Теплота и теплотехника

Теплотехническая наука —относительно молодая ветвь науки она насчитывает всего около 200 лет своего существования. В развитии теории теплоты и теплотехники выдающаяся роль принадлежит русским ученым, инженерам и новаторам. [c.9]

Термодинамика возникла из потребностей теплотехники . Развитие производительных сил стимулировало ее создание. Широкое применение в начале XIX в. паровой машины поставило перед наукой задачу теоретического изучения работы тепловых машин с целью повышения их коэффициента полезного действия. Это исследование было проведено в 1824 г. французским физиком, инженером Сади Карно, доказавшим теоремы, определяющие наибольший коэффициент полезного действия тепловых машин. Эти теоремы позволили впоследствии сформулировать один из основных законов термодинамики — второе начало. В 40-х годах XIX в. в результате исследований Майера и Джоуля был установлен механический эквивалент теплоты и на этой основе открыт закон сохранения и превращения энергии, называемый в термодинамике ее первым началом. Энгельс назвал его великим основным законом движения , устанавливающим основные положения материализма. Закон сохранения и превращения энергии имеет как количественную, так и качественную стороны. Количественная сторона закона сохранения и превращения энергии состоит в утверждении, что энергия системы является однозначной функцией ее состояния и при любых процессах в изолированной системе сохраняется, превращаясь лишь в строго определенном количественном соотношении эквивалентности из [c.10]

Технические приложения составляют важнейшую составную часть современной термодинамики эту часть термодинамики ввиду большого значения выделяют обычно в самостоятельный раздел и называют технической термодинамикой. Современная техническая термодинамика является основой теории тепловых двигателей, тепловых машин и различных устройств и технологических процессов, в которых используется теплота или, точнее, осуществляются превращения внутренней энергии тел в теплоту и работу. Напомним, что само возникновение термодинамики было вызвано нуждами практической теплотехники. Таким образом, термодинамика с самого начала своего становления была органически связана с практикой. Эта связь сохранялась и укреплялась на всех этапах исторического развития термодинамики, что и сделало ее в широком смысле научной базой современной энергетики. [c.513]

С созданием универсального теплового двигателя в виде паровой машины замкнулся, таким образом, круг взаимного превращения теплоты и работы. Наука не сразу сделала вывод, вытекающий из факта изобретения паровой машины. Этот вывод — единство теплоты и механического движения, эквивалентность теплоты и работы — окончательно теоретически был сформулирован и практически подтвержден только к середине XIX столетия, т. е. в теплотехнике теория отставала от практики. С развитием промышленности, когда энергия в производстве стала иметь существенное экономическое значение, появилась необходимость научного познания энергетических процессов и их законов. Путь развития этих научных познаний, связанный с именами многих исследователей, привел к торжеству учения М. В. Ломоносова. Было признано и развито его учение [c.54]

Можно выделить два основных направления в унификации единиц количества теплоты. Одно из них связано с международными соглашениями, затрагивавшими довольно обширную область термодинамики и теплотехники, а также смежные разделы науки и техники. [c.76]

Таким образом, в области термодинамики и теплотехники унификация единиц количества теплоты привела к признанию одной единицы—джоуля. [c.77]

Началось же это признание с довольно частной проблемы определения механического эквивалента теплоты, явившейся иа уровне XIX в. ключевой в понимании универсальности понятия энергии в механике и теплотехнике. Решение этой проблемы свя- [c.61]

С развитием электрификации и химизации в СССР роль теплотехники с каждым годом возрастает. Мощные паротурбинные установки на электростанциях с применением пара высоких параметров, внедрение комбинированных установок с одновременным использованием в качестве рабочих тел как водяного пара, так и продуктов сгорания, теплофикация городов, развитие реактивных двигателей и газотурбинных установок, отвод огромных тепловых потоков в ядерных реакторах для получения электроэнергии, переход к промышленному использованию магнитогидродинамического метода для непосредственного преобразования теплоты в электрическую энергию, широкое использование в народном хозяйстве холода и многие другие проблемы современной науки и техники необычайно расширили область теплотехники и все время ставят перед ней новые исключительно важные физические задачи. [c.3]

