в - координатах |
Продолжение таблицы 5.2.
Метод исследования |
Формулы |
|
|
| |
Или с учетом уравнения состояния | |
|
, т.к. |
| |
| |
9. Изменение удельной энтропии в обратимом изобарном процессе определяется по формулам:
|
|
Для двухатомных газов , тогда | |
11. Доля теплоты, расходуемая на совершение работы
Для двухатомных газов
|
На рис. 5.6. показано распределение теплоты в изобарном процессе
-
a
б
Рис. 5.6. Схема распределения теплоты в изобарном процессе:
а- при расширении газа; б – при сжатии газа
Изотермический процесс
Изотермический процесс протекает в условиях постоянной температуры, т.е. при или.
Таблица 5.3 – Исследование изотермического процесса
Метод исследования |
Формулы |
|
; . |
|
|
В диаграмме изотермический процесс представляет собой равнобокую (равностороннюю) гиперболу. Чем выше температура, тем выше вдиаграмме располагается изотерма.
| |
|
Pис. 5.7. - Изотермический процесс в координатах |
В -диаграмме изотермический процесс изображается прямой линией, параллельной оси абсцисс.
| |
|
Pис. 5.8. - Изотермический процесс в - координатах |
Продолжение таблицы 5.4.
Метод исследования |
Формулы |
|
|
| |
|
|
Следовательно, в изотермическом процессе для идеального газа располагаемая работа l0 равна работе процесса l.
|
|
|
или |
8. При T = const dT = 0: |
,т.е. |
| |
| |
|
|
На рис. 5.9. показано распределение теплоты в изотермическом процессе
-
a
б
Рис. 5.9. Схема распределения теплоты в изотермическом процессе:
а- при расширении газа; б – при сжатии газа