Műszaki hőtan mérnököknek

Tartalom

BEVEZETÉS 11
1. A TERMODINAMIKA ALAPJAI 13
1.1. A TERMODINAMIKAI RENDSZER ÉRTELMEZÉSE 13
1.1.1. A rendszer felépítése 13
1.1.2. Kölcsönhatások 15
1.1.3. A Gibbs-féle fázisszabály 16
1.2. A TERMODINAMIKAI RENDSZER EGYENSÚLYA 18
1.2.1. A nulladik főtétel 18
1.2.2. Az egyensúlyi állapot 19
1.3. A TERMODINAMIKAI RENDSZER ÁLLAPOTJELLEMZŐI 20
1.3.1. Állapotjelzők 21
1.3.2. Állapotfüggvények, állapotegyenletek 24
1.3.3. Az állapotfüggvény megoldásai ideális gázokra 27
1.4. A TERMODINAMIKAI RENDSZER ENERGIATARTALMA 31
1.4.1. A termodinamika I. főtétele 31
1.3.2. Hőkapacitás, fajhő 32
1.4.3. A belsőenergia 36
1.3.4. A fizikai munka 37
1.4.5. Az entalpia - 40
1.3.6. A technikai munka 41
1.5. A TERMODINAMIKA II. FŐTÉTELE 44
1.5.1. Az entrópia 46
1.5.2 Az állapotfüggvények kapcsolata 48
1.6. Az ABSZOLÚT ZÉRUSPONT PROBLÉMÁJA 50
1.6.1. Az abszolút nulla hőmérséklet 50
1.6.2. Negatív abszolút hőmérséklet 52
1.7. Ideális gázelegyek 54
1.7.1. Az elegy összetételének jellemzői 54
1.7.2. A gázelegyek állapotjellemzői 57
1.8. ÖSSZEFOGLALÓ MEGJEGYZÉSEK 60
2. AZ IDEÁLIS GÁZOK ÁLLAPOTVÁLTOZÁSAI 65
2.1. az állapotváltozások csoportosítása 65
2.2. reverzíbilis állapotváltozások 68
2.2.1. Izochor állapotváltozás 68
2.2.2. Izobár állapotváltozás 71
2.2.3. Izotermikus állapotváltozás 74
2.2.4. Adiabatikus állapotváltozás 76
2.2.5. Politropikus állapotváltozás 81
2.2.6. A politropikus állapotváltozás általánosítása 86
2.3. Irreverzíbilis állapotváltozások 88
2.3.1. Az irreverzíbilis folyamatok általános jellemzői 88
2.3.2. Fojtás 90
3. AKTÍV HŐTRANSZPORT 93
3.1. Tetszőleges körfolyamat 93
3.2. A Carnot-körfolyamat 96
3.2.1. Reverzibilis Carnot-körfolyamat 96
3.2.2. Irreverzíbilis Carnot-körfolyamat, 100
3.3. elemi körfolyamatok vizsgálata 101
3.3. r. A PVT-VTP körfolyamatpárok elemzése 104
3.3.2. A VAP és APV körfolyamatpárok elemzése 107
3.3.3. A PAT és az ATP körfolyamatpárok elemzése 109
3.3.4. A VAT és ATV körfolyamatpárok elemzése 110
3.3.5. Az körfolyamat-elemzés tanulságai 111
3.4. Optimális és reális erőgépi munkafolyam 112
4. TECHNIKAI KÖRFOLYAMATOK 115
4.1. Belsőégésű motorok elméleti körfolyamatai 115
4.1.1.- A szikragyújtású motorok elméleti körfolyamata 116
4.1.2. A kompressziós gyújtású motor ideális körfolyamata 121
4.1.3 A szikragyújtású és a kompressziós körfolyamatok összehasonlítása. 126
4.1.4. Vegyes körfolyamat 128
4.1.5. Kétütemű motorok elméleti körfolyamatai 131
4.1.6. A feltöltés hatása a körfolyamatra 132
4.2. Gázturbina folyamatok 136
4.3. Kompresszorok 145
4.3.1. A dugattyús kompresszor ideális munkafolyamata 145
4.3.2. A valóságos kompresszor 148
4.3.3. Többfokozatú kompresszorok |g 150
