Современная техника — это прежде всего техника больших скоростей, высоких и сверхвысоких давлений или, наоборот, предельно глубокого вакуума, техника высоких и сверхвысоких температур.
Среди разнообразных отраслей техники особое место занимает энергетика.
Решающая роль энергетики в развитии народного хозяйства страны превосходно определяется словами В. И. Ленина: «Коммунизм — это есть Советская власть плюс"электрификация всей страны»1.
Условия для осуществления широкой электрификации народного хозяйства Советского Союза были созданы после победы Великой Октябрьской социалистической революции.
Теоретическими основами теплотехники являются термодинамика и теплопередача. Изучение их должно предшествовать изучению специальных практических курсов — паровых котлов, паровых турбин, паровых маш.ин, конденсационных устройств, двигателей внутреннего сгорания и т. д., так как нельзя усвоить особенности устройства и работы отдельных установок, не зная общих законов, которым подчиняются все происходящие в них процессы. Из этого следует, что круг подлежащих изучению вопросов, а следовательно, и содержание курса технической термодинамики должны быть органически увязаны с основными проблемами современной теплотехники и вытекать из последних.
Настоящее, четвертое по счету, издание курса «Техническая термодинамика» существенно отличается от предшествующего третьего издания.
Необходимость значительного обновления и переработки последнего издания была обусловлена прежде всего тем, что за последние годы появилось немало новых экспериментальных данных о термодинамических свойствах рабочих веществ,- которые должны быть введены в современные курсы термодинамики. В связи с этим потребовалось пересмотреть и существенно дополнить разделы курса, посвященные рабочим веществам современной энергетики.
Однако необходимость обновления курса обусловливалась не только появлением нового экспериментального материала. Оно диктовалось также развитием теории, имевшим место в.последние годы. Здесь прежде всего нужно отметить, что в термодинамической технической литературе утвердилось наряду с работоспособностью понятие эксергии; поэтому ряд вопросов целесообразно излагать, используя это новое понятие. В последнее двадцатилетие, далее, ,в физике были открыты состояния вещества с отрицательными абсолютными температурами, что необходимо учитывать при изложении второго начала термодинамики. За последние годы появились также новые данные, связанные с границами применимости второго начала термодинамики; поэтому изложение относящихся сюда разделов курса должно быть пополнено этими новыми соображениями {в частности, относящимися к космогонии).
Новые направления, без освещения которых невозможен учебник технической термодинамики, возникли и в самой энергетике. Сюда прежде всего относятся развитие парогазовых установок, использование угле-кислотных циклов, рабочие циклы атомных электростанций. В связи с проблемой прямого превращения тепла в электрическую энергию в магнитогидродинамических генераторах в разделе курса, посвященном течению газов, целесообразно рассматривать, хотя бы в упрощенной форме, течение электропроводящего газа по каналу в магнитном поле. Развитие и использование топливных элементов сказываются вполне естественно на изложении раздела химической термодинамики. Представляется также целесообразным рассмотрение вопросов поступательно-вращательного движения жидкостей и газов по трубам, так как практически довольно часто приходится встречаться с такими потоками (например, в холодильных установках, в теплообменных устройствах нового типа и т. п.).
Большое количество нового материала привело к определенному увеличению объема курса и, кроме того, вызвало некоторое изменение формы изложения и стиля книги: главы, посвященные основным законам термодинамики и их следствиям, построены аксиоматически (теорема— доказательство), что значительно больше соответствует учебному назначению книги.
Так же, как и в предисловии к 'предшествующему изданию, авторы считают необходимым повторить, что они далеки от мысли считать предлагаемую структуру курса вполне безупречной; сам факт переработки курса при каждом переиздании свидетельствует о не прекращающихся поисках, которые, естественно, будут производиться н далее.
Авторы
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие ....... 5
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ
ТЕРМОДИНАМИКИ
Глава первая Введение
1-1. Предмет и метод термодинамики /V
1-2. Основные понятия .... 8
1-3. Уравнение состояния .... 14
1-4. Термодинамический процесс 18 1-5. Аналитическое выражение для
работы и теплоты процесса . 20 1-6. Процессы обратимые и необра-
тимые ....... 25
Глава вторая Первое начало термодинамики
2-1. Закон сохранения и гфе,врз(пе- — \
ния энергии . р.пля R рябпту - 27 - 29 . 32 . 38 Р" *
9.-У.. Превращение т
2^3.ТЗнутренння энергия 2-4. Энтальпия ..... 2-5. Аналитическое выражение пе
вого начала i •ррмппмр^мики . 40 - 41
JZ&- Теплоемкость .
