Математика | ||||
Техническая термодинамика и тепловые двигатели-С.В.Бальян Москва 1958 стр.445 | ||||
Техническая термодинамика и тепловые двигатели-С.В.Бальян Москва 1958 стр.445
Содержание книги соответствует программе курса „Техническая термодинамика и тепловые двигатели" специальности „Теплбгазоснабжение и вентиляция"; книга предназначена для использования в качестве учебного пособия студентами неэнергетических специальностей высших учебных заведений. ВВЕДЕНИЕ Наука об энергии, ее свойствах и взаимных превращениях называется термодинамикой. То направление этой науки, которое изучает процессы взаимного превращения теплоты и работы, называется технической термодинамикой. Выдающаяся роль в создании термодинамики принадлежит великому русскому ученому М. В. Ломоносову, открывшему всеобщий закон сохранения энергии и массы. Этот закон, являющийся фундаментом термодинамики и в самом общем виде выражающий первый ее закО'Н, был следующим образом формулирован Ломоносовым: «...все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что, сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому, так ежели где убудет несколько материи, то умножится в другом месте...; Сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения, ибо тело, движущее своею силою другое, столько же оныя у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает» *. В своем развитии техническая термодинамика прошла несколько этапов. В XVIII и XIX вв. изучались свойства газов и паров, были разработаны и созданы различные таблицы и диаграммы, имевшие весьма важное значение для практических теплотехнических расчетов. Исследовались различные круговые процессы (циклы) с точки зрения повышения коэффициентов полезного действия при преобразовании теплоты в работу. В начале XX в. к этим вопросам прибавилась разработка теории истечения газов и паров, вызванная развитием паровых турбин. Изучение свойств реальных газов и паров, особенно в области высоких давлений и температур, продолжается и до настоящего времени. Одновременно происходит даяьнейшее изучение, развитие и практическое осуществление различных циклов (циклы высоких начальных параметров пара, циклы газовых турбин, циклы бинарных установок и др.), с целью получения высокого к. п. д. и иного энергетического и физического эффекта. Необходимо отметить громадный вклад отечественных ученых и научных учреждений в развитие термодинамики. *М В. Ломоносов, Размышления о причинах теплоты и холода, 1744-1747 гг. 1* ОГЛАВЛЕНИЕ Введение .............................. 3 ЧАСТЬ ПЕРВАЯ. ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА Раздел первый. Первый и второй законы термодинамики Глава 1. Уравнения состояния.................... 11 § 1. Параметры. Уравнение состояния.............. — § 2. Уравнения состояния идеальных газов........... 15 § 3. Уравнения состояния реальных газов............ 17 Примеры............................ 18 Глава 2. Первый закон термодинамики................ 20 § 1. Равновесные процессы................... § 2. Внутренняя энергия.................... 21 § 3. Внешняя работа...................... 22 § 4. Теплота. Принцип эквивалентности теплоты и работы .... 25 § 5. Аналитическая формулировка первого закона термодинамики 26 § 6. Энтальпия. Аналитическая формулировка первого закона термодинамики через энтальпию.............. 27 Примеры............................ 28 Глава 3. Теплоемкость....................... — § 1. Средняя и истинная теплоемкости............. — § 2. Изобарная и изохорная теплоемкости. Зависимость между ними ............................ 30 § 3. Переменная теплоемкость. Таблицы, диаграммы и формулы для переменных теплоемкостей. Постоянная теплоемкость. . . 31 Примеры............................ 34 Глава 4. Смеси газов........................ 35 § 1. Общие положения. Способы задания газовых смесей .... — § 2. Средний (кажущийся) молекулярный вес и газовая постоянная смеси......................... 38 § 3. Соотношения между весовыми и объемными долями. Определение парциальных давлений газов............. 39 § 4. Определение теплоемкостей смеси ............. 40 Примеры............................ 41 Глава 5. Процессы изменения состояния идеальных газов...... 42 § 1. Изменение внутренней энергии в процессах......... — § 2. Изохорный, изобарный и изотермический процессы..... 