5. PASSZÍV HŐTRANSZPORT 153
5.1. hőközlési formák 154
5.1.1. Hővezetés 154
5.1.2. Hősugárzás 173
5.1.3. Konvektív hőátadás 185
5.1.4. Összetett hőátvitel 191
5.2. A hőátadási elmélet direkt alkalmazásai 199
5.2.1. Stacioner-problémák 199
5.2.2. Instacioner hőátviteli problémák elemzése 231
5.3." A hőátvitel számításának indirekt módszerei 247
5.3.1. A hasonlósági módszer 248
5.3.2. A dimenzióanalízis módszere 261
5.3.3. Kísérleti módszerek 269
5.4. A hőátadás gyakorlati esetei 274
5.4.1. Hőátadás halmazállapot-változás nélkül 274
5.4.2. Hőátadás halmazállapot-változás esetén 290
5.5. Hőcserélők 294
5.5.1. A felületi hőcserélők termodinamikai számítása 294
5.5.2. Csőköteges hőcserélők 308
5.5.3. Regeneratív hőcserélők 315
5.5.4. Keverő hőcserélők 317
6. ÉGÉS, HŐFEJLESZTÉS 319
6.1. Tüzelőanyagok 319
6.1.1. Szilárd tüzelőanyagok 319
6.1.2. Folyékony halmazállapotú tüzelőanyagok 322
6.1.3. Gáznemű tüzelőanyagok 325
6.2. Az égés elméleti alapjai 327
6.2.1. Az égés hőmérsékletfüggése 328
6.2.2. A hőeffektus és a munka 329
6.2.3. Égési hőmérsékletek 329
6.3. AZ égés mérlegegyenletei 331
6.3.1. A tömeg szerinti egyesülés egyenletei 331
6.3.2. A tömeg és térfogat szerinti egyesülés egyenletei 333
6.3.3. Légviszonytényező 335
6.3.4. Égés léghiányban 337
6.3.5. Gáznemű tüzelőanyag égése 338
6.3.6. Fűtőérték és égéshő 338
7. TÖBBFÁZISÚ RENDSZEREK 341
7.1. Reális gázok 341
7.1.1. Az általános állapotegyenlet érvényessége 341
| 7.1.2. A viriáltétel 342
7.1.3. A van der Waals-féle állapotegyenlet 346
7.1.4. Az állapotegyenletek és pontosságuk 350
7.2. A fázisváltás termodinamikai összefüggései 352
7.2.1. A fázisátalakulás fogalomrendszere 353
7.2.2. A fázisegyensúly általános egyenletei 359
7.3. A többfázisú rendszerek állapotjelzői 360
7.3.1. Folyadékállapot 363
7.3.2. Nedves gőz állapot 364
7.3.3. Száraz telített gőz 365
7.3.4. Túlhevített gőz 365
7.4. GŐZTÁBLÁZATOK 366
7.5. GŐZDIAGRAMOK 366
7.5.1. A p-v diagram 366
7.5.2. A T-s diagram 367
7.3.3. A h-s diagram 369
7.5.4. A p-h diagram 372
7.5.5. A h-T diagram - 372
7.6. A gőzök állapotváltozásai 374
7.6.1. Izobár-izoterm állapotváltozás 374
7.6.2.Izobár állapotváltozás 376
7.6.3. Izotermikus állapotváltozás 378
7.6.4. Állandó térfogaton végbemenő állapotváltozás 379
7.6.5. Adiabatikus állapotváltozás 380
7.6.6. Fojtás 382
8. A GŐZGÉPEK TERMODINAMIKÁJA 384
8.1. áramló rendszerek termodinamikája., 385
8.1.1. Kiáramlás egyszerű legömbölyített fúvókán 387
8.1.2. A kritikus sebesség meghatározása a kritikus jellemzőkkel 392
8.1.3. Laval-fúvóka méretezése 394
8.2. Gőzgépek eszményi munkafolyamata 398
8.3. Gőzfejlesztők 404
8.3.1. A gőzfejlesztők működésének alapelvei 404
