1041. Лариков Н. Н. Теплотехника: Учеб. для вузов. — 3-е изд. перераб. и доп.

Изложены основы технической термодинамики и теории тепломассообмена, рассмотрены рабочие процессы теплосиловых установок и процессы горения топлива, котлоагрегаты и их элементы, тепло-влажностные процессы в установках, используемых в производстве строительных материалов и изделий.

3-е изд. дополнено изложением приложений законов термодинамики к химическим реакциям, описанием организации теплоснабжения и использования вторичных энергоресурсов на заводах строительной индустрии. Изд. 2-е вышло в 1975 г. под загл. Общая теплотехника.

Введение.

Раздел I. Основы технической термодинамики.

Глава 1. Общие понятия и определения.

1.1. Предмет термодинамики. Термодинамическая система.

1.2. Основные параметры состояния газов.

1.3. Смеси идеальных газов.

1.4. Теплоемкость идеальных газов.

Глава 2. Первый закон термодинамики.

2.1. Понятие о внутренней энергии газа.

2.2. Определение работы газа при его расширении.

2.3. Аналитическое выражение первого закона термодинамики.

2.4. Энтропия идеальнрго газа.

Глава 3. Процессы изменения состояния идеальных газов.

3.1. Частные процессы изменения состояния газов.

3.2. Полнтропный процесс изменения состояния газов.

Глава 4. Второй закон термодинамики. Круговые процессы изменения состояния газов.

4.1. Второй закон термодинамики.

4.2. Цикл Карно.

4.3. Регенеративный цикл.

4.4. Интеграл Клаузиуса. Аналитическое выражение второго закона термодинамики.

Глава 5. Дифференциальные уравнения термодинамики.

5.1. Общие положения.

5.2: Дифференциальные уравнения внутренней энергии, энтропии, энтальпии и теплоты при различных комбинациях независимых переменных р, v, T.

5.3. Дифференциальные уравнения теплоемкостей.

Глава 6. Водяной пар.

6.1. Общие положения.

6.2. Процесс парообразования в ру-диаграмме.

6.3. Определение параметров состояния водяного пара.

6.4. Исследования процесса парообразования с помощью Ts- и is-диаграмм.

6.5. Процессы изменения состояния водяного пара.

Глава 7. Влажный воздух.

7.1. Основные характеристики влажного воздуха.

7.2. Диаграмма для влажного воздуха и ее построение.

Глава 8. Процессы истечениям дросселирования паров и газов.

8.1. Определение работы, скорости и расхода газа в процессе истечения.

8.2. Истечение пара или газа через комбинированное сопло сопло Лаваля .

8.3. Действительный процесс истечения паров и газов.

8.4. Дросселирование паров и газов.

Глава 9. Компрессоры.

9.1. Общие положения.

9.2. Объемный компрессор.

9.3. Лопаточный компрессор.

Глава 10. Циклы холодильных установок.

10.1. Циклы паровых компрессорных холодильных установок.

10.2. Принцип работ абсорбционных и пароэжекторных холодильных установок.

10.3. Принцип работы теплового насоса.

Глава 11. Циклы и рабочий процесс тепловых двигателей.

11.1. Общие положения.

11.2. Поршневые двигатели внутреннего сгорания.

11.3. Газотурбинные установки.

11.4. Циклы паросиловых установок.

11.5. Паровая турбина.

11. 6. Эксергетический метод исследования экономичности теплосиловых установок.

Глава 12. Приложение законов термодинамики к химическим реакциям

12.1. Общие понятия и определения.

12.2. Первый закон термодинамики в применении к химическим реакциям.

12.3. Второй закон термодинамики в применении к химическим реакциям.

12.4. Равновесие химических систем.

12.5. Тепловая теорема Нернста.

12. 6. Влияние температуры на скорость химических реакций

Раздел II. Основы теории теплообмена.

Глава 13. Теплопроводность.

13.1. Основные понятия и определения.

13.2. Расчетные формулы при стационарной теплопроводности Глава 14. Конвективный теплообмен.

14.1. Факторы, влияющие на процесс теплоотдачи.

14.2. Дифференциальные уравнения конвективного теплообмена.

14.3. Основы теории подобия.

14.4. Теплоотдача при свободной и вынужденной конвекции..

14.5. Теплоотдача при изменении агрегатного состояния жидкости.

14.6 Массоперенос.

Глава 15. Лучистый теплообмен.

15.1. Основные понятия и определения.

15.2. Теплообмен излучением между телами.

Глава 16. Теплопередача.

16.1. Общие положения..

16.2. Теплопередача через плоскую стенку.

16.3. Теплопередача через цилиндрическую стенку.

16.4. Теплопередача через сферическую и ребристую стенки..

16.5. Методика расчета теплообменных аппаратов.

Глава 17. Теплопроводность при нестационарном режиме.

17. 1. Общие положения.

17.2. Нагревание и охлаждение плоской стенки.

