- •Министерство образования и науки Российской Федерации
- •Научный редактор
- •Введение
- •1. Основные термические параметры состояния
- •Удельный объем
- •Давление
- •Соотношения единиц измерения давления
- •Температура
- •1.1. Задачи
- •1.2. Контрольные вопросы
- •2. Законы и уравнения состояния идеальных газов. Смеси идеальных газов
- •2.1. Задачи
- •2.2. Контрольные вопросы
- •3. Теплоемкости газов и газовых смесей
- •3.1. Задачи
- •3.2. Контрольные вопросы
- •4. Первый закон термодинамики для закрытой системы
- •4.1. Задачи
- •4.2. Контрольные вопросы
- •5. Политропные процессы изменения состояния идеальных газов
- •5.1. Задачи
- •5.2. Особенности расчета процессов идеальных газов при учете влияния температуры на их изобарную и изохорную теплоемкости
- •5.3. Задачи
- •5.4. Контрольные вопросы
- •6. Термодинамические свойства воды и водяного пара. Процессы водяного пара
- •6.1. Задачи
- •6.2. Контрольные вопросы
- •7. Влажный воздух
- •Основные характеристики влажного воздуха
- •Характеристики атмосферного влажного воздуха
- •Область влажного ненасыщенного воздуха h,d- диаграммы
- •Область перенасыщенного влажного воздуха h,d- диаграммы
- •Пример пользования h,d- диаграммой
- •7.1. Задачи
- •7.2. Контрольные вопросы
- •8. Второй закон термодинамики
- •8.1. Задачи
- •8.2. Контрольные вопросы
- •9. Первый закон термодинамики для потока. Работа изменения давления в потоке. Эксергия в потоке
- •Работа изменения давления в потоке для адиабатных процессов
- •Эксергия в потоке
- •9.1. Задачи
- •9.2. Контрольные вопросы
- •10. Истечение газа и пара через сопловые каналы
- •Особенности расчета процесса истечения через сопло реальных веществ
- •Необратимое истечение газов и паров через сопло
- •Процессы торможения. Параметры заторможенного потока
- •Методика расчета соплового канала при истечении через него газа или пара с начальной скоростью больше нуля
- •10.1. Задачи
- •10.2. Контрольные вопросы
- •11. Дросселирование газов, паров и жидкостей
- •11.1. Задачи
- •11.2. Контрольные вопросы
- •12. Процессы смешения газов и паров
- •Смешение в объёме
- •Смешение в потоке
- •Смешение при заполнении объёма
- •12.1. Задачи
- •12.2. Контрольные вопросы
- •13. Циклы двигателей внутреннего сгорания
- •Цикл двс с подводом теплоты к рабочему телу при постоянном объеме
- •Цикл двс с подводом теплоты к рабочему телу при постоянном давлении
- •Цикл двс со смешанным подводом теплоты к рабочему телу
- •13.1. Задачи
- •13.2. Контрольные вопросы
- •14. Циклы воздушных реактивных двигателей
- •Цикл прямоточного врд
- •Цикл турбокомпрессорного врд
- •14.1. Задачи
- •14.2. Контрольные вопросы
- •15. Циклы газотурбинных установок
- •Методика расчета тепловой экономичности обратимого цикла гту
- •Тепловая экономичность реального цикла гту
- •Регенеративный цикл гту
- •Регенеративный цикл гту с двухступенчатым сжатием и расширением рабочего тела
- •15.1. Задачи
- •15.2. Контрольные вопросы
- •16. Циклы паротурбинных установок
- •16.1. Базовый цикл пту – цикл Ренкина
- •Расчет простого обратимого цикла пту
- •Расчет необратимого цикла простой пту
- •Система кпд цикла пту
- •16.2. Цикл пту с вторичным перегревом пара
- •16.3. Регенеративный цикл пту
- •Выбор оптимальных давлений отборов пара турбины на регенеративные подогреватели пту
- •Особенности расчета регенеративных пту с подогревателями поверхностного типа
- •16.4. Теплофикационные циклы пту
- •Теплофикационные пту с отборами пара на тепловые потребители
- •16.5. Термодинамические особенности расчета циклов аэс на насыщенном водяном паре
- •16.6. Задачи
- •16.7. Контрольные вопросы
- •17. Циклы парогазовых установок
- •17.1. Цикл пгу с котлом-утилизатором
- •17.2. Циклы пгу со сжиганием топлива в паровом котле
- •Цикл пгу с низконапорным парогенератором
- •Цикл пгу с высоконапорным парогенератором
- •Полузависимая пгу
- •17.3. Задачи
- •17.4. Контрольные вопросы
- •18. Циклы холодильных установок и тепловых насосов
- •18.1. Цикл воздушной холодильной установки (вху)
- •Методика расчета вху
- •18.2. Цикл парокомпрессорной холодильной установки
- •Методика расчета цикла пкху
- •18.3. Парокомпрессорный цикл теплового насоса
- •Методика расчета цикла парокомпрессорного теплового насоса
- •18.4. Задачи
- •18.5. Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Приложения
- •Оглавление
- •Чухин Иван Михайлович
- •Редактор н.Б. Михалева
- •153003, Г. Иваново, ул. Рабфаковская, 34.
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………..…………………………… 3
1. Основные термические параметры состояния ..................... 4
1.1. Задачи .........................................…………………………………………... 9
1.2. Контрольные вопросы ..................…………….…………………………. 11
2. ЗАКОНЫ И УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ.