8.3.2. Kazán paraméterek 406
8.3.3. A kazánhatásfok meghatározásának módszerei 409
9. TÖBBKOMPONENSŰ RENDSZEREK 413
9.1. Gáz-gőz rendszerek 413
9.1.1. A nedves levegő jellemzői 413
9.1.2. A nedves levegő h-x diagramja 418
9.1.3. A nedves levegő x-t diagramja 423
9.1.4. A nedves levegő jellemző állapotváltozásai 425
9.2. A levegő nedvességtartalmának változtatása 427
9.2.1. A levegő nedvességtartalmának csökkentése hűtéssel 427
9.2.2. Különböző állapotú levegőmennyiségek keverése 428
9.2.3. Levegőmennyiségek keverése közbenső melegítéssel 431
9.5.4. A levegő nedvesítése víz(gőz), hozzávezetéssel 431
9.3. Folyadék-gőz rendszerek 433
9.4. A szabad folyadékfelület párolgása 437
9.4.1. A párolgás egyidejű hő- és anyagtranszport folyamata 439
9.4.2. A transzportfolyamatok vizsgálata és leírása 440
9.4.3. A transzport folyamatok hasonlósága 442
9.4.4. Az átadási tényezők kapcsolata és számítása 445
9.4.5. A párolgó folyadékfelület hőmérséklete 449
10. SZÁRÍTÁS, KLIMATIZÁLÁS 452
10.1. A szárítás technológiai jellemzői 453
10.1.1. A szárítókamra anyag- és hőmérlege 453
10.1.2. A szárítás folyamata h-x diagramban 457
10.1.3. Szárítás közbenső melegítéssel 459
10.1.4. Szárítás a használt levegő részleges visszavezetésével 461
10.1.5. Szárítás füstgáz-levegő keverékével 462
10.2. A száradó anyagtulajdonságai 464
10.2.1. Fizikai jellemzők 465
10.2.2. A víztárolás fizikája 467
10.2.3. Szorpciós izotermák 470
10.3. A szárítás törvényszerűségei 472
10.3.1. Vékonyrétegű szárítás törvényszerűségei 473
10.3.2. Vastagrétegű szárítás összefüggései 478
10.4. A klimatizálás alapjai 480
11. A HŰTÉS TERMODINAMIKÁJA 484
11.1. A hűtés fogalomrendszere 484
11.1.1. Hűtőfolyamatok 486
11.2. gőznemű közvetítőközeggel működő dugattyús hűtőgép 488
11.2.1. Egyfokozatú kompresszió- és expanzióhenger alkalmazása 488
11.2.2. A hűtési folyamat energetikai jellemzőinek számítása 490
11.2.3. Hűtőfolyamat fojtószelep alkalmazásával - 492
11.2.4. A fajlagos hűtőteljesítmény növelésének lehetőségei 494
11.2.5. Veszteséges hűtési körfolyamat 503
11.2.6. Hűtőkompresszorok 508
11.2.7. Gőzsugár hűtőgépek 514
11.3. hűtő- és közvetítőközegek 515
11.3.1. Ammónia É 516
11.3.2. Freon hűtőközegek 517
11.3.3. A hűtőközegek és a környezetvédelem 517
11.3.4. Közvetítőközegek 520
11.4. A hőszivattyú 522
11.5. A gázüzemű hűtőgépek elmélete 524
11.6.1. Az abszorpciós hűtőgépekben lejátszódó folyamatok 527
11.6.3. Abszorpciós hűtőfolyamat h-x diagramban 529
11.6.4. Az abszorpciós hűtőfolyamat anyag- és hőmérlege 532
11.7. Mesterséges hűtés és fagyasztás 535
11.7.1. Fagypont feletti és alatti hűtés 536
11.7.2. A hűtőteljesítmény meghatározása 537
IRODALOMJEGYZÉK 539

Témakörök