Термодинамические процессы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ,

МОЛОДЁЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

ОДЕССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ МОРСКОЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

ТЕХНИЧЕСКАЯ

ТЕРМОДИНАМИКА

Учебное пособие

Специальности:

6.090500 «Судовые энергетические установки и оборудование судов»

6.100300 «Эксплуатация судовых энергетических установок»

Одесса – 2012

Учебное пособие разработано доктором технических наук Вассерманом Александром Анатольевичем – профессором кафедры «Судовые энергетические установки и техническая эксплуатация» Одесского национального мор-ского университетаи кандидатом технических наук Слынько Алексеем Григорьевичем − доцентом этой же кафедры в соответствии с рабочими программами дисциплин «Техническая термодинамика» и «Термодинамика», утвержденными Советом судомеханического факультета Одесского национального морского университета.

 

Учебное пособие одобрено кафедрой СЭУ и ТЭ ОНМУ 25 июня 2011 г. (протокол № 22).

 

Рецензенты:

докт.техн.наук проф. В.Г. Ивановский

канд.техн.наукдоц. Л.С. Витюк

 

 

ТП – 2012 г., п. 18..

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЦИКЛЫ В ИДЕАЛЬНОМ ГАЗЕ	6-22
1.1.Теоретический анализ термодинамических процессов в идеальном газе	6-8
1.2. Цикл с политропным расширением, изобарным сжатием и изохорным подводом теплоты	9-14
1.3. Цикл с изохорным подводом теплоты, изобарным рас- ширением и политропным сжатием	14-17
1.4. Цикл с адиабатным сжатием, изохорным подводом теп- лоты, изобарным и политропным расширением	18-22
2. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК	23-46
2.1. Термодинамические циклы ДВС со смешанным процес- сом подвода теплоты	23-37
2.2. Термодинамические циклы газотурбинных установок	37-46
2.2.1. Цикл простой газотурбинной установки	37-39
2.2.2. Цикл ГТУ с регенерацией теплоты	40-42
2.2.3. Цикл ГТУ с двухступенчатым сжатием и промежу- точным охлаждением воздуха	42-44
2.2.4. Цикл ГТУ с двухступенчатым сжатием, промежу- точным охлаждением воздуха и регенерацией теп- лоты	44-46
3. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В РЕАЛЬНОМ ГАЗЕ	47-79
3.1 Термодинамический анализ процессов в реальном газе	47-48
3.2. Изохорный процесс	48-52
3.3. Изобарный процесс	53-56
3.4. Изотермический процесс	56-59
3.5. Изоэнтропный процесс	59-64
3.6. Процесс дросселирования 3.7. Процесс течения 4. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК	64-69 69–79 80-107
4.1. ПТУ, работающая по циклу Ренкина	80-86
4.2. ПТУ с промежуточным перегревом пара	86-90
4.3. ПТУ с регенеративным подогревом питательной воды	90-84
4.3.1 ПТУ с регенеративным подогревом питательной во- ды в подогревателе смесительного типа	90-94
4.3.2 ПТУ с регенеративным подогревом питательной во- ды в подогревателе поверхностного типа	94-97
4.3.3. ПТУ с промежуточным перегревом пара и регенера- тивным подогревом питательной воды в поверхно- стном и смесительном подогревателях	97-104
4.3.4. Исследование влияния последовательности исполь- зования разных типов регенеративных подогревате- лей на эффективность ПТУ	104-107
5. ТЕРМОДИНАМИКА ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА	108-121
5.1. Основные понятия, определения и соотношения, характеризующие термодинамические свойства влаж- ного воздуха	108-115
5.2.Примеры решения задач тепломассообмена во влажном воздухе	115-121
6. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ	122-147
Работа №1	123-128
Работа №2	128-133
Работа №3	133-138
Работа №4	139-143
Работа № 5	143-147
Образец оформления титульного листа лабораторной работы
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ	150-158
Таблица 1. Термодинамические свойства воды и водяного пара в состоянии насыщения (по давлениям)	150-151
Таблица 2. Термодинамические свойства воды и водяного пара в состоянии насыщения (по температурам)
Таблица 3. Термодинамические свойства воды и перегретого пара	152-158

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Настоящее учебное пособие содержит примеры решения задач, рассматриваемых на практических занятиях и включаемых в домашние задания по дисциплинам «Техническая термодинамика» и «Термодинамика», изучаемым студентами судомеханического факультета ОНМУ. Оно дополняет учебные пособия [1, 2], в которых рассматривается теория термодинамических процессов и циклов в идеальном и реальном газах. Поскольку в [1, 2] теория термодинамических процессов и циклов рассмотрена подробно, в данном пособии она излагается лишь в минимально необходимом объеме.

Содержание настоящего пособия охватывает все разделы указанных выше дисциплин. Особое внимание уделено расчету и анализу термодинамических процессов и циклов двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных и паротурбинных установок. Приведены также примеры решения задач тепломассообмена во влажном воздухе. В заключительной главе пособия приведены методические указания по выполнению лабораторных работ, предусмотренных программами упомянутых дисциплин.

Знания, приобретенные студентами-судомеханиками при самостоятельном изучении (проработке) данного пособия, будут способствовать активному их участию в практических занятиях и успешному выполнению ими домашних заданий. Пособие будет полезно также студентам других специальностей, изучающих основы теплотехники.

Авторы будут признательны за предложения и замечания, направленные на совершенствование и дополнение настоящего пособия.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

В ИДЕАЛЬНОМ ГАЗЕ