Раздел III. Энерготехнологические установки.

Глава 18. Топливо.

18.1. Общие сведения о котельных установках.

18.2. Общие сведения о топливе.

18.3. Технические характеристики топлива.

18.4. Физические представления о горении топлива.

18.5. Определение расхода воздуха на горение и количества продуктов сгорания топлива.

Глава 19. Топочные устройства. Котлы.

19.1. Топочные устройства н сжигание топлива.

19.2. Теплотехнические показатели работы топок.

19.3. Тепловой баланс котельного агрегата.

19.4. Температура горения и температура газов на выходе из топки.

19.5. Котельный агрегат и его элементы.

19.6. Вспомогательное оборудование котельной установки..

20.2. Тепловой расчет пропарочных камер и автоклавов.

20.3. Гидравлический расчет тепловых сетей.

20.4. Определение тепловой мощности котельной.

20.5. Выбор типа и мощности котлоагрегатов.

20.6. Использование вторичных энергоресурсов и вопросы охраны окружающей среды.

Приложения.

Список литературы.

Предметный указатель.

ПРЕДИСЛОВИЕ

В соответствии с решениями XXVI съезда КПСС предусматривается довести выработку электроэнергии в 1985 г. до 1550 1600 млрд. кВт-ч, в том числе на атомных электростанциях АЭС до 220 225 млрд. кВт-ч, что составит 14 о общего объема производства электроэнергии в СССР и будет равно суммарной выработке ее на всех отечественных гидроэлектростанциях. Это позволит ежегодно высвобождать нз топливно-энергетического баланса нашей страны более 70 мли. т условного органического топлива. Всего в одиннадцатой пятилетке намечено ввести в действие новые энергетические мощности в размере 70 млн. кВт, из которых на долю АЭС придется 24 25 млн. кВт, т. е. более 35%.

Необходимость дальнейшего планомерного развития топливно-энергетического комплекса подчеркнута также в решениях последующих Пленумов ЦК КПСС.

Ближайшие 5 10 лет будут также годами опытно-промышленного освоения первых магнитогидродинамических генераторов,-а также установок геотермальной и солнечной энергии. В 1985 г. намечено ввести в эксплуатацию опытную солнечную электростанцию мощностью 5 МВт, принято решение о строительстве крупной геотермальной электростанции на Камчатке.

Уровень электрификации по стране в целом отражается таким важным показателем, как потребление электроэнергии на душу населения, которое возросло с 4081 в 1975 г. до 4870 кВт-ч в 1980 г. и в соответствии с решениями XXVI съезда КПСС должно увеличиться к 1985 г. до 5600 кВт-ч.

Естественно, что такой прогресс советской теплоэнергетики, являющейся базой развития всех отраслей народного хозяйства, в том числе и промышленности строительных материалов и изделий, возможен только на основе широкого развития ее научной базы, теплотехники, теоретическим фундаментом которой служат техническая термодинамика и теория теплообмена.

При подготовке третьего издания книги в гл. 7 рассмотрены вопросы смешения потоков влажного воздуха и кондиционирования, обновлен материал по котельным установкам, написаны две новые главы: Приложение законов термодинамики к химическим реакциям гл. 12 и Организация теплоснабжения предприятий промышленности строительных материалов гл. 20 .

Первый раздел учебника Основы технической термодинамики полностью соответствует также новой программе курса Техническая термодинамика индекс УМУ-Т-12/581 для специальности № 2Щ Теплогазоснабжение и вентиляция .

Автор приносит благодарность Л.Ф. Глущенко за замечания, сделанные при рецензирования рукописи.

Наука, которая изучает методы получения, преобразования, передачи и использования теплоты, а также принципы действия и конструктивные особенности тепло- и парогенераторов, тепловых машин, аппаратов и устройств, называется теплотехникой. В развитии теплотехники и ее теоретических основ большая заслуга принадлежит русским ученым, инженерам и изобретателям. Научные представления в области теории теплоты были впервые обоснованы в середине XVIII в. М. В. Ломоносовым, который своими теоретическими исследованиями и экспериментальными работами создал основы молекулярно-кинетической теории вещества и установил взаимосвязь между тепловой и механической энергией как одну из форм проявления открытого им всеобщего закона сохранения и превращения энергии.

Д. И. Менделеев провел фундаментальные работы по общей теории теплоем-костей, впервые научно обосновал проблему подземной газификации топлива и установил существование для каждого вещества критической температуры, выше которой газ не может быть превращен в жидкость, какое бы высокое давление к нему ни было приложено. К- Э. Циолковский, К. В. Кирш, А. А. Радциг, В. И. Гриневецкий и другие русские ученые своими научными трудами и инженерными разработками в конце XIX и начале XX столетия создали основы научного проектирования ряда тепловых агрегатов котлы, тепловые двигатели, ракеты и др. . Однако энергетика дореволюционной России, находившаяся, как и ряд других отраслей промышленности, в кабальной зависимости от иностранного капитала, отставала по уровню своего развития, и многие предложения и изобретения русских ученых не были реализованы.

