Загрузил Андрей Криничный

Лекция 1 по теплотехнике

Реклама
ТЕПЛОТЕХНИКА
Пшенов Евгений Александрович
204,208,322
1
Теплотехника – научная дисциплина
отрасль техники,
охватывающие методы
получения теплоты,
преобразования её в другие виды энергии,
распределения, транспортирования,
использования теплоты
с помощью
тепловых машин,
аппаратов
и устройств.
и
2
ЭНЕРГИЯ
– способность тела совершать работу
или запас работы
КАКИЕ БЫ НИ ПРОИСХОДИЛИ ИЗМЕНЕНИЯ В МАТЕРИАЛЬНОМ
МИРЕ, ОНИ ВСЕГДА СОПРОВОЖДАЮТСЯ
ПЕРЕХОДАМИ ЭНЕРГИИ
ИЛИ ПРЕВРАЩЕНИЯМИ ЕЕ ВИДОВ
СОВЕРШЕНИЕ РАБОТЫ
ТЕПЛООБМЕН
СОВЕРШЕНИЕ РАБОТЫ
3
Термодинамика
теплового
превращениях
-
движения
наука
о
(термо)
(динамика)
в
законах
и
его
другие
виды
движения, происходящих в макроскопических
равновесных системах и при переходе систем
в равновесие.
4
На основе технической термодинамики
производят расчеты и проектирование:
- тепловых двигателей,
- компрессорных машин,
- холодильных установок,
- течения в воздухо- и паропроводах,
- воздухообмена помещений,
- кондиционирования воздуха,
- сушки и хранения
сельскохозяйственных продуктов и т.д.
5
Два закона (начала) термодинамики
Первый – устанавливает количественное
соотношение
в
процессах
взаимного
преобразования теплоты и работы
работы..
Второй
отличие
–
указывает
формы
передачи
на
качественное
энергии
в
виде
теплоты и связан с принципом изменения
энтропии..
энтропии
Энтропия – мера рассеяния энергии
6
Объект изучения
Термодинамическая система (ТДС) –
совокупность материальных тел
тел, которая
может обмениваться между собой и с
другими телами ("внешней средой") энергией
и веществом.
Отдельно взятое макротело (тело, состоящее
из множества микрочастиц) также может
рассматриваться
как
термодинамическая
система.
7
Изолированная ТДС – не допускает обмена
с окружающей средой как теплотой, так и
работой.
Полуизолированная ТДС – возможен обмен
либо теплотой либо работой
Неизолированная ТДС – обменивается со
средой и теплотой и работой
8
Термодинамическая система включает в
себя:
рабочие тела (газы, воздух, пары) (РТ
РТ),
источники теплоты (ИТ
ИТ)
и объекты работы (ОР
ОР).
Верхний
ИТ
РТ
РАБОТА
ОР
Нижний
ИТ
9
10
11
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ –
- макроскопические величины определяющие
состояние системы в данный момент.
ТЕРМИЧЕСКИЕ:
- удельный объем v,
- абсолютное давление р,
- абсолютная температура - Т.
КАЛОРИЧЕСКИЕ:
- внутренняя энергия - U,
- энтальпия H,
- энтропия S.
12
Удельный объем тела v, (м3/кг
кг)) – объем
единицы его массы.
1
v = V/M,
v
где V - объем тела, м3;

М - масса, кг.
Давление р, (Па
Па)
где F - сила, Н
Н
р = F/S, Па  2
м
S - площадь, м2
Давление также измеряют высотой столба жидкости.
1 мм рт. ст. = 133,322 Па
1 атм = 101325 Па
1 мм. вод. ст. = 9,806 Па
13
Барометры – атмосферное давление.
Манометры – выше атмосферного.
Избыток давления измеряемой среды над
атмосферным - манометрическое (РМАН) или
избыточное (РИЗБ) давление.
Вакуумметры – ниже атмосферного (РВ).
В термодинамике только
давление (Рабс)!
Р АБС  В  Р МАН
абсолютное
Р АБС  В  Р В
В – барометрическое давление
14
Температура - термодинамическая
(абсолютная ) по шкале К (Кельвина
Кельвина))
начало отсчета - абсолютный нуль, при котором
прекращается тепловое движение молекул.
другая точка отсчета (температура тройной
точки воды) равна 273,15 К
Температура по шкале Цельсия (°С)
нуль -температура таяния льда,
100 (°С) - температура кипения воды при
давлении 101325 Па (нормальное).
Связь между Т (К) и t (°С) :
T = t + 273,15.
15
16
УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА
- воображаемый газ, в котором отсутствуют силы
притяжения между молекулами, а собственный
объем молекул исчезающе мал по сравнению с
объемом межмолекулярного пространства.
Идеальные газы строго подчиняются законам
Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Авогадро и
Дальтона.
Характеристическое
уравнение
связывает
между собой основные параметры состояния давление, объем и температуру
температуру..
17
Уравнение для М кг газа
pV = MRT,
где р - давление газа, Па;
V - объем газа, м3;
M - масса газа, кг;
Т - температура газа, К;
R - газовая постоянная, Дж/(кг·К) (работа 1 кг
идеального газа при постоянном давлении и
изменении температуры на 1 К).
Уравнение состояния для одного кг газа
pv = RT.
Уравнение Менделеева - Клапейрона
p  V  R T
где V - объем 1 кмоля; R  - универсальная газовая
18
постоянная, R  8314 (Дж/кмоль·К)
Закон Бойля-Мариота (T = const)
рv  const
Закон Гей-Люссака (р = const)
v
 const
T
или
Т  const
Закон Авагадро

 const

или
v  const
Закон Дальтона
рсм = р1 + р2 + ... + рn
19
Нормальные условия
р = 101325 Па и Т = 273,15 К (760 мм. рт. ст. и 0°С)
Плотность газа при нормальных условиях

н 
22,4
Удельный объем газа при нормальных условиях
22,4
н 

Газовая постоянная, отнесенная к 1 кг газа
8314
R

20
pV pнVн

T
Tн
КОНЕЦ ЛЕКЦИИ
21
Скачать