INŽINERINĖ TERMODINAMIKA
TURINYS
ŽYMĖJIMAI
ĮVADAS
1. PAGRINDINĖS SĄVOKOS IR APIBRĖŽIMAI
1.1. Termodinaminė sistema
1.1.1. Sistemų tipai
1.1.2. Termodinamikos metodas
1.2. Parametras, būsena, procesas ir pusiausvyra
1.2.1. Ekstensyvieji ir intensyvieji parametrai
1.2.2. Fazė ir grynoji medžiaga
1.2.3. Pusiausvyra
1.3. SI vienetai
1.4. Savitasis tūris
1.5. Slėgis
1.6. Temperatūra
1.6.1. Terminė pusiausvyra
1.6.2. Termometrai
1.6.3. Temperatūros skalės
1.7. Termodinaminių uždavinių sprendimas
1.8. Bendrieji termodinaminių dydžių žymėjimo principai
2. ENERGIJA IR PIRMASIS TERMODINAMIKOS DĖSNIS
2.1. Mechaninės energijos sąvoka
2.1.1. Darbas ir kinetinė energija
2.1.2. Potencinė energija
2.2. Energijos perdavimas darbu. Darbas – energijos perdavimo forma
2.2.1. Darbas
2.2.2. Tūrio kitimo darbas
2.2.3. Veleno darbas
2.2.4. Elektros darbas
2.3. Sistemos pilnutinė energija. Vidinė energija
2.3.1. Šiluma
2.3.2. Šilumos mainų būdai
2.3.3. Darbo ir šilumos palyginimas
2.4. Uždarosios sistemos energijos balansas. Pirmasis termodinamikos dėsnis
2.5. Ciklų energijos analizė
2.5.1. Jėgainių ciklai
2.5.2. Šaldytuvų ir šilumos siurblių ciklai
2.6. Pavyzdžiai
3. GRYNŲJŲ MEDŽIAGŲ SAVYBĖS
3.1. Termodinaminis p–v–T paviršius
3.2. Suslegiamos medžiagos dujinės fazės būsenos lygtis
3.3. Entalpija
3.4. Savitoji šiluma
3.4.1. Masinė, tūrinė ir molinė savitoji šiluma
3.4.2. Tikroji ir vidutinė savitoji šiluma
3.4.3. Izochorinė ir izobarinė savitoji šiluma
3.5. Idealiųjų dujų vidinė energija, entalpija ir savitoji šiluma
3.6. Pavyzdžiai
4. KONTROLINIO TŪRIO ENERGIJOS ANALIZĖ
4.1. Kontrolinio tūrio masės tvermės dėsnis
4.2. Kontrolinio tūrio energijos tvermės dėsnis
4.2.1. Kontrolinio tūrio darbas
4.3. Stacionaraus režimo kontrolinio tūrio analizė
4.3.1. Stacionariojo režimo masės ir energijos lygtys
4.3.2. Tūtos ir difuzoriai
4.3.3. Turbinos
4.3.4. Kompresoriai ir siurbliai
4.3.5. Šilumokaičiai
4.3.6. Droseliavimo įtaisai
4.4. Pirmasis termodinamikos dėsnis dujų srautui
4.5. Izoentropinis dujų tekėjimas kintančio skerspjūvio kanalais
4.6. Iš tūtos adiabatiškai ištekančių dujų greitis ir debitas
4.7. Pereinamasis įrenginių darbas
4.8. Pavyzdžiai
5. ANTRASIS TERMODINAMIKOS DĖSNIS
5.1. Įvadas
5.1.1. Procesų kryptis
5.1.2. Darbo kūrimo galimybės ir aplinkybės
5.2. Antrojo termodinamikos dėsnio formuluotės
5.2.1. Klauzijaus formuluotė
5.2.2. Kelvino ir Planko formuluotė
5.2.3. Klauzijaus bei Kelvino ir Planko formuluočių adekvatumas
5.3. Negrįžtamieji ir grįžtamieji procesai
5.3.1. Negrįžtamieji procesai
5.3.2. Grįžtamieji procesai
5.4. Antrasis termodinamikos dėsnis ir termodinaminiai ciklai
5.4.1. Ciklų efektyvumo ribos. Karno pasekmės
5.5. Absoliučioji termodinaminė temperatūros skalė
5.6. Karno ciklas
5.6.1. Tiesioginis Karno ciklas
5.6.2. Atvirkštinis Karno ciklas
5.6.3. Karno ciklo terminis efektyvumas
5.7. Pavyzdžiai
6. ENTROPIJA
6.1. Klauzijaus nelygybė
6.2. Entropija – sistemos parametras
6.3. Grynosios medžiagos entropija