Из рис. 18.16 видно, что наиболее значительно термический к. п. д. цикла возрастает при повышении начального давления примерно до 90 бар, после чего рост замедляется. Это объясняется тем, что доля теплоты, затрачиваемой на собственно подогрев воды, при высоких давлениях относительно увеличивается, в результате чего средняя температура подвода теплоты возрастает более медленно. При высоких давлениях даже большое приращение давления приводит к незначительному увеличению средней температуры подвода теплоты. Высокое давление насыщенного водяного пара при применяемых в теплотехнике температурах является основным недостатком этого рабочего вещества, так как значительно утяжеляет и удорожает конструкцию теплосиловых установок. Интересно отметить, что это было ясно уже Карно, который писал, что главный недостаток водяных паров — это большая упругость при высоких температурах. [c.578]

В курсе теплотехники изучаются методы получения и преобразования теплоты, а также принципы действия и конструктивные особенности теплоэнергетических установок. Задачей этого курса является подготовка специалистов, владеющих навыками грамотной эксплуатации теплоэнергетического оборудования. [c.3]

Теплотехника - общетехническая фундаментальная дисциплина, изучающая методы получения, преобразования, передачи и использования теплоты, а также принципы действия и конструктивные особенности тепло- и парогенераторов, трансформаторов теплоты, тепловых машин, аппаратов и устройств. Она служит основой энергетического образования при изучении специальных дисциплин в системе подготовки инженеров-химиков-технологов и используется в их даль-.нейшей практической деятельности. [c.4]

Техническая термодинамика вместе с теорией теплопередачи являются теоретическими основами теплотехники, в частности основами для изучения тепловых двигателей, назначение которых —непрерывно превращать теплоту в работу. Поэтому основная задача технической термодинамики — изучение закономерностей превращения теплоты в работу и условий, при которых эти процессы совершаются наиболее элективно. Превращение теплоты в работу происходит с помощью упругого тела (газа или пара), называемого рабочим телом теплоэнергетической установки. Поэтому в курсе технической термодинамики изучаются также термодинамические свойства рабочих тел. [c.7]

Топлива, применяемые в теплотехнике, делят по агрегатному состоянию на твердые, жидкие и газообразные. Различают топлива органические и ядерные. При использовании органического топлива теплота выделяется в результате реакций соединения горючих элементов топлива с окислителем, которым обычно является кислород воздуха. Ядерное топливо при реакциях распада атомных ядер некоторых изотопов тяжелых элементов (природного искусственных и выделяет теплоты [c.139]

Наряду с холодным ррт-2 разрабатывались и теплые , предназначенные для работы только при температурах выше температуры окружающей среды. Источник энергии у них оставался тот же — теплота окружающей среды . Их авторы опирались уже на традиции теплотехники. Некоторые из них тоже защищены авторскими свидетельствами или патентами [3.14—3.17]. [c.191]

Основоположником теоретической теплотехники, создавшим научную теорию теплоты, является М. В. Ломоносов. Руководствуясь его трудами, русский механик И. И. Ползунов в 1766 г. создал универсальный паровой двигатель с котлом оригинальной конструкции. [c.237]

Промышленные предприятия и жилищно-коммунальный сектор потребляют огромное количество теплоты на технологические нужды, отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. В связи с этим повышение надежности и экономичности работы теплотехнического оборудования, вырабатывающего и потребляющего тепловую энергию, является одной из- важнейших народнохозяйственных задач. Надежность и экономичность работы этого оборудования в значительной мере зависит от качества его наладки, ремонта и культуры обслуживания. В связи с этим широкий круг техников-теплотехников должен владеть приемами и методами рациональной эксплуатации, наладки и испытания теплотехнического оборудования. [c.3]

Курс Основы теплотехники и гидравлики знакомит учащихся с процессами получения и преобразования различных видов энергии и способами передачи теплоты от одного физического тела к другому, а также с основными законами гидравлики. [c.5]

Теплотехника — отрасль техники, занимающаяся вопросами получения и использования теплоты. [c.5]

Одним из важных вопросов теплотехники является подсчет теплоты, подведенной к двигателю и отведенной от него. По степени использования теплоты судят о работе двигателя и о его экономичности. Этот вопрос легко разрешается графическим изображением термо- [c.90]

Практика показывает, что отдельные элементы установки (современные котлы, двигатели и т. д.) имеют значения к. п. д., близкие к 1,0. Это свидетельствует о достаточном совершенстве их конструкции. И тем не менее к. п. д. силовых установок в целом значительно ниже. Объясняется такое положение тем, что в теплосиловой установке оказывается принципиально невозможно превратить в работу всю теплоту, вводимую в эту установку. Выявление причин малых к. п. д. силовых установок является одним из аспектов содержания второго закона термодинамики, исторически возникшего из потребностей практической теплотехники. [c.33]

