Пособие знакомит читателей с основными аспектами процессов взаимного пре
вращения тепловой и механической энергии и их использования в технологических
установках. Излагаются основные законы термодинамики, методы анализа тер
модинамических процессов идеальных и реальных рабочих тел, циклов тепловых
двигателей и холодильных установок. Особое внимание уделено термодинамиче
ским основам работы компрессорных машин и циклам газотурбинных установок.
Учебное пособие написано в соответствии с программой курса «Термодина
мика», составленной в соответствии с Федеральными государственными образо
вательными стандартами высшего профессионального образования.
Author(s): А. В. Островская, В. Н. Королев
Publisher: УФУ
Year: 2020
Language: Russian
Pages: 240
City: Екатеринбург
Предисловие.................................................................................3
Раздел А. Основы термодинамики.......................................5
1. Основные понятия................................................................7
2. Смеси идеальных газов....................................................... 17
3. Работа, теплота и внутренняя энергия................................ 24
3.1. Работа.......................................................................... 24
3.2. Теплота........................................................................ 26
3.3. Внутренняя энергия системы..................................... 30
4. Первый закон термодинамики. Энтальпия,
внешняя располагаемая работа.......................................... 34
5. Второй закон термодинамики. Энтропия............................ 41
6. Термодинамические процессы идеального газа................... 47
6.1. Политропный процесс................................................ 48
6.2. Адиабатный процесс................................................... 51
6.3. Изотермический процесс........................................... 53
6.4. Изохорный процесс.................................................... 56
6.5. Изобарный процесс.................................................... 57
6.6. Обобщенное значение политропного процесса........ 59
7. Водяной пар........................................................................ 64
8. Течение газов и паров.......................................................... 76
8.1. Первый закон термодинамики для потока................ 76
8.2. Истечение идеального газа из сопел.......................... 79
8.3. Истечение водяного пара из сопел............................. 84
8.4. Учет трения при истечении газов и паров.................. 85
8.5. Дросселирование газов и паров.................................. 87
Оглавление
237
Раздел Б. Прикладные вопросы термодинамики............ 93
9. Компрессорные машины..................................................... 95
9.1. Одноступенчатый поршневой компрессор................ 97
9.2. Многоступенчатый компрессор............................... 103
10. Циклы тепловых двигателей........................................... 111
10.1. Общие понятия теории тепловых двигателей....... 111
10.2. Цикл Карно. Теоремы Карно................................ 114
11. Поршневые двигатели внутреннего сгорания.................. 118
11.1. Назначение и классификация............................... 118
11.2. Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном
объеме (цикл Отто)................................................ 120
11.3. Двигатели внутреннего сгорания с подводом
теплоты при постоянном давлении (цикл
Дизеля)................................................................... 127
11.4. Цикл ДВС со смешанным подводом теплоты
(цикл Тринклера)................................................... 130
11.5. Наддув дизельных двигателей............................... 133
12. Циклы газотурбинных установок.................................... 140
12.1. Цикл ГТУ с подводом теплоты при постоянном
давлении................................................................. 141
12.2. Цикл ГТУ с подводом теплоты при постоянном
объеме..................................................................... 147
12.3. Регенеративный цикл ГТУ с подводом
теплоты при p = const............................................. 149
12.4. ГТУ с многоступенчатым сжатием
и расширением рабочего тела и с регенерацией
теплоты................................................................... 152
12.5. Действительный цикл ГТУ.................................... 154
13. Циклы паротурбинных установок................................... 160
13.1. Цикл Карно и цикл Ренкина на влажном паре.... 163
13.2. Цикл Ренкина на перегретом паре........................ 166
13.3. Цикл Ренкина с промежуточным перегревом
пара......................................................................... 171
13.4. Регенеративный цикл Ренкина............................. 174
13.5. Теплофикационные циклы................................... 180
13.6. Цикл Ренкина с учетом необратимых потерь....... 185
Оглавление
238
14. Циклы холодильных установок....................................... 194
14.1. Цикл воздушной холодильной установки............ 196
14.2. Цикл парокомпрессионной холодильной
установки............................................................... 199
14.3. Тепловой насос...................................................... 201
Библиографический список...................................................... 207
Приложение 1
Теплоемкости газов................................................................. 209
Приложение 2
Термодинамические свойства воды и водяного пара
в состоянии насыщения в зависимости от температуры....... 218
Приложение 3........................................................................... 220
Термодинамические свойства воды
и перегретого водяного пара................................................... 220
Приложение 4
h–s диаграмма для воды и водяного пара............................... 233
Приложение 5
h–lg p диаграмма для хладона R‑22......................................... 235
