Курск 2009
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО ТЕПЛОТЕХНИКЕ
В.А. Кудрявцев
Для студентов специальности 170600
ВВЕДЕНИЕ.. 4
1. ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА. 5
1.1. Предмет и основные понятия. 5
1.2. Параметры состояния. 5
1.3. Уравнение состояния и термодинамический процесс. 6
1.4 Первый закон термодинамики. 7
Теплота и работа. 7
Внутренняя энергия. 7
Первый закон термодинамики. 8
1.5.Теплоемкость газа. 9
1.6. Уравнение состояния идеального газа. 10
Смесь идеальных газов. 10
1.7. Второй закон термодинамики. 11
Основные положения второго закона термодинамики. 11
1.8. Термодинамические процессы.. 13
Политропный процесс. 14
1.9. Термодинамика потока. 15
Первый закон термодинамики для потока. 15
Критическое давление и скорость. Сопло Лаваля. 16
Дросселирование. 17
1.10. Сжатие газов. 19
Объемный компрессор. 19
17.2. Лопаточный компрессор. 23
3.10.Реальные газы. Водяной пар. Влажный воздух. 25
Свойства реальных газов. 25
Уравнения состояния реального газа. 26
Водяной пар. 27
Характеристики влажного воздуха. 28
ссм = сВ + d·сП . (6.18) 30
1.12. Термодинамические циклы.. 30
Циклы паротурбинных установок (ПТУ) 30
Циклы двигателей внутреннего сгорания (ДВС) 31
Циклы газотурбинных установок (ГТУ) 33
2.ОСНОВЫ ТЕОРИИ ТЕПЛООБМЕНА.. 35
2.1. Основные понятия и определения. 35
2.2.Теплопроводность. 35
Температурное поле. Уравнение теплопроводности. 35
Тепловой поток, передаваемая теплопроводностью, пропорциональна градиенту температуры и площади сечения, перпендикулярного направлению теплового потока. 36
Стационарная теплопроводность через плоскую стенку. 37
Стационарная теплопроводность через цилиндрическую стенку. 38
Стационарная теплопроводность через шаровую стенку. 39
2.3. Конвективный теплообмен. 40
Факторы, влияющие на конвективный теплообмен. 40
Закон Ньютона-Рихмана. 40
Критериальные уравнения конвективного теплообмена. 41
Свободная конвекция в неограниченном пространстве. 41
Вынужденная конвекция. 42
2.4. Тепловое излучение. 43
Общие сведения о тепловом излучении. 43
2.5.Теплопередача. 48
Теплопередача через плоскую стенку. 48
Теплопередача через цилиндрическую стенку. 50
2.6. Теплообменные аппараты.. 51
Расчет теплообменных аппаратов. 52
3.ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ.. 55
3.1. Энергетическое топливо. Состав топлива. 55
Характеристика топлива. 57
Моторные топлива для поршневых ДВС.. 59
3.2. Котельные установки. 59
Котельный агрегат и его элементы.. 59
3.3. Вспомогательное оборудование котельной установки. 62
14.3. Тепловой баланс котельного агрегата. 65
3.5. Топочные устройства. 66
3.6. Сжигание топлива. 68
Теплотехнические показатели работы топок. 70
Физический процесс горения топлива. 71
Определение теоретического и действительного расхода воздуха на горение топлива. 72
Количество продуктов сгорания топлива. 73
Вопросы экологии при использовании теплоты.. 76
18.1. Токсичные газы продуктов сгорания. 76
18.2. Воздействия токсичных газов. 78
18.3. Последствия парникового эффекта. 80
Литература. 81