2-7. Приложение первого начала термодинамики к анализу термодинамических процессов . . 44
Глава третья Второе начало термодинамики
3-1. Сущность второго начала термо-
динамики ....... 56
3-2. Тепловой двигатель Карпо . . 61 3-3. Энтропия ....... 69
3-4, Изменение энтропии при необра-
тимых процессах ..... 73 3-5. Аналитическое выражение второ-
го начала термодинамики . . 78 3-6. Максимальная полезная внешняя
работа ....... 88
3-7. Третье начало термодинамики 92 3-8. Открытие и развитие второго
начала термодинамики . -94
3-9. Статистическое толкование вто-
рого начала термодинамики . . 99
Глава четвертая
Термодинамические потенциалы
и условия термодинамического
равновесия
4-1. Термодинамические потенциалы 108 4-2. Общие условия равновесия
термодинамической системы . 116 4.3. Равновесие однородной си-
стемы ....... 117
4-4. Равновесие фаз . . . . .119 4-5. Термодинамические диаграммы
и таблицы......129
4-6. Правило фаз.....135
4-7. Теплота фазового перехода 136 4-8. Формула Клапейрона'—Клау-
зиуса.......138
4-9. Фазовые переходы при неодинаковых давлениях фаз . . 140 4-10. Общее выражение для характеристических функций . . . 140 4-11. Дифференциальные уравнения термодинамики в частных производных......143
4-12. Принцип смещения равновесия 150
Глава пятая
Термодинамические процессы
5-1. Термодинамический метод исследования . . .... 151
5-2. Изотермический процесс (Т =
= const)......158
5-3. Изобарический процесс (р'='
= const).......160
5-4. Изохорический процесс (V=
-const)........161
5-5. Адиабатический процесс (rfQ=0) 162
5-6. Полутропический процесс . . 171
5-7. Процессы со смесями . . . 174
Глава шестая Свойства газов и паров
6-1. Реальные газы .... 190 6-2. Уравнение состояния реальных
газов .......193
6-3. Термодинамическое подобие - 203 6-4. Смесь реальных газов . . 210 6-5. Испарение и конденсация. Физические процессы при испарении . .....212
6-6. Свойства вещества в области
критической точки .... 223 6-7. Насыщенный пар .... 231
6-8. Влажный пар.....240
6-9. Свойства газов ..... 251 6-10. Свойства паров воды . . . 253,
Глава седьмая
Течение газов и паров
7-1. Основные уравнения течения . 257* 7-2. Изоэнтропическое течение газов
и паров в каналах .... 267 7-3. Влияние трения на течение . 277" 7-4, Переход через скорость звука.
Сопло Лаваля.....278;
7-5. Течение газов по длинным тру-
бам........288;
i-u. шллуиательно-'вращательное течение жидкостей и газов по
трубам.......295
7-7. Течение электропроводящего газа в поперечном электромагнитном поле......301
Глава восьмая Элементы химической термодинамики
8-1. Химическое равновесие . . . 305 8-2. Максимальная
реакции . •8-3. Растворы
ЧАСТЬ ВТОРАЯ
РАБОЧИЕ ЦИКЛЫ ТЕПЛОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Глава девятая Термодинамический метод анализа циклов тепловых двигателей
9-1. Обратимые циклы .... 326
9-2. Анализ необратимых процессов
и циклов . . .... 333
9-3. Термодинамический анализ циклов тепловых двигателей . . 344
9-4. Оптимизация цикла .путем регенерации тепла.....351
9-5. Сравнительный анализ циклов тепловых двигателей и теплосиловых установок .... 355
Глава десятая Сжатие газов и паров
10-1. Основные понятия .... 357 10-2. Одноступенчатый компрессор 358 10-3. Многоступенчатый компрессор 366 10-4. Процессы сжатия газа в реальном компрессоре .... 371 10-5. Сжатие реальных газов и па-
ров........373
10-6. Сжатие в эжекторе . . . 374
Глава одиннадцатая
Циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания
11-1. Принцип действия поршневых двигателей внутреннего сгорания........376
1:1-2. Цикл с оодводом тепла при постоянном объеме .... 377
11-3. Цикл с подводом тепла при
постоянном давлении . - . 383
11-4. Цикл со смешанным .подводом
тепла.......386
И-5. Сравнение циклов поршневых
двигателей ..... - 388
Глав'а двенадцатая Циклы газотурбинных установок
12-1. Основные характеристики газотурбинных установок . . . 389
12-2. Циклы газотурбинных установок со сгоранием топлива при постоянном давлении . . . 390
.12-3. Циклы газотурбинных установок со сгоранием топлива при постоянном объеме . . . 404
12-4. Сравнение циклов газотурбинных установок со сгоранием топлива при постоянных давлении и объеме.....412
12-5. Газотурбинные установки, работающие по замкнутому циклу ........413
Глава тринадцатая
Циклы реактивных двигателей
13-1. Основные характеристики реактивных двигателей . . . 414
13-2. Цикл реактивного двигателя, работающего на жидких окислителях ......419
13-3. Цикл бескомпрессорного воздушно-реактивного двигателя 421
13-4. Компрессорные воздушно-реактивные двигатели . . . 424
'Глава четырнадцатая
Циклы паросиловых установок
14-!. Введение......425
14-2. Теоретический цикл 'Паросиловой установки.....426
14-3. Термический к. п. д. цикла паросиловой установки . . . 430
14-4. Влияние параметров пара на термический к. п. д. цикла паросиловой установки . . . 436
14-5, Цикл паросиловой установки с промежуточным перегревом пара.......440
14-6. Цикл паросиловой установки
с .паровой машиной . . . 443
14-7. Эффективный к. п. д. паросиловой установки .... 444
14-8. Регенеративные циклы паросиловых установок . . . -451
14-9. Бинарные циклы .... 454
14-10. Теплофикационные установки 456
14-11. Требования к рабочему веществу паросиловых установок 457
14-12. Циклы парогазовых установок 461
14-13. Ядерные паросиловые установки ....... 465
Глава пятнадцатая
Циклы холодильных машин
15-1. Холодильный цикл .... 468
15-2. Циклы воздушных холодильных машин......471
15-3. Циклы паровых компрессионных холодильных машин . . 478
!5-4. Пароэжекгорные холодильные
машины.......483
15-5. Абсорбционные холодильные
машины......485
Глава шестнадцатая
Трансформация тепла
16-1. Коэффициент преобразования
тепла.......488
16-2. Термотрансформаторы . . . 489
16-3. Отопление при помощи теплового насоса.....493
16-4. Циклы для совместного получения тепла и холода . . . 495
Цена: 150руб.