43 § 3. Адиабатный процесс..................... 46 § 4. Политропный процесс................... 49 Примеры............................ 55 Глава 6. Второй закон термодинамики................. 58 § 1. .Основные формулировки второго закона термодинамики . . — § 2. "Обратимые и необратимые процессы............ 59 § 3. Цикл Карно........................ 63 . § 4. Теорема Карно...................... 65 § 5. Энтропия. Аналитическая формулировка второго закона термодинамики для обратимых процессов.......... 68 § 6. Следствия из формул второго закона термодинамики для обратимых процессов................... 70 § 7. Изменения энтропии в обратимых процессах идеального газа 71 § 8. Аналитическое выражение второго закона термодинамики для необратимых процессов................ 73 § 9. Принцип возрастания энтропии. Физическое представление энтропии......................... 74 § 10. Статистическая формулировка второго закона термодинамики. Энтропия и вероятность................ 76 § 11. Неправильное обобщение принципа возрастания энтропии . 8Э Примеры............................ 82 Раздел второй. Водяной пар. Истечение и дросселирование газов и паров Глава 1. Водяной пар........................ 86 § Г. Процессы парообразования, ^-диаграмма водяного пара . . — § 2. Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара . 92 § 3. Уравнение Клапейрона — Клаузиуса............ 96 § 4. sT и «/-диаграммы водяного пара.............. 98 § 5. Процессы изменения состояния водяного пара....... ЮО Примеры............................ 101 Глава 2. Истечение и дросселирование газов и паров........ 104 § 1. Работа падения давления (располагаемая работа) ...... — § 2. Определение скорости адиабатного истечения и секундного расхода газа или пара................... Ю' § 3. Максимальный секундный расход рабочего тела. Критическое давление. Критическая скорость............... l^ § 4. Расширяющееся сопло. Диффузоры............. Ijj* § 5. Дросселирование газов и паров............... |1° Примеры............................ '^ Раздел третий. Поршневые компрессоры. Идеальные циклы двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных установок Глава 1. Поршневые компрессоры.................. !•" зессора..........•„ • • • — пяиняярмпй НЯ ТРОПйТИчеСКИЙ КОМ- 127 § 1. Работа поршневого компрессора..........•„ • • • § 2. Определение работы, затрачиваемой на теоретический ком- прессор.......................... .„., Примеры............................ 10" Глава 2. Циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) . 131 § 1. Теоретические индикаторные диаграммы (теоретические циклы) двигателей внутреннего сгорания.......... —- § 2. Идеальные циклы ДВС................... J* Примеры ............................ 1 Глава 3. Идеальные циклы газотурбинных установок......... I43 § 1. Идеальный цикл газотурбинной установки со сгоранием при постоянном давлении и разомкнутым процессом .... — § 2. Идеальный цикл газотурбинной установки со сгоранием при постоянном давлении и замкнутым процессом...... 146 § 3. Идеальный цикл газотурбинной установки со сгоранием при постоянном объеме.................. 147 Раздел четвертый. Идеальные циклы паросиловых и холодильных установок Глава 1. Идеальные циклы паросиловых установок.......... 150 § 1. Идеальный цикл паросиловой установки с полным расширением пара в двигателе (цикл Ренкина) ........... — § 2. Влияние начальных параметров и конечного давления (противодавления) на термический к. п. д. цикла Ренкина .... 153 § 3. Идеальный цикл паросиловой установки с неполным расширением пара в двигателе................ 155 § 4. Идеальный цикл паросиловой установки с промежуточным перегревом пара...................... 157 § 5. Идеальный регенеративный цикл.............. 159 § 6. Идеальные циклы теплофикационных установок....... 162 § 7. Бинарные циклы...................... 164 Примеры............................ 168 Глава 2. Идеальные циклы холодильных установок и тепловых насосов 170 § 1. Идеальный цикл холодильных установок.......... — § 2. Идеальный цикл тепловых насосов............. 173 Примеры............................ 175 Раздел пятый. Влажный воздух Глава 1. Общие положения. Основные характеристики влажного воздуха.......................... 