СМЕСИ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ .......................…………...…………………. 13
2.1. Задачи ...................................................…………………………………. 15
2.2. Контрольные вопросы ..........................…………………………………. 18
3. ТЕПЛОЕМКОСТИ ГАЗОВ И ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ ...................………….. 19
3.1. Задачи ........................................……………………………………...….. 21
3.2. Контрольные вопросы ..................…….…………………………………. 25
4. ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ ДЛЯ ЗАКРЫТОЙ
СИСТЕМЫ ………………………………………………………………………. 26
4.1. Задачи ........................................…………………………….……………. 27
4.2. Контрольные вопросы ..................……………………………………….. 28
5. ПОЛИТРОПНЫЕ ПРОЦЕССЫ ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ
ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ...................................…………………………..…….. 29
5.1. Задачи...................…………………………………………........................ 32
5.2. Особенности расчета процессов идеальных газов при
учете влияния температуры на их изобарную и изохорную
теплоемкости................…………...……………………………………..... 38
5.3. Задачи...................……………………………….…………………………. 41
5.4. Контрольные вопросы...................……………….………………………. 43
6. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ И ВОДЯНОГО
ПАРА. ПРОЦЕССЫ ВОДЯНОГО ПАРА...................………………………. 44
6.1. Задачи...................……………………………………….…………………. 50
6.2. Контрольные вопросы...................…………………….…………………. 58
7. ВЛАЖНЫЙ ВОЗДУХ.........................………………………...……………..... 59
7.1. Задачи...................………………………………………………………….. 67
7.2. Контрольные вопросы...................……….………………………………. 72
8. ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ..........……………………………….. 74
8.1. Задачи...................………………….………………………………………. 76
8.2. Контрольные вопросы...................……………………………………….. 82
9. ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ ДЛЯ ПОТОКА.
РАБОТА ИЗМЕНЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ПОТОКЕ.
ЭКСЕРГИЯ В ПОТОКЕ……………..…………………………………………. 83
9.1. Задачи……………………………………………………….……………….. 87
9.2. Контрольные вопросы………………………………….………………….. 93
10. ИСТЕЧЕНИЕ ГАЗА И ПАРА ЧЕРЕЗ СОПЛОВЫЕ.КАНАЛЫ………..….. 95
10.1. Задачи……………………………………………………………….…..… 104
10.2. Контрольные вопросы………………………………………………..… 113
11. ДРОССЕЛИРОВАНИЕ ГАЗОВ, ПАРОВ И ЖИДКОСТЕЙ……………... 114
11.1. Задачи………………………………………………………………..……. 115
11.2. Контрольные вопросы ………………….…………...…………………. 118
12. ПРОЦЕССЫ СМЕШЕНИЯ ГАЗОВ И ПАРОВ ……………….…….……. 119
12.1. Задачи …………………………………………………………………….. 125
12.2. Контрольные вопросы ……………………………………...………….. 130
13. ЦИКЛЫ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ………...……….. 132
13.1. Задачи……………………………………………………………………... 136
13.2. Контрольные вопросы …………………………………………...…….. 140
14. ЦИКЛЫ ВОЗДУШНЫХ РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ………………… 141
14.1. Задачи ……………………………………………………………..……… 144
14.2. Контрольные вопросы ………………………………………….……… 146
15. ЦИКЛЫ ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК …………………..…….……. 147
15.1. Задачи ………………………………………………………..….….……. 154
15.2. Контрольные вопросы ……………………………………..….….……. 162
16. ЦИКЛЫ ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК …………….…..…...….…… 163
16.1. Базовый цикл ПТУ – цикл Ренкина ……………….….……………… 163
16.2. Цикл ПТУ с вторичным перегревом пара ……….…………..……… 169
16.3. Регенеративный цикл ПТУ …………………………………….……… 171
16.4. Теплофикационные циклы ПТУ …………………………...….……… 178
16.5. Термодинамические особенности расчета циклов АЭС
на насыщенном водяном паре ……………………..…………...…... 182
16.6. Задачи …………………………………………………………………….. 185
16.7. Контрольные вопросы …………………………….......……………….. 201
17. ЦИКЛЫ ПАРОГАЗОВЫХ УСТАНОВОК ………………...……….………. 203
17.1. Цикл ПГУ с котлом-утилизатором ……………………………………. 203
17.2. Циклы ПГУ со сжиганием топлива в паровом котле ……………… 205
17.3. Задачи ……………………………………………………………..……… 210
17.4. Контрольные вопросы ………………………………...……………….. 217
18. ЦИКЛЫ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК И ТЕПЛОВЫХ
НАСОСОВ …………………………………………...………………………. 219
18.1. Цикл воздушной холодильной установки (ВХУ) …………………… 219
18.2. Цикл паро-компрессорной холодильной установки ………………. 221
18.3. Парокомпрессорный цикл теплового насоса ….…………………… 223
18.4. Задачи ……………………………………………………………..……… 225
18.5. Контрольные вопросы ………………………………...………..……… 233
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ...................……………………………………...…........…...... 234
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ....…………...………………………....... 235
Приложение 1. Соотношения единиц СИ с внесистемными
единицами некоторых физических величин ..……………….….………... 237
Приложение 2. Термодинамические свойства газов …………………...… 238
Приложение 3. Некоторые термодинамические свойства Н2О …………. 242
Приложение 4. Термодинамические свойства веществ,
используемых в обратных циклах ……………..……………………...….… 243