Книга состоит из двух частей первая посвящена технической термодинамике, вторая—теплопередаче. В первой части рассматриваются основные понятия, первое и второе начала термодинамики, термодинамические процессы идеальных и реальных газов, циклы двигателей внутреннего сгорания, паротурбинных установок и компрессоров, процессы истечения газов. Во второй части освещены вопросы переноса теплоты теплопроводностью, конвекцией и излучением, метод подобия и основы теплового расчета теплообменников. При изложении материала авторы старались обращать особое внимание на физическую сущность изучаемых явлений, формировать у учащихся научное понимание основ теплотехники и прививать им практические навыки в решении задач прикладного характера. При этом авторы исходили из того, что изучение теоретических основ теплотехники должно предшествовать изучению специальных курсов, посвященных парогенераторам, паротурбинным установкам, автоматизации тепловых процессов, эксплуатации теплоэнергетических установок. [c.3]

Исследование газовых процессов. В самом общем случае изменения состояния теплота сообщается газу или отводится от него и одновременно изменяются его давление, объем и температура. Исследование процесса состоит в определении работы газа /, изменения внутренней энергии ( 2—w ), количества тепла q, весовой теплоемкости с и в установлении связи между отдельными величинами, характеризующими состояние газа. Практический интерес представляет, однако, исследование не общего процесса совершенно произвольного характера, а ряда частных случаев, играющих большую роль в теплотехнике. Такими специальными процессами, весьма важными и з теоретическом и в практическом отношениях, являются [c.74]

Вместе с развитием тепловых двигателей совершенствовалась и теория теплоты. В 1824 г. французский инженер С. Карно опубликовал научный трактат, в котором сформулировал важнейший закон теплотехники, определяющий условия превращения теплоты в механическую работу, предложил формулу для определения КПД идеального теплового двигателя и разработал схему работы двигателя внутреннего сгорания. [c.3]

Рациональное использование теплоты в различных отраслях промышленности невозможно без знания основных законов теплотехники и совершенного овладения теорией тепловых процессов. [c.4]

В целом более 90 % всей используемой человечеством энергии приходится на ископаемые органические топлива. Это определяет роль теплотехники об-щеинженерной дисциплины, изучающей методы получения, преобразования, передачи и использования теплоты и связанных с этим аппаратов и устройств. [c.5]

Исторически термодинамика возникла из потребностей теплотехники. Развитие производительных сил стимулиров.ало ее создание. Широкое применение в начале XIX в. паровой машины поставило перед наукой задачу теоретического изучения работы тепловых машин с целью повышения их коэффициента полезного действия. Это исследование было проведено в 1824 г. в первом сочинении по термодинамике французским физиком и инженером Сади Карно, доказавшим теоремы, определяющие наибольший коэффициент полезного действия тепловых машин. Эти теоремы позволили впоследствии сформулировать один из основных законов термодинамики — второе начало. В 40-х годах XIX в. в результате исследований Майера и Джоуля был установлен механический эквивалент теплоты и на этой основе открыт закон сохранения и превращения энергии, называемый в термодинамике ее первым началом. Энгельс назвал его великим основным законом движения . [c.9]

По мере углубления знаний о тепловых процессах выяснилось, что в обеих отраслях промышленной теплотехники перенос теплоты часто сопровождается переносом массы вещества и оба эти виды переноса неразрывно связаны. Поэтому в последнее время происходит обновление содержания раздела теоретических основ теплотехники, посвященного изучению процессов переноса теплоты, и смена его названия. Вместо традиционных названий разделов Теплопередача и Теплообмен [27, 35] получают широкое признание названия Тепло- и массообмен [34], Тепломассообмен [11]. Тепломассообмен [24, 43]. Последнее название наилучшим образом отражает содержание раздела — описание теплообменных процессов, осложненных массообменом. Если теплообмен осложнен массообменом, то для его исследования традиционные тепломеры [7, 9] мало пригодны и возникает необходимость создания тепло-массомеров, т. е. диффузионно-проницаемых тепломеров, е помощью которых можно определять суммарную плот- [c.10]

Впервые научные основы теплотехники были заложены великим русским ученым М. В. Ломоеооовым я опубликованы в 1744—1747 гг. в его трудах о механической теории теплоты. Теоретические исследования М. В. Ломоносова дали воз1можность первому русскому теплотехнику, талантливому механику И. И. Ползунову создать первый паровой двигатель. В 1763—1765 гг. И. И. Ползунов построил в Барнауле паро-сил0 Вую установку, состоявшую из парового котла и паровой машины. Благодаря трудам М. В. Ломоносова и И. И. Ползунова Россия по праву может считаться родиной механической теории теплоты и первого универсального парового двигателя. [c.9]

