ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ

Общий курс Теоретичские основы теплотехники разделен на термодинамику и теорию тепломассообмена. Структура курса теплотехника состоит из ступеней – общих понятий и законов, термодинамических процессов и циклов тепловых преобразователей энергии. Природные источники энергии называют первичными, а искусственные – вторичными источниками энергии. Общий энергетический капитал человечества складывается из запасов первичных источников энергии невозобновленных и возобновляемых. К невозобновляемым энергиям относятся: термоядерная энергия, химическая энергия ископаемых органических горючих веществ (уголь, нефть, природный газ); внутреннее тепло земли (геотермальная энергия). К возобновляемым источникам энергии относятся: энергия солнечных лучей и космические лучи; энергия морских приливов; энергия ветра; энергия реки.

II. Теплогенераторы Генерировать теплоту – значит специально повышать или понижать температуру данного теплоносителя по отношению к температуре окружающей среды. Они подразделяются на: 1. Теплообменные и трансформаторы тепла; 2. Химические теплогенераторы; 3. Ядерные теплогенераторы (называют реакторами); 4. Солнечные теплогенераторы; 5. Электрогенераторы.

III.Используемые двигатели: 1. Компрессоры 2. Поршневые тепловые двигатели 3. Турбинные двигатели 4. Реактивные двигатели 5. Вторичные двигатели.

Между затраченной работой L и количеством полученного тепла Q существует прямая пропорциональность, которая называется принципом эквивалентности где Q – тепло; L – работа, полученная в результате использования тепла; А – коэффициент пропорциональности – тепловой эквивалент работы, А=0, Единицы ДжкгсмккалкВт ч 1Дж 10, , , кгсм 9, , , ккал 4186,8426,93511, кВт ч 3, ,8451 Соотношение между единицами работы и тепла

Закон сохранения и превращения энергии (Первый закон термодинамики) Аналитическое выражение первого закона термодинамики dq – количество подведённой теплоты du - изменение внутренней энергии системы dL - совершённая работа

Второй закон термодинамики Второй закон термодинамики характеризует качественную сторону процессов преобразования теплоты в работу Сущность второго закона термодинамики 1. Теплота не может переходить от холодного тела к тёплому без затраты работы (постулат Клаузиуса). 2. Невозможно осуществление цикла теплового двигателя без переноса некоторого количества теплоты от источника теплоты более высокой температуры к холодильнику более низкой температуры (постулат Томсона). 3. Не вся теплота, получаемая рабочим телом от источника теплоты, может быть полностью превращена в работу, а лишь некоторая её часть.

Теплоёмкость тела,.. - весовая (массовая) теплоёмкость с в, - объёмная теплоёмкость с об, - Мольная теплоёмкость μс в, Формулы пересчёта теплоёмкостей

Истинная и средняя теплоёмкости Значение теплоёмкости в данной точке в данный момент времени называется истинной теплоёмкостью Значение теплоёмкости в интервале температур от t1 до t2 за определённый промежуток времени называется средней теплоёмкостью

Изохорная и изобарная теплоёмкости Теплоёмкость при постоянном объёме cv (изохорная) это о количество теплоты, необходимой для нагревания единицы количества газа на 10, если подвод теплоты производится при постоянном объёме (например, в закрытом сосуде). Теплоёмкость при постоянном давлении сp (изобарная) – это о количество теплоты, необходимой для нагревания единицы количества газа на 10, если подвод теплоты производится при неизменном давлении (например, в сосуде с подвижным поршнем). Взаимосвязь теплоёмкостей по формуле Майера А – тепловой эквивалент работы, равный ; R – газовая постоянная, 8314 Дж\кгС