- •Предисловие
- •Введение
- •1. Техническая термодинамика
- •1.1 Основные понятия термодинамики
- •1.3 Теплота и работа как формы передачи энергии.
- •1.4 Вычисление работы деформации газа.
- •1.5 Теплоемкость. Количество тепла в термодинамических процессах.
- •1.6 Изменение внутренней энергии рабочего тела.
- •1.7. Энтальпия рабочего тела.
- •1.8. Энтропия рабочего тела
- •1.9 Первый закон термодинамики.
- •1.10 Исследование термодинамических процессов с идеальным газом.
- •Обратимый изотермический процесс.
- •1.11 Термодинамические циклы Круговые процессы
- •Цикл Карно
- •1.12. Цикл Карно.
- •3) Цикл со смешенным подводом тепла (цикл Тринклера).
- •Сравнение циклов двс.
- •1.13 Водяной пар.
- •Диаграмма I-s водяного пара.
- •Графоаналитический метод расчета процессов с водяным паром.
- •1.14 Паротурбинные установки
- •Тесты для самостоятельной работы
- •Термодинамические процессы
- •Вычисление работы деформации газа.
- •Идеальные циклы д.В.С.
- •2.Основы теории теплообмена
- •2.1 Способы распространения тепла.
- •2.2 Теплопроводность
- •Теплопроводность через плоскую однородную стенку.
- •Теплопроводность через многослойную стенку.
- •Удельный тепловой поток через многослойную стенку определяется по формуле:
- •Теплопроводность через цилиндрическую стенку
- •2.3 Конвективная теплоотдача
- •Теплоотдача при вынужденной конвекции
- •2.4 Излучение. Закон Стефана-Больцмана.
- •2..5 Сложный вид теплообмена теплопередача
- •Теплообменные аппараты:
- •Контрольные вопросы.
- •Тестовые задания для самостоятельной работы Понятие теплового потока, плотности теплового потока.
- •Теплопроводность в плоских одно- и многослойных стенках.
- •Теплопроводность в цилиндрических одно- и многослойных стенках.
- •Уравнение теплоотдачи.
- •Критерии подобия.
- •Теплообмен при свободной конвекции среды. Теплообмен при вынужденном движении среды в трубах.
- •Теплопередача через плоские одно- и многослойные стенки.
- •Теплопередача через многослойные стенки.
- •Назначение и классификация теплообменных аппаратов по способу передачи тепла.
- •Тепловой расчёт теплообменных аппаратов.
- •3. Теплоэнергетические установки.
- •3.1.Топливо и процессы его горения
- •Процесс горения топлива
- •3.2. Котельные установки.
- •3.3 Газотурбинные установки.
- •3.4 Турбореактивные двигатели.
- •3.5. Холодильные машины
- •3.6. Магнитогидродинамические генераторы
- •3.7. Тепловые электростанции (тэс)
- •3.8. Атомные электростанции Физические основы получения ядерной энергии
- •Ядерные реакторы
- •Контрольные вопросы.
- •4 Экологические вопросы энергетики
- •4.1 Тепловая энергетика.
- •4.2 Атомная энергетика.
- •4.3 Гидроэнергетика.
- •4.4 Антропогенное влияние на тепловой баланс Земли.
- •Контрольные вопросы.
- •Глава 1. Техническая термодинамика…………………………………….3
- •Глава 2. Основы теории теплообмена…………………………………...57
- •Глава 3. Теплоэнергетические установки……………………………….86
- •Глава 4. Экологические вопросы энергетики………………………….106
Контрольные вопросы.
1. Какие вещества являются горючими элементами в органическом топливе?
2. Что такое условное топливо?
3. Какой пар (влажный, сухой, перегретый) вырабатывает котельная установка?
4. Какое топливо применяется на газотурбинных установках?
5. За счет чего вырабатывается холод в воздушной компрессорной холодильной машине?
6. Какое химическое вещество используется в абсороционной холодильной машине в качестве рабочего тела?
7. В чем принцип действия МГД – генератора?
8. Что используется в качестве топлива на атомных электростанциях?
9. Что такое коэффициент размножения нейтронов и какова должна быть его величина для предотвращения нерегулируемой цепной реакции в ядерных реакторах?
10. Что такое ТВЭЛы, применяемые на атомных электростанциях и из чего они состоят?
4 Экологические вопросы энергетики
4.1 Тепловая энергетика.
Отрасли общественного производства являются важнейшими источниками загрязнения и трансформации окружающей среды. Каждая из них имеет специфические особенности влияния на природу и человека.
Среди всех отраслей производства размерами воздействия, приобретающими в настоящее время глобальный характер, выделяется энергетика. Энергетика дает более 20% выбросов в атмосферу загрязняющих веществ, отходящих от стационарных источников, и почти 50% объема сброса сточных вод. Тепловая энергетика (занимающая в России 1-е место по доле вырабатываемой энергии) среди всех отраслей промышленности выделяется максимальным негативным воздействием на воздушный бассейн и значительными масштабами загрязнения водного бассейна.
Воздействие тепловых угольных станций сказывается на загрязнении атмосферы, водных источников, земельных угодий. Особую опасность представляют выбросы оксидов углерода, серы и азота. При нагревании земной поверхности солнечными лучами часть тепла в виде инфракрасного излучения отражается обратно в мировое пространство. Отраженное тепло частично перехватывается газами, поглощающими инфракрасное излучение. Если это явление происходит в тропосфере, то наблюдающийся рост температуры может приводить к климатическим изменениям – “парниковому эффекту”. Именно выбросы диоксида углерода в значительной степени определяют процесс потепления климата.
Сжигание углеродосодержащих топлив приводит к появлению окислов серы, они поступают в атмосферу и после реакции с парами воды в облаках создают серную кислоту, которая с осадками падает на землю. Так возникают кислотные осадки с серной кислотой.
Тепловая энергетика дает около 50% выбросов окислов азота в атмосферу. Они также являются источником кислотных осадков и возникают в топках ТЭС при высоких температурах (при обычных температурах азот не взаимодействует с кислородом атмосферы). Далее эти окислы поступают в атмосферу, вступают в реакцию с парами воды в облаках и создают азотную кислоту, которая вместе с осадками попадает на землю. Так возникают кислотные осадки с азотной кислотой.
В каменном угле и летучей золе содержатся значительные количества радиоактивных примесей. Годовой выброс в атмосферу в районе расположения ТЭС мощностью 1 ГВт приводит к накоплению на почве радиоактивности в 10-20 раз превышающей радиоактивность годовых выбросов АЭС такой же мощности.