177 § 1. Общие положения..................... — § 2. Основные характеристики влажного воздуха........ 178 Глава 2. Таблицы и /rf-диаграмма влажного воздуха......... 181 Примеры............................ 182 ЧАСТЬ ВТОРАЯ. ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ Раздел первый. Паровые машины Глава 1. Работа пара в паровой машине............... 185 § 1. Схемы горизонтальной одноцилиндровой паровой машины . . — § 2. Индикаторная диаграмма реальной паровой машины. Основные характеристики реальной индикаторной диаграммы ..... 189 § 3. Основные потери в паровой машине............ 195 § 4. Меры борьбы с основными потерями в паровой машине . . . 197 Глава 2. Парораспределения паровых машин............. 200 § 1. Плоский коробчатый золотник............... — § 2. Золотниковая диаграмма. Построение золотниковой диаграммы по индикаторной...................... 202 § 3. Цилиндрический золотник. Золотник с двойным впуском пара 205 § 4. Клапаны.......................... ^08 § 5. Реверсивные парораспределительные механизмы...... ^и» Глава 3. Классификация, примеры конструкции и отдельные детали паровых машин. Локомобили................ ^1 * § 1. Классификация, примеры конструкции и отдельные детали паровых машин...................... ~ § 2. Локомобили........................ ^1J Раздел второй. Паровые турбины Глава 1. Рабочий процесс-в турбинной ступени........... 222 § 1. Устройство паровой турбины................_ § 2. Рабочий процесс в турбинной ступени........... 225 Глава 2. Основные потери в паровых турбинах. Относительный внутренний к. п. д. турбинной ступени............. 231 § 1. Основные потери в паровых турбинах..........._ § 2. Относительный внутренний к. п. д. турбинной ступени . . ! ! 234 Глава 3. Основные типы паровых турбин.............. 240 § 1. Одноступенчатые, одновенечные активные турбины..... — § 2. Одноступенчатые активные турбины со ступенями скорости . 243 § 3. Многоступенчатые активные турбины............ 246 § 4. Реактивные турбины.................... 248 § 5. Регулирующая ступень. Турбины активно-реактивного типа . 251 Тлава 4. Основные детали паровых турбин. Классификация турбин. Примеры конструкции конденсационных турбин....... 252 § 1. Основные детали паровых турбин.............._ § 2. Классификация турбин. Характеристики некоторых типов турбин, выпущенных и предусмотренных к выпуску в СССР . . 261 § 3. Примеры конструкции конденсационных турбин....... 264 Раздел третий. Теплофикационные паровые двигатели. Паровые двигатели специального назначения Тлава 1. Теплофикационные паровые двигатели........... 267 § 1. Типы теплофикационных двигателей............ — § 2. Паровые машины и турбины с противодавлением...... 268 § 3. Паровые машины и турбины с регулируемым отбором пара 273 Глава 2. Паровые турбины специального назначения......... 279 § 1. Турбины мятого пара................... — § 2. Турбины двух, давлений.................. 281 Раздел четвертый. Конденсационные устройства паросиловых установок Глава 1. Основные типы и конструкции конденсаторов........ 282 § 1. Основные типы конденсаторов............... — § 2. Конструкции конденсаторов................ 284 Глава 2. Вспомогательные устройства. Охлаждение циркуляционной воды........................... 288 § 1. Вспомогательные устройства. Общее расположение конденсационных установок..................... — § 2. Охлаждение циркуляционной (охлаждающей) воды..... 294 Раздел пятый. Поршневые двигатели внутреннего сгорания. Газотурбинные установки Глава 1. Рабочий процесс реальных двигателей внутреннего сгорания 297 § 1. Топливо для двигателей внутреннего сгорания ....... — § 2. Реальные индикаторные диаграммы (реальные циклы) двигателей внутреннего сгорания................ <Л)1 Глава 2. Смесеобразование и воспламенение в двигателях внутреннего сгорания.......................... 308 § 1. Смесеобразование и зажигание в карбюраторных и газовых двигателях.......................... — § 2. Смесеобразование и воспламенение в дизелях........ 313 § 3. Смесеобразование и воспламенение в калорязаторных двигателях .........................• 315 Глава 3. Главнейшие элементы топливоподачи двигателей внутреннего сгорания.......................... 316 § 1. Форсунки......................... — § 2. Топливные насосы..................... 