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