Великая Октябрьская социалистическая революция коренным образом изменила условия развития энергетики в нашей стране. Уже в первые годы Советской власти по указанию В.И.Ленина был разработан Государственный пл- Н электрификации России план ГОЭЛРО , по которому предусматривалось, за Ю 15 лет построить 30 новых районных электростанций и довести выработку электроэнергии в стране до 8,8 млрд. кВт-ч в год. К 1935 г. план ГОЭЛРО был значительно перевыполнен, в 1961 г. выработка-электроэнергии в jCCCP составила 327 млрд. кВт-ч, в 1974 г. 975, в 1980 г. 1294 млрд. кВт-ч. В настоящее время по энерговооруженности СССР занимает первое место в Европе и второе в мире.

Для установления наиболее рациональных способов использования теплоты, анализа экономичности рабочих процессов тепловых установок, умелого комбинирования этих процессов и создания новых, наиболее совершенных типов тепловых агрегатов необходима глубокая разработка теоретических основ теплотехники. Без этого невозможно было бы создавать мощные паро- и газотурбинные установки с высокими начальными параметрами пара и газа, реактивные двигатели, межконтинентальные баллистические ракеты и другие виды сложнейших тепловых установок. Следует различать два принципиально различных направления использования теплоты энергетическое и технологическое. При энергетическом использовании теплота преобразуется в механическую работу. При технологическом непосредственном использовании теплота служит для направленного изменения свойств различных тел: например, изменяя тепловое состояние тел, можно добиться их расплавления, затвердевания, изменения структуры, механических, химических, физических свойств и т. д.

Современная энергетика основана главным образом на трансформации теплоты в механическую работу, с помощью которой в генераторах создается электрическая энергия, удобная для передачи на расстояние. Необходимую для этих целей теплоту получают путем сжигания топлива в топках даровых котлов или непосредственно в двигателях внутреннего сгорания.

В строительной индустрии при производстве различных строительных материалов и изделий теплота в основном используется для технических целей. При этом работа пропарочных, сушильных, обжиговых и других тепловых уста-. новок также полностью определяется законами теплотехники.

Теоретическими разделами теплотехники. в которых исследуются законы превращения и,свойства тепловой энергии и процессы распространения теплоты, являются техническая термодинамика и теория теплообмена.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ахмедов Р. Б. Исследование методов и средств оптимизации и регулирования топочных процессов при сжигании газа в топках парогенераторов. Авто-реф. дис. иа с-оиск. учен, степени д-ра техн. иаук. Ташкент, 1971.

2. Исаченко В. М. Осипова В. А. Сукомел А. С. Теплопередача. М. Энергбиздат, 1981.

3. Карапетьянц М.Х. Химическая термодинамика. М. Госхимиздат, 1953.

4. Кириллии В. А. Сычев В. В. Шейидлин А.Е. Техническая термодинамика. М. Энергоатомиздат, 1983.

5. Крутое В. И. Техническая термодинамика. М. Высшая школа, 1981.

6. Лариков Н. Н. Приложение законов термодинамики к химическим реакциям. Уч. пособие. М. МИСИ, 1984.

7. Лариков Н. Н. Организация теплоснабжения предприятий промышленности строительных материалов, М. МИСИ, 1984.

8. Либерман Н. Б. Нянковская М. Г. Справочник по проектированию котельных установок систем централизованного теплоснабжения. М. Энергия, 1979.

9. Мазуров Д. Роговой М. И. Волгина Ю.М. Теплотехника и теплотехническое оборудование предприятий промышленности строительных материалов. М. Стройиздат, 1966.

10. Михеев М. А. Михеева И. М. Основы теплопередачи. М. Энергия, 1977.

11. Нормы аэродинамического расчета котельного агрегата. М. Госэнер-гоиздат, 1969.

12. Перегудов В. В. Роговой М. И. Тепловые процессы и установки в технологии строительных изделий н деталей. М. Стройиздат, 1983.

13. Ривкин С. Л. Александров А. А. Теплофнзические свойства воды и водяного пара. М. Энергия, 1980.

14. Скаиави А. Н. Конструирование и расчет систем водяного и воздушного отопления зданий. М. Стройиздат, 1983.

15. Справочник.проектировщика. Внутренние санитарно-техничёские устройства/ Под ред. И. Г. Староверова. 4.1. Отопление, водопровод, канализация. М. Стройиздат, 1975 Ч. II. Вентиляция и кондиционирование. М. Стройиздат, 1977.

16. Тепловой расчет котлоагрегата Нормативный метод . М. Госэнерго-издат, 1973.

17. Теплоснабжение/ Под ред. А.А. Ионина. М. Стройиздат, 1982.

18. Щеголев М. М. Гусев Ю. Л. Иванова М. С. Котельные установки. М. Стройиздат, 1972.

Комментарии запрещены.

Реклама