Большое значение для развития теплотехники имели труды Роберта Майера, Джемса Джоуля, Рудольфа Клаузиса, Германа Гельмгольца, Виллиама Томсона. Их работы обусловили установление первого и второго законов термодинамики, которые создали основу для теоретического изучения и практического применения процессов взаимного превращения теплоты и работы. [c.3]

На рис. 5.8 представлены основные процессы с разными значениями показателей политропы, применяющимися в теплотехнике (О — оо). Процессы, расположенные выше изобарного, в правой части диаграммы имеют отрицательный показатель политропы и характеризуются настолько больпшм подводом теплоты, что, несмотря на расширение газа, давление его увеличивается. Процессы с отрицательным значением показателя, расположенные в левой части диаграммы ниже изобары, проходят с настолько большим отводом теплоты, что, несмотря на сжатие газа, давление его уменьшается. В некоторых производственных процессах, особенно в области химической технологии, процессы с отрицательными значениями показателя политропы вполне возможны. Изучаемые нами процессы расположены в левой верхней и правой нижней части диаграммы. Все кривые в правой части диаграммы (принимаем точку 1 за начальное состояние газа) характеризуют процессы, проходящие с расширением газа, а процессы в левой части — со сжатием газа. Как видно из рис. 5.8, все изучаемые нами политропные процессы в зависимости от их расположения по отношению к основным процессам можно разделить на 3 группы. [c.60]

Цикл Карно для теплотехники имеет очень большое значение. Он позволяет определить наивысшее возможное значение термического КПД теплового двигателя, работающего между температурами Т и. При этом он является как бы эталоном, с которым можно сравнивать КПД реально существующих двигателей, и к значению которого стремятся приблизить КПД реальных двигателей. Действительно, если взять произвольный цикл аЬсба и вписать его в цикл Карно 12341 (Рис. 1.11), то можно видеть, что подвод и отвод теплоты в цикле аЬсс1а только в точках а и с осуществляется при температурах цикла Карно Т и Т . Рис. 1.11. Произвольный цикл Карно в [c.46]

Теплотехника — общетехническая дисциплина, изучающая методы получения, преобразования, передачи и использования теплоты, а также принципы действия и конструктивные особенности тепло- и парогенераторов, тепловых маисин, аппаратов и устройств. [c.4]

Лучистая энергия, излучаемая нагретым телом в пространство, падает на другие тела и в общем случае частично поглощается ими, частично отражается и частью проходит сквозь тело. Отраженная телом и прошедшая сквозь него часть лучистой энергии рассеивается в окружающем пространстве. Таким образом, лучистый теплообмен, или передача тепла лучеиспусканием от одних тел к другим, связан с двойным преобразованием энергии теплоты — в лучистую энергию и обратно — лучистой энергии в теплоту. Лучеиспускают не только горячие твердые тела, но и трехатомные и многоатомные газы (углекислота, водяной пар и др.). В теплотехнике широко используются продукты сгорания или дымовые газы, образующиеся при сжигании топлива. Тепло от этих газов передается поверхности нагрева не только конвекцией, но и лучеиспусканием. В теплоэнергетических установках протекает сложный теплообмен всеми видами распространения тепла. В жидкостях конвекция сопровождает теплопроводность и совместный теплообмен называют конвективно-кондуктивным, в газах совместно протекает конвективнорадиационный теплообмен. Теплообмен излучением без конвекции в технических установках может протекать при глубоком вакууме (<0,14 н м ). [c.136]

До введения Межд народной системы единиц в теплотехнике пользовались единицами мощности, основанными на тепловых единицах работы — единицах количества теплоты калории (кал) и килокалорий (ккал). Наиболее распространетшм были калория в секунду (кал/с) 1 кал/с = 4,1868 Вт и килокалория в час (кКал/ч) 1 ккал/ч = 1,163 Вт. В этих единицах измерялась производительность источников теплоты, тепловые потоки и т.п. В настоящее время эти единицы изъяты из применения. Однако для удобства пользования литературой прошлых лет единицы величин (включая различные коэффициенты), связанных с Тепловыми единицами мощности, приведены в гл. 5 и приложении V. [c.153]