6.4. Entropijos pokytis grįžtamajame procese
6.5. Entropijos ryšys su kitais termodinaminiais parametrais
6.6. Kontrolinės masės entropijos pokytis negrįžtamajame procese
6.7. Entropijos didėjimas negrįžtamuosiuose procesuose
6.8. Entropijos fizikinė prasmė
6.9. Kietųjų kūnų ir skysčių entropijos pokytis
6.10. Idealiųjų dujų entropijos pokytis
6.11. Grįžtamieji procesai idealiosiose dujose
6.12. Entropijos gamybos greitis
6.13. Kontrolinio tūrio entropijos balansas
6.14. Turbinų, tūtų, kompresorių ir siurblių adiabatiniai naudingumo koeficientai
6.15. Šiluma ir darbas vidinio grįžtamumo stacionariuosiuose srautiniuose procesuose
6.16. Pavyzdžiai
7. ENERGIJOS DARBINGUMO ANALIZĖ
7.1. Energijos darbingumas
7.2. Aplinka
7.3. Eksergija ir anergija
7.4. Eksergija – būsenos parametras
7.5. Uždarųjų sistemų eksergijos balansas
7.6. Medžiagos srauto eksergija
7.7. Ekserginis efektyvumas
7.8. Pavyzdžiai
8. GARO JĖGAINIŲ CIKLAI
8.1. Garo jėgainės schema
8.2. Idealusis Renkino ciklas
8.2.1. Garo slėgio katile ir kondensatoriuje įtaka Renkino ciklo efektyvumui
8.2.2. Renkino cikle pasireiškiantys esminiai negrįžtamumai ir nuostoliai
8.3. Pirminis ir tarpinis garo perkaitinimas
8.4. Regeneracinis garo jėgainės ciklas
8.4.1. Atviras regeneracinis vandens šildytuvas
8.4.2. Uždaras regeneracinis vandens šildytuvas
8.5. Termofikacija
8.6. Garo jėgainės darbingumo analizė
8.7. Pavyzdžiai
9. DUJŲ JĖGAINIŲ CIKLAI
9.1. Vidaus degimo varikliai
9.1.1. Oto ciklas
9.1.2. Dyzelio ciklas
9.1.3. Mišrusis ciklas
9.1.4. Vidaus degimo variklių ciklų palyginimas
9.2. Dujų turbinų jėgainės
9.2.1. Braitono ciklas
9.2.2. Regeneracinės dujų turbinos
9.2.3. Daugiapakopės regeneracinės dujų turbinos
9.2.4. Kombinuoti dujų ir garo turbinų ciklai
9.3. Reaktyviniai varikliai
9.4. Pavyzdys
10. ŠALDYTUVŲ IR ŠILUMOS SIURBLIŲ SISTEMOS
10.1. Karno garo kompresijos šaldymo ciklas
10.2. Garo kompresijos šaldymo ciklas
10.3. Šaldalų savybės
10.4. Kompresoriaus ciklas
10.5. Pakopinės kombinuotojo ciklo garo kompresijos šaldymo sistemos
10.6. Dujų šaldymo sistemos
10.7. Dujų šaldymo sistemų naudojimas
10.8. Absorbcinis šaldymas
10.9. Šilumos siurblių sistemos
10.9.1. Karno šilumos siurblio ciklas
10.9.2. Garo kompresijos šilumos siurbliai
10.10. Pavyzdžiai
11. DUJŲ MIŠINIAI
11.1. Idealiųjų dujų mišinių sudėties nustatymas
11.2. Supaprastintas dujų ir garų mišinių modelis
11.3. Pirmojo termodinamikos dėsnio taikymas dujų ir garo mišiniams
11.4. Adiabatinis sotinimo procesas
11.5. Šlapiojo ir sausojo termometro temperatūros
11.6. Drėgno oro h–d diagrama
11.7. Pavyzdžiai
12. SUSLEGIAMŲ MEDŽIAGŲ TERMODINAMIKA
12.1. Būsenos lygtis
12.2. Dviejų nepriklausomų kintamųjų termodinaminės funkcijos
12.3. Pagrindinės (būdingosios) termodinaminės funkcijos
12.4. Medžiagos parametrų pokyčiai vienfazėse sistemose ir fazinių virsmų metu
12.4.1. Vienfazės būsenos medžiagos parametrų pokyčiai
12.4.2. Medžiagos parametrų pokyčiai jai keičiantis jos fazinei būsenai
