Теплотехника

В учебнике рассмотрены основы термодинамики и теории теплообмена, энергетические проблемы использования теплоты и энергосбережение в судовых и стационарных энергетических установках.
Предназначен для подготовки студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки бакалавров и магистров 552100 "Эксплуатация транспортных средств", по специальности 240500 "Эксплуатация судовых энергетических установок" и специальности 150900 "Эксплуатация перегрузочного оборудования портов и транспортных терминалов" направления 653300 "Эксплуатация транспорта и транспортного оборудования". Может быть использован при подготовке студентов по направлению 652900 "Кораблестроение и океанотехника" для специальностей 140100 "Кораблестроение" и 140200 "Судовые энергетические установки" дисциплины "Теплофизические основы судовой энергетики".

Оглавление
Предисловие
Введение
Раздел 1. Термодинамика
Глава 1. Основные понятия и законы феноменологической термодинамики
1.1. Предмет, метод исследования и область применения феноменологической термодинамики
1.2. Термодинамическая система. Параметры и уравнения состояния. Идеальный и реальный газ
1.3. Смеси идеальных газов
1.4. Теплоемкость газов и их смесей
1.5. Дифференциальные уравнения термодинамики. Термодинамические потенциалы
1.6. Основные законы термодинамики
Глава 2 Термодинамические процессы
2.1. Постановка задачи исследования процессов. Равновесные (обратимые) и неравновесные (необратимые) процессы
2.2. Термодинамические процессы с идеальным газом
2.3. Термодинамические процессы с водяным паром
2.4. Влажный воздух
Глава 3. Рабочий процесс турбины и компрессора
3.1. Идеальная газовая турбина и идеальный компрессор
3.2. Многоступенчатые компрессоры
3.3. Работа и коэффициент полезного действия реальных компрессоров
3.4. Принципиальная схема и работа газотурбинной установки
Глава 4. Термодинамика газовых потоков
4.1. Особенности преобразования энергии в потоке упругой жидкости. Параметры торможения
4.2. Сопловое и диффузорное течения. Закон обращения воздействий на поток. Формы каналов сопел и диффузоров
4.3. Истечение газа через суживающееся сопло и сопло Лаваля. Скачки уплотнения
Глава 5. Циклы теплоэнергетических установок
5.1. Круговые процессы (циклы), прямые и обратные. Циклы теплосиловых установок, холодильных машин и тепловых насосов
5.2. Цикл Карно, теорема Карно. Обобщенные и эквивалентные циклы Карно
5.3. Циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания
5.4. Циклы газотурбинных установок
5.5. Циклы пароэнергетических установок
5.6. Обратные циклы
Глава 6. Термодинамический анализ теплотехнических устройств
6.1. Второе начало термодинамики для необратимых процессов. Закон возрастания энтропии
6.2. Необратимость и производство работы. Техническая работоспособность - эксергия. Формула Гюи-Стодола. Эксергетический КПД
6.3. Анализ необратимых циклов с помощью системы коэффициентов полезного действия
6.4. Энтропийный и эксергетический методы анализа
6.5. Тепловой и эксергетический балансы теплоэнергетических установок. Вторичные энергетические ресурсы
Глава 7. Элементы химической термодинамики
7.1. Приложение первого и второго начал термодинамики к различным физико-химическим системам
7.2. Термодинамическая вероятность химической реакции. Химическое сродство
7.3. Термодинамика растворов
Раздел 2. Теория теплообмена
Глава 8. Теория теплопроводности
8.1. Процессы теплообмена
8.2. Основные понятия теории теплопроводности
8.3. Определение теплопроводности материала
8.4. Дифференциальные уравнения теплопроводности
8.5. Условия однозначности
8.6. Распространение теплоты теплопроводностью в плоской и цилиндрической стенках при стационарном режиме (граничные условия первого рода)
Глава 9. Конвективный теплообмен
9.1. Основные понятия и определения
9.2. Дифференциальные уравнения конвективного теплообмена
9.3. Подобие физических явлений
9.4. Гидромеханическое подобие
9.5. Тепловое подобие
9.6. Уравнения подобия конвективного теплообмена
9.7. Экспериментальное изучение конвективного теплообмена
Глава 10. Теплообмен при вынужденном и свободном движении теплоносителей
10.1. Движение жидкости в трубах
10.2. Теплоотдача при движении жидкости в трубах
10.3. Теплоотдача при поперечном омывании одиночной гладкой трубы и пучка труб
10.4. Особенности расчета коэффициента теплоотдачи при поперечном омывании пучка труб
10.5. Теплоотдача при свободном движении
10.6. Теплообмен при кипении жидкости
10.7. Теплоотдача при кипении жидкости в большом объеме
10.8. Теплоотдача при кипении жидкости внутри труб
10.9. Теплоотдача при конденсации пара
Глава 11. Основные законы теплового излучения
11.1. Общие сведения
11.2. Закон поглощения
11.3. Основные законы излучения. Серые тела
11.4. Закон Кирхгофа
11.5. Излучение газов
11.6. Теплообмен излучением между двумя телами
11.7. Защита от теплового излучения (экраны)
Глава 12. Теплопередача
12.1. Сложный теплообмен. Теплопередача через стенки
12.2. Тепловая изоляция. Критический диаметр изоляции
Глава 13. Теплообменные аппараты
13.1. Типы и классификация теплообменных аппаратов
13.2. Схемы тока теплоносителей
13.3. Тепловой баланс
13.4. Температурный напор
13.5. Тепловые расчеты
13.6. Гидродинамический расчет
13.7. Тепловые трубы и термосифоны
Раздел 3. Энергетические проблемы использования теплоты
Глава 14. Энергетические топлива и основы их горения
14.1. Классификация топлив. Элементарный состав. Формулы пересчета
14.2. Физические и эксплуатационные характеристики товарных топлив. Условное топливо
14.3. Основы горения топлив
14.4. Определение расхода воздуха на горение топлива
14.5. Состав и объемы продуктов сгорания топлив. Диаграмма
Глава 15. Энергетическое обеспечение водного транспорта
15.1. Энергопотребление на объектах водного транспорта
15.2. Котельные установки
15.3. Промышленные печи
15.4. Компрессорные установки
15.5. Холодильные и криогенные машины и установки
15.6. Системы теплоснабжения промышленных предприятий
15.7. Двигатели внутреннего сгорания
15.8. Экологические проблемы использования тепловой энергии на водном транспорте
Глава 16. Основы энергосбережения
16.1. Цели и направления государственного обеспечения повышения эффективности использования энергии. Оценочные показатели энергоэффективности
16.2. Энергетический баланс судна
16.3. Пути использования вторичных энергетических ресурсов
Список литературы