СГС). В технике нашла широкое распространение система метр —килогра.мм-сила—секунда (МКГСС). В теоретической электротехнике появилось одна за другой несколько систем единиц, производных от СГС. В теплотехнике были приняты системы, основанные на СГС и МКГСС с добавлением единицы температуры (градус Цельсия) и внесистемных единиц количества теплоты (калория и килокалория). Кроме того, в науке и технике получили применение много других внесистемных единиц, например, киловатт-час, литр, атмосфера— кило.грамм-сила на квадратный сантиметр, миллиметр ртутного столба, бар и др. Из системы СГС, охватывающей только механические величины, образовались системы СГСЭ (электростатическая) й СГСМ (электромагнитная). Позднее из этих двух систем были образованы новые системы единиц более узкого применения. В итоге образовалось значительное число метрических систем единиц и много внесистемных. Общее развитие метрической системы мер показано на рис. 4. [c.26]

Ж. м., соединяющие большую теплопроводность и теплоёмкость, применяются в теплотехнике в качестве теплоносителе . В частности, сплавы Na—К исиользу-штся для отвода теплоты в ядерных реакторах. Ga и сплавы Ga —In вследствие низких значений Г,,,, применяются в качестве вакуумных затворов при получении высокого вакуума. [c.36]

Общая теплотехника занимается изучением законов преобразования химической энергии топлива в теплоту, механическую работу и электрическую энергию, а также свойств рабочих вепдеств, конструкций машин и аппаратов, прид1еняемых в энергетических установках. [c.4]

Теоретические основы теплотехники разработаны М. В.. Ломоносовым (1711—1765 гг.), открывшим в середине ХУП1 в. закон сохранения материи. Ломоносов отверг господствовавшую в то время теорию теплорода , противопостав.чв ей подлинно научную теорию, согласно которой теплота является результатом внутреннего движения мельчайших частиц вещества. В дальнейшем исследования Майера (1814—1878 гг.), Джоуля (1818— 1889 гг.), Гельмгольца (1821—1894 гг.) и других ученых углубили знания закона сохранения энергии. Французский ученый Сади Карно (1796—1832) писал, что всюду, где работа исчезает, возникает теплота. [c.4]

Адиабатный процесс. Адиабатным называют термодинал иче-скнй процесс, протекающий без теплообмена рабочего тела с окружающей средой. Подобно изотермическому, осуществить на практике адиабатный процесс очень сложно. Такой процесс может протекать с рабочим телом, помещенным в сосуд, например в цилиндр с поршнем, окруженный толстым слоем высококачественного теплоизоляционного материала. Но и такие материалы обладают, хотя и малой, но вполне определенной теплопроводностью. В результате небольшое количества теплоты будет проникать через стенки сосуда от рабочего тела в окружающую среду или наоборот. Такой теплоизолированный сосуд можно рассматривать только как приблизительную модель адиабатной среды. Однако многие термодинамические процессы, осуществляемые в теплотехнике, происходят очень быстро, и за время их протекания рабочее тело не успевает обменяться теплотой с окружающей средой. Поэтому эти процессы с известной точностью могут рассматриваться как адиабатные. Для вывода уравнения, связывающего давление и объем 1 кг газа в адиабатном процессе, запишем уравнение первого закона термодинамики dq = du + р dv. Так как для адиабатного процесса dq = Q и du = с. dT, то можно записать [c.110]

Для определен И я теплоты перегрева по уравнению (11-28) надо знать сОпытными исследованиями установлено, что теплоемкость перегретых паров зависит от температуры и давления. Большая часть этих исследований, естественно, относится к перегретому водяному пару, как имеющему особо важное значение в теплотехнике. Начиная с 1906 г., были поставлены. многочисленные опыты, постепенно расширявшие область давлений и температур. Из этих опытов разных исследователей выделяются опыты, проведенные в период 1947—1950 гг. во Всесоюзном теплотехническом институте им. Ф. Э. Дзержинского Д. Л. Тимротом и Н. Б. Варгафтиком. Этими опытами была охвачена область сверхвысоких параметров, а именно при температурах до 600°С и давлениях до 300 ага. до тех пор не исследованная ни у нас, ни за рубежом . [c.255]

В термодинамике (и вообще в теплотехнике) за единицу количества теплоты принята одна килокалория (ккал). За единицу механической работы принят один килограммометр кГ м). Количественная связь между килокалорией и килограммометром найдена опытныл путем 1 ккал соответствует 427 кГ м, а 1 кГ м соответствует [c.7]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...