Техническая термодинамика (200,00 руб.)

Стр.4

Стр.5

Стр.6

Стр.7

Стр.8

УДК 621.1.016(075.8) Ш 264 Рецензенты: д-р техн. наук, профессор П.А. Щинников канд. техн. наук, доцент С.В. Митрофанов канд. техн. наук, доцент М.В. Горбачев Шаров Ю.И. Ш 264 Техническая термодинамика : учебное пособие / Ю.И. Шаров, О.К. Григорьева, А.А. Францева. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2020. – 215 с. – (Учебники НГТУ). ISBN 978-5-7782-4241-8 Учебное пособие включает в себя основные понятия и законы технической термодинамики, приложения этих законов к процессам и системам. Оно написано доступно и просто, на высоком научном и методическом уровне, предназначено для студентов направления 13.03.01 – Теплоэнергетика и теплотехника, профиль «Производство тепловой и электрической энергии». УДК 621.1.016(075.8) ISBN 978-5-7782-4241-8 © Шаров Ю.И., Григорьева О.К., Францева А.А., 2020 © Новосибирский государственный технический университет, 2020

Стр.4

ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие ...................................................................................................... 9 Введение ............................................................................................................ 9 Глава 1. Идеальные газы ................................................................................ 15 1.1. Уравнение Клапейрона .................................................................... 15 1.2. Первый закон термодинамики ........................................................ 23 1.3. Смеси идеальных газов .................................................................... 24 Контрольные вопросы ............................................................................ 30 Глава 2. Теплоемкости газов. Влажный воздух ........................................... 31 2.1. Теплоемкости газов .......................................................................... 31 2.2. Влажный воздух ............................................................................... 39 Контрольные вопросы ............................................................................ 42 Глава 3. Термодинамические поверхности идеального и реального газа .................................................................................................... 43 3.1. Термодинамические поверхности .................................................. 43 3.2. Термодинамические диаграммы водяного пара ............................ 46 3.2.1. pv-диаграмма водяного пара ................................................. 50 3.2.2. ts-диаграмма водяного пара .................................................. 54 3.2.3. hs-диаграмма водяного пара ................................................. 56 Контрольные вопросы ............................................................................ 57 Задача ....................................................................................................... 58 Глава 4. Исследование термодинамических процессов .............................. 65 4.1. Политропные термодинамические процессы ................................ 65 5

Стр.5

4.2. Энтропия идеального газа ............................................................... 74 4.3. Частные термодинамические процессы ......................................... 75 4.4. Первый закон термодинамики для потока газа ............................. 88 4.5. Истечение газов и паров .................................................................. 91 4.6. Дросселирование газов и паров ...................................................... 97 Контрольные вопросы .......................................................................... 100 Задача ..................................................................................................... 100 Глава 5. Второй закон термодинамики ...................................................... 105 5.1. Основные определения .................................................................. 105 5.2. Цикл Карно ..................................................................................... 108 5.3. Энтропия как параметр состояния рабочего тела ....................... 110 5.4. Изменение энтропии термодинамической системы при необратимой теплопередаче .................................................. 112 5.5. Интеграл Клаузиуса ....................................................................... 113 Контрольные вопросы .......................................................................... 116 Глава 6. Максимальная и теряемая работа ................................................. 117 6.1. Максимальная работа .................................................................... 117 6.2. Эксергия .......................................................................................... 119 Контрольные вопросы .......................................................................... 122 Глава 7. Циклы паротурбинных установок (ПТУ) .................................... 123 7.1. Цикл Ренкина .................................................................................. 123 7.2. Цикл Ренкина на перегретом паре ................................................ 124 7.3. Влияние начального давления на КПД цикла Ренкина .............. 125 7.4. Цикл ПТУ на сверхкритических параметрах пара ...................... 126 7.5. Регенеративный цикл ПТУ ............................................................ 129 7.6. Теплофикационный цикл ПТУ ..................................................... 132 Контрольные вопросы .......................................................................... 134 Задача ..................................................................................................... 134 6

Стр.6

Глава 8. Циклы тепловых двигателей ......................................................... 141 8.1. Обобщенный цикл тепловых газовых двигателей ...................... 141 8.2. Цикл ДВС с изохорным подводом теплоты ................................ 143 8.3. Цикл ДВС с изобарным подводом теплоты ................................ 145 8.4. Цикл ДВС со смешанным подводом теплоты (Тринклера) ....... 146 8.5. Принцип действия ДВС ................................................................. 147 8.6. Циклы газотурбинных установок (ГТУ) ...................................... 152 8.6.1. Цикл ГТУ с изохорным подводом теплоты ...................... 152 8.6.2. Цикл ГТУ с изобарным подводом теплоты ...................... 154 8.6.3. Регенеративный цикл ГТУ ................................................. 155 8.6.4. Регенеративный цикл ГТУ с промежуточным подводом теплоты и охлаждением .................................... 157 8.7. Комбинированная парогазовая установка (ПГУ) ........................ 159 8.8. Прямое преобразование теплоты в электроэнергию .................. 161 Контрольные вопросы .......................................................................... 164 Задача ..................................................................................................... 165 Глава 9. Циклы холодильных установок и термодинамические процессы компрессоров ................................................................ 173 9.1. Цикл воздушной холодильной установки ................................... 173 9.2. Цикл парокомпрессионной холодильной установки .................. 175 9.3. Абсорбционная холодильная установка ...................................... 177 9.4. Термодинамические процессы компрессоров ............................. 178 Контрольные вопросы .......................................................................... 185 Задача ..................................................................................................... 186 Глава 10. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии ......... 187 10.1. Солнечная энергетика .................................................................. 187 10.2. Ветровая энергетика .................................................................... 193 10.3. Альтернативная гидроэнергетика ............................................... 195 10.4. Гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС) г. Нидерварта ................................................................................ 198 7

Стр.7

10.5. Геотермальная энергетика ........................................................... 199 10.6. Биоэнергетика ............................................................................... 201 10.7. Водородная энергетика ................................................................ 203 10.8. Энергетика на топливных элементах ......................................... 205 10.8.1. Общемировые тенденции ................................................. 205 10.8.2. Применение топливных элементов в Германии ............. 207 10.9. Термоядерная энергетика [11] .................................................... 210 Контрольные вопросы .......................................................................... 211 Библиографический список ......................................................................... 213 8

Стр.8