12.5. Termodinaminių parametrų lentelių sudarymas
12.5.1. Integralinis termodinaminių parametrų lentelių sudarymas
12.5.2. Termodinaminių parametrų lentelių sudarymas diferencijuojant pagrindines termodinamines funkcijas
12.6. Pavyzdžiai
13. REAGUOJANTIEJI MIŠINIAI IR DEGIMAS
13.1. Degimas
13.2. Kuro rūšys
13.3. Degimui reikalingas oras
13.4. Medžiagos susidarymo entalpija
13.5. Pirmojo termodinamikos dėsnio taikymas reaguojančioms sistemoms
13.6. Adiabatinė liepsnos temperatūra
13.7. Degimo entalpija ir šilumingumas
13.8. Trečiasis termodinamikos dėsnis ir absoliučioji entropija
13.9. Ekserginė analizė reaguojančiose sistemose
13.10. Kuro elementai
13.11. Pavyzdžiai
14. CHEMINĖ IR FAZINĖ PUSIAUSVYRA
14.1. Pusiausvyros kriterijai
14.2. Gibso funkcija ir cheminis potencialas
14.3. Cheminio potencialo įvertinimas
14.4. Cheminės reakcijos pusiausvyros lygtis
14.5. Mišinio sudėties, nusistovėjus cheminei pusiausvyrai, apskaičiavimas
14.6. Grynos medžiagos dviejų fazių pusiausvyra
14.7. Daugiakomponentės ir daugiafazės sistemos pusiausvyra
14.8. Gibso fazių taisyklė
14.9. Pavyzdžiai
15. PRIEDAI. TERMODINAMINIŲ SAVYBIŲ LENTELĖS
15.1. Termodinaminio paviršiaus kritinio būsenos taško parametrai
15.2. Kai kurių kietųjų medžiagų savybės 25 °C temperatūroje
15.3. Kai kurių skysčių savybės 25 °C temperatūroje
15.4. Įvairių idealiųjų dujų savybės
15.5. Įvairių idealiųjų dujų savitoji šiluma esant pastoviam slėgiui
15.6. Oro, laikomo idealiosiomis dujomis, savybės. Standartinė entropija esant 0,1 MPa (1 bar) slėgiui
15.7. Įvairių medžiagų, laikomų idealiosiomis dujomis, savybės. Standartinė entropija esant 0,1 MPa (1 bar) slėgiui
15.8. Įvairių medžiagų susidarymo entalpija ir absoliučioji entropija
15.9. Pusiausvyros konstantos K natūriniai logaritmai.
15.10. Termodinaminės vandens savybės
15.10.1. Verdančio vandens būsenoje (pagal sotinimo temperatūrą)
15.10.2. Verdančio vandens būsenoje (pagal sotinimo slėgį)
15.10.3. Perkaitintas vandens garas
15.10.4. Suspaustas vanduo
15.11. Termodinaminės amoniako savybės
15.11.1. Verdančio amoniako būsenos (pagal sotinimo temperatūrą)
15.11.2. Amoniakas perkaitintojo garo būsenoje
15.12. Šaldalo R-12 termodinaminės savybės
15.12.1. Šaldalas R-12 virimo būsenoje (pagal sotinimo temperatūrą)
15.12.2. Šaldalas R-12 perkaitintojo garo būsenoje
15.13. Šaldalo R-22 termodinaminės savybės
15.13.1. Šaldalas R-22 virimo būsenoje (pagal sotinimo temperatūrą)
15.13.2. Šaldalas R-22 perkaitintojo garo būsenoje
15.14. Šaldalo R-134a termodinaminės savybės
15.14.1. Šaldalas R-134a virimo būsenoje (pagal sotinimo temperatūrą)
15.14.2. Šaldalas R-22 perkaitintojo garo būsenoje
15.15. Termodinaminės azoto savybės
15.15.1. Verdančio azoto būsenos (pagal sotinimo temperatūrą)
15.15.2. Azotas perkaitintojo garo būsenoje
15.16. Termodinaminės metano savybės
15.16.1. Verdančio metano būsenos (pagal sotinimo temperatūrą)
15.16.2. Metanas perkaitintojo garo būsenoje
15.17. Realiųjų dujų būsenos lygčių koeficientai
16. LITERATŪRA