Теплофизика

Введение 3

1 ТОПЛИВО И ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ГОРЕНИЯ

1.1 Твердое топливо 7

1.2 Жидкое топливо 14

1.3 Газообразное топливо 18

1.4 Химический состав топлива 25

1.5 Теплота сгорания топлива 29

1.6 Расчет процесса горения топлива 31

Контрольные вопросы 39

2 ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА

2.1 Рабочее тело и основные законы идеального газа 41

2.1.1 Предмет термодинамики 41

2.1.2 Агрегатное состояние вещества. Идеальный газ 42

2.1.3 Рабочее тело и параметры его состояния 43

2.1.4 Уравнение состояния идеального газа 46

2.1.5 Уравнение состояния реального газа 48

2.2 Газовые смеси 49

2.2.1 Способы задания смеси 49

2.2.2 Свойства смеси 50

2.3 Теплоемкость 53

2.4 Первый закон термодинамики 55

2.4.1 Основные понятия 55

2.4.2 Формулировка первого закона термодинамики

и его следствие 61

2.4.3 Энтропия 62

2.4.4 Энтальпия 64

2.5 Термодинамические процессы изменения состояния идеального газа 65

2.5.1 Изохорный процесс 65

2.5.2 Изобарный процесс 67

2.5.3 Взаимное расположение изохоры и изобары

на Ts-диаграмме 68

2.5.4 Изотермический процесс 69

2.5.5 Адиабатный процесс 71

2.5.6 Взаимное расположение изотермы и адиабаты

на Тs-диаграммах 74

2.5.7 Политропный процесс 76

2.6 Второй закон термодинамики 77

2.6.1 Круговой процесс теплового двигателя 77

2.6.2 Прямой цикл Карно 79

2.6.3 Обобщенный (регенеративный) цикл Карно 82

2.6.4 Обратный цикл Карно 83

2.6.5 Сущность второго закона термодинамики 85

2.7 Водяной пар 86

2.7.1 Процесс парообразования 86

2.7.2 Процесс парообразования на pv-диаграмме 89

2.7.3 Процесс парообразования на Ts-диаграмме 93

2.7.4 Определение параметров состояния воды

и водяного пара 96

2.7.5 Is-диаграмма 99

2.8 Истечение и дросселирование газового потока 101

2.8.1 Истечение газа из сопла 101

2.8.2 Дросселирование потока газа 110

2.9 Цикл паросиловой установки 112

Контрольные вопросы 118

3 ОСНОВЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ

3.1 Процессы теплообмена 119

3.2 Теплопроводность 120

3.2.1 Основные понятия 120

3.2.2 Теплопроводность стенки 122

3.3 Конвективный теплообмен 126

3.3.1 Основные понятия 126

3.3.2 Понятие о пограничном слое 132

3.3.3 Уравнение Ньютона – Рихмана. Коэффициент

теплоотдачи 134

3.3.4 Дифференциальное уравнение теплоотдачи 136

3.4 Теплообмен излучением 137

3.4.1 Основные понятия 137

3.4.2 Основные законы теплового излучения 140

3.5 Теплопередача и понятия о теплообменных аппаратах 144

Контрольные вопросы 147

4 ПОРШНЕВЫЕ ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

4.1 Основные понятия и определения 148

4.2 Двигатели с внешним смесеобразованием 152

4.3 Идеальные циклы двигателей внутреннего сгорания 156

4.4 Циклы действительных двигателей 161

4.5 Мощность и КПД двигателей 167

4.6 Тепловой баланс двигателя 170

5 ПАРОВЫЕ ТУРБИНЫ И ГАЗОТУРБИННЫЕ УСТАНОВКИ

5.1 Устройство паровой турбины 172

5.2 Рабочий процесс в паровой турбине 174

5.3 Турбины со ступенями скорости и давления 181

5.4 Мощность и КПД паровой турбины 185

5.5 Классификация паровых турбин 188

5.6 Конденсационные устройства 189

5.7 Газотурбинные установки 190

Контрольные вопросы 193

Список рекомендуемой литературы 194

Приложение А (справочное). Средние теплоемкости

воздуха и газов (кДж/(м3 °С) 199