Автор: Пользователь скрыл имя, 15 Марта 2012 в 20:43, курс лекций
Человек использует теплоту во всех областях своей деятельности. Установление рациональных способов его использования, анализа экономичности рабочих процессов тепловых установок и создания новых, наиболее совершенных типов тепловых агрегатов невозможно без знания теоретических основ теплотехники. Теплота используется человечеством по двум принципиально различным направлениям: энергетическом и технологическом.
ВВЕДЕНИЕ
1. ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА.
1.1. Предмет и основные понятия
1.2. Параметры состояния
1.3. Уравнение состояния и термодинамический процесс
1.4 Первый закон термодинамики
Теплота и работа
Внутренняя энергия
Первый закон термодинамики
1.5.Теплоемкость газа
1.6. Уравнение состояния идеального газа
Смесь идеальных газов
1.7. Второй закон термодинамики
Основные положения второго закона термодинамики
1.8. Термодинамические процессы
Политропный процесс
1.9. Термодинамика потока
Первый закон термодинамики для потока
Критическое давление и скорость. Сопло Лаваля
Дросселирование
1.10. Сжатие газов
Объемный компрессор
17.2. Лопаточный компрессор
3.10.Реальные газы. Водяной пар. Влажный воздух
Свойства реальных газов
Уравнения состояния реального газа
Водяной пар
Характеристики влажного воздуха
ссм = сВ + d·сП . (6.18)
1.12. Термодинамические циклы
Циклы паротурбинных установок (ПТУ)
Циклы двигателей внутреннего сгорания (ДВС)
Циклы газотурбинных установок (ГТУ)
2.ОСНОВЫ ТЕОРИИ ТЕПЛООБМЕНА
2.1. Основные понятия и определения
2.2.Теплопроводность
Температурное поле. Уравнение теплопроводности
Тепловой поток, передаваемая теплопроводностью, пропорциональна градиенту температуры и площади сечения, перпендикулярного направлению теплового потока.
Стационарная теплопроводность через плоскую стенку
Стационарная теплопроводность через цилиндрическую стенку
Стационарная теплопроводность через шаровую стенку
2.3. Конвективный теплообмен
Факторы, влияющие на конвективный теплообмен
Закон Ньютона-Рихмана
Критериальные уравнения конвективного теплообмена
Свободная конвекция в неограниченном пространстве.
Вынужденная конвекция.
2.4. Тепловое излучение
Общие сведения о тепловом излучении
2.5.Теплопередача
Теплопередача через плоскую стенку
Теплопередача через цилиндрическую стенку
2.6. Теплообменные аппараты
Расчет теплообменных аппаратов
3.ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ
3.1. Энергетическое топливо. Состав топлива
Характеристика топлива
Моторные топлива для поршневых ДВС
3.2. Котельные установки
Котельный агрегат и его элементы
3.3. Вспомогательное оборудование котельной установки
14.3. Тепловой баланс котельного агрегата
3.5. Топочные устройства
3.6. Сжигание топлива
Теплотехнические показатели работы топок
Физический процесс горения топлива
Определение теоретического и действительного расхода воздуха на горение топлива
Количество продуктов сгорания топлива
Вопросы экологии при использовании теплоты
18.1. Токсичные газы продуктов сгорания
18.2. Воздействия токсичных газов
18.3. Последствия парникового эффекта
Литература
Соединения свинца приводят к возникновению головной боли, утомлению, нарушению сна, ферментативной активности белков живых организмов. ПДК среднесуточная составляет 0,0003 мг/м3. Свинец накапливается в организме и может вызвать тяжелые расстройства нервной и кровеносной системы.
Негативное воздействие автомобильных выбросов на человека проявляется и через питьевую воду, и продукты питания. Приводят к ухудшению здоровья транспортный шум и электромагнитные излучения.