319 Глава 4. Классификация, примеры конструкции и охлаждение двигателей внутреннего сгорания ................. 320 § 1. Классификация двигателей внутреннего сгорания...... — § 2. Примеры конструкции двигателей внутреннего сгорания . . . 321 § 3. Охлаждение двигателей внутреннего сгорания........ 324 § 4. Использование отработавшей энергии двигателей внутреннего сгорания....................... 325 Глава 5. Газотурбинные установки.................. 326 § 1. Газотурбинные установки с регенерацией тепла и ступенчатым сгоранием при постоянном давлении.......... — § 2. Примеры выполнения отдельных элементов газотурбинных установок......................... 328 Раздел шестой. Мощности, коэффициенты полезного действия и элементы расчета тепловых двигателей Глава I. Мощности и коэффициенты полезного действия тепловых двигателей......................... 331 § 1. Мощности тепловых двигателей.............. — § 2. Коэффициенты полезного действия и удельные расходы пара и топлива......................... 335 Глава 2. Элементы расчета тепловых двигателей........... 341 § 1. Определение основных размеров поршневых двигателей ... — § 2. Определение размеров сопел и лопаток паровых турбин . . 342 Раздел седьмой. Смазка тепловых двигателей Глава 1. Общие положения. Смазочные масла............ 345 § 1. Общие положения..................... — § 2. Смазочные масла..................... 346 Глава 2. Способы 'смазки двигателей. Регенерация масел....... 347 § 1. Способы смазки двигателей................. — § 2. Регенерация масел..................... 354 Раздел восьмой. Выравнивание хода поршневых двигателей. Регулирование тепловых двигателей. Работа двигателей при переменной нагрузке Глава 1. Выравнивание хода поршневых двигателей......... 355 § 1. Силы, действующие в шатунно-кривошипном механизме ... — § 2. Маховик. Уравновешивание сил инерции.......... 358 Глава 2. Регулирование тепловых двигателей............. 360 § 1. Основные положения.................... _ § 2. Регуляторы........................' 362 § 3. Способы регулирования паровых двигателей........ 366 § 4. Принципиальные схемы регулирования конденсационных паровых машин и турбин.................. 370 § 5. Принципиальные схемы регулирования теплофикационных паровых машин и турбин.................. 375 § 6. Регулирование поршневых двигателей внутреннего сгорания и газовых турбин..................... 378 Глава 3. Работа тепловых двигателей при переменной нагрузке .... 380 Раздел девятый. Области применения отдельных типов тепловых двигателей Глава 1. Достоинства и недостатки отдельных типов тепловых двигателей ........................... 386 Глава 2. Области применения тепловых двигателей.......... 388 Раздел десятый. Компрессоры. Холодильные установки Глава+1. Поршневые и ротационные компрессоры.......... 393 § 1. Реальная индикаторная диаграмма и коэффициенты поршневого компрессора ..................... § 2. Определение основных размеров одноступенчатого поршневого компрессора и затраты мощности на его привод .... 394 § 3. Примеры конструкции и регулирования поршневых компрессоров ........................... 395 j § 4. Ротационные компрессоры................. 39Э ' Глава 2. Центробежные турбокомпрессоры.............. 400 г § 1. Преобразование энергии в ступени центробежного турбо- \ компрессора........................ — i § 2. Затрата мощности на привод центробежного турбокомпрессора ............................ 404 t § 3. Примеры конструкции и регулирования центробежных турбо- J компрессоров..........,............ 405 Глава 3. Осевые турбокомпрессоры................. 406 § 1. Преобразование энергии в ступени осевого турбокомпрессора — § 2. Затрата мощности на привод осевого турбокомпрессора . . . 409 f Глава 4. Пароструйные и термохимические компрессоры....... 410 i § 1. Пароструйные компрессоры................. — * § 2. Термохимические компрессоры............... 411 i Глава 5. Холодильные установки.................. 415 i § 1. Рабочие тела холодильных установок........... — I § 2. Парокомпрессорные холодильные установки........ 416 § 3. Пароструйные (пароэжекторные) холодильные установки . 419 § 4. Абсорбционные холодильные установки .......... 421 1риложения ........................... 425 1 1итература .... •.... •.................. 448 ! Цена: 300руб. |
||||