Одним из основных продуктов сгорания углеводородных топлив является диоксид углерода (СО2), который не относится к токсичным газам. Годовая эмиссия СО2 составляет 130...1100 млрд. т/год. Основное количество СО2 производится природными источниками, и только примерно 1...3 % связаны с технической деятельностью человека (антропогенные выбросы). Однако эти 1...3% могут нарушать равновесие в атмосфере и служить причиной возникновения так называемого “парникового” эффекта.
В верхних слоях атмосферы всегда располагалась смесь газов, состоящая на 60... 90 % из водяного пара. Эта смесь газов препятствует отводу теплоты от поверхности нашей планеты, повышая ее среднюю температуру на 33°С (от -18°С до +15°С). В увеличении средней температуры на поверхности земли и заключается “парниковый” эффект, который обусловил благоприятные условия для возникновения и развития жизни на Земле. Однако в результате деятельности человека в стратосфере и тропосфере стали накапливаться такие вещества как СО2, СН4, галогенированные углеводороды, озон и гемиоксид азота (NО2). Суммарная доля этих газов в “парниковом” слое относительно невелика всего 0,5... 15%. Однако они вызвали за последние 100 лет повышение средней температуры примерно на 0,45°С, что выразилось в известном потеплении климата. При дальнейшем неконтролируемом усилении “парникового” эффекта может произойти интенсивное таяние ледников, которое может привести к глобальной катастрофе.
Из всех антропогенных “парниковых” газов главное значение для усиления “парникового” эффекта имеет СО2. Важнейшими источниками антропогенных выбросов СО2 являются: тепловые и электрические станции - 27%, промышленность - 20%, отопление жилых помещений и малая энергетика - 20%, транспорт - 17%.
Снижение антропогенных выбросов СО2 стало острой экологической проблемой. В то же время известно, что чем больше СО2 образуется при сгорании углеводородных топлив, тем оно совершеннее. Поэтому решение проблемы уменьшения антропогенных выбросов СО2 возможно путем:
- уменьшения количества сжигаемого углеводородного топлива, т.е. повышения топливной экономичности теплоэнергетических устройств и тепловых двигателей;
- применения топлив с малым содержанием углерода (сжатый и сжиженный газы, спирты и эфиры);
- использования водорода;
- перехода к широкому применению альтернативных источников энергии (энергия солнца и ветра, гидроэнергия, атомная и ядерная энергия).
1. Лариков Н.Н. Теплотехника: Учебник для вузов. -3-е изд., перераб. и дополн.-М.; Стройиздат, 1985 -432 с.ил.
2. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. -М.; Высшая школа, 1969 -560с.
3. Луканин В.Н., Шатров М.Г., Камфер Г.М. и др. Теплотехника: Учебник для вузов. –М.; Высш.шк., 1999.-671 с.ил.
4. Кудинов В.А., Карташов Э.М. Техническая термодинамика. –М.; Высш.шк., 2000. –261 с.ил.
5. Тихомиров К.В. Теплотехника, теплоснабжение и вентиляция. -М.; Стройиздат, 1981-248с.
6. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика. -М.; Энергоиздат, 1983.
7. Исаченко В.М., Осипова В.А., Сухомел А.С. Теплопередача. -М.; Энергоиздат, 1981.
8. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. -М.; Энергия, 1977.
9. Теплоснабжение /Под ред. Ионина -М.; Стройиздат, 1982.
10. Теплотехника /Хазен М.М., Матвеев Г.А. и др. -М.; 1981.
11. Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике. М.; Высш. шк., 1986. -248с.
12. Сб. задач по технической термодинамике и теплопередаче /Дрыжаков Е.В., Исаев С.И. и др. -М.; 1968.
13. Сб. задач по технической термодинамике /Андрианов Т.А., Дзампов Б.В. и др. -М.; 1971.
14. Краснощеков Е.А., Сухомел А.С. Задачник по теплопередаче. -М.; 1975.
15. Балахонцев Е.В., Верес А.А. Теплотехника (методические указания и контрольные задания для студентов-заочников инженерно-технических специальностей высших учебных заведений). М.; Высш. шк., 1985. –64 с.