열공학에 관한 정보입니다. 열공학 강의과정 화력공학, 열공학 강의

17.03.2024

2015년 3월 8일 오후 7시 44분

지금까지 나는 다른 주제의 맥락에서 지나가는 독립 건축과 관련하여 난방 공학이라는 주제를 다루었습니다. 인터넷을 포함하여 이에 대한 많은 기사와 책이 수많은 공식과 다이어그램과 함께 작성되었으며 이는 분명히 독자를 두려워합니다. 결과적으로 이 분야의 개별 개발자들은 가장 오만한 오해를 갖고 있습니다.
이제 물리학부터 시작해 보겠습니다. 모든 고체는 우리가 관심을 갖는 두 가지 열 특성, 즉 열용량과 열전도도를 특징으로 합니다. 열전도율은 더 가열된 영역에서 덜 가열된 영역으로 열 에너지를 전달하는 재료의 능력입니다. 집의 둘러싸는 구조와 관련하여 열을 유지하려면 가능한 한 가장 낮은 열전도율이 바람직합니다. 두께에 대한 별도의 질문입니다. 두께가 증가하면 구조 비용이 비례적으로 증가하지만 단열 성능은 비례적으로 향상되지 않습니다. 각 재료와 기후대마다 최적의 두께가 있습니다.

열용량은 온도가 변할 때 열을 흡수(축적)하고 방출하는 물질의 능력입니다. 여기에서는 모든 것이 그렇게 간단하지 않으며 특정 조건에 따라 크거나 작은 열용량이 플러스와 마이너스가 될 수 있습니다.

요약하자면, 열전도율이 낮은 재료는 단열재이고, 열용량이 높은 재료는 축열체입니다.

예를 들어 보겠습니다. 난방 공학의 관점에서 목조 주택과 벽돌 주택을 비교해 보세요. 목재는 열전도율이 낮고(즉, 단열재임) 열용량이 낮습니다. 벽돌은 단열재이기도 하지만 열용량이 커서 축열기 역할도 합니다. 목조 주택은 열을 잘 유지하지만 빨리 차가워지는 반면, 벽돌집은 열을 잘 유지하고 오랫동안 유지합니다. 집을 지속적으로 사용하면 벽돌이 더 편안합니다. 열을 더 오래 유지하고 스토브가 주기적으로 발사될 때 온도 변동을 완화합니다. 집이 여름 별장으로 사용되는 경우 금요일 저녁에 가열되지 않은 집에 도착하여 가열하면 여기에서 벽돌 벽의 높은 열용량이 마이너스로 작용합니다. 이 경우 목조 주택은 난방 속도에 유리합니다.

이와 별도로 다층 벽 구조를 고려해 볼 가치가 있습니다. 예: 콘크리트 건물은 발포폴리스티렌이나 미네랄울 슬래브로 단열해야 합니다. 콘크리트 자체는 좋은 축열재이지만 단열재는 열악합니다. 단열재를 외부에 배치하면 콘크리트가 축열기 역할을 하여 영구 주택에 유리합니다. 단열재를 내부에 배치하면 콘크리트 벽은 방의 열역학에 아무런 역할을하지 않습니다. 빠르게 가열되고 빠르게 냉각됩니다.

또 다른 예: 목조 주택이 열을 더 오래 유지하려면 내부에서 회 반죽을 칠할 수 있습니다.

다층 구조의 경우 증기 장벽 및 관련 "이슬점"이라는 중요한 문제가 있습니다. 대략적으로 말하면, 습기는 건물 구조 내부에 응축될 수 있습니다. 야생을 탐험하지 않고도 여기서 중요한 점은 난방이 된 주거 공간 내부의 공기가 항상 외부보다 더 습하다는 것입니다. 따라서 수증기 장벽은 내부에 더 가깝고 밀도가 높으며 외부에 더 투과성이 높은 원칙에 따라 위치해야합니다.

즉, 모든 것, 정확한 정의, 측정 단위, 공식, 특정 재료에 대한 매개변수 값 등을 인터넷에서 사용할 수 있습니다.

열공학은 열을 얻고, 변환하고, 전달하고, 사용하는 방법을 연구하는 과학입니다. 연료라는 유기물질을 연소시켜 열에너지를 얻는다.

열 공학의 기본은 다음과 같습니다.

1. 열역학은 열 에너지를 다른 형태의 에너지(예: 열 에너지를 기계적, 화학적 등으로)로 변환하는 것을 연구하는 과학입니다.

2. 열 전달 - 가열 표면을 통한 두 냉각제 사이의 열 교환을 연구합니다.

작동유체열 에너지가 기계적 에너지로 변환되는 데 도움이 되는 냉각수라고 합니다. 즉, 작업이 완료됩니다(예: 증기 펌프의 증기).

보일러실에서 냉각수(작동유체)는 온수와 최대 150°C의 수증기 또는 수증기입니다. 와 함께최대 250°C의 온도. 온수는 주거용 및 공공 건물 난방에 사용되며 이는 위생 및 위생 조건과 외부 온도에 따라 온도를 쉽게 변경할 수 있는 능력 때문입니다. 물은 증기에 비해 밀도가 높아 적은 양의 냉각수로 장거리에 걸쳐 상당한 양의 열을 전달할 수 있습니다. 건물의 난방 시스템에는 난방 장치의 먼지 연소 및 난방 시스템의 화상을 방지하기 위해 95°C 이하의 온도로 물이 공급됩니다. 증기는 산업 건물 난방과 생산 및 기술 시스템에 사용됩니다.

보일러 하우스는 열을 생성하도록 설계된 연결된 화력 발전소의 복합체입니다.

보일러 설치 = 보일러 장치 + 보조 장비.

보일러 장치 = 보일러(증기 또는 온수) + 이코노마이저.

보조 장비- 연기 배출기, 팬, 공급 펌프, 연료 공급(연료유 또는 가스) HVP 및 계측.

보일러 하우스는 다음과 같이 나뉩니다.

1. 난방, 난방, 환기를 위한 열 발생
주거용 및 공공 건물의 온수 공급뿐만 아니라
산업 및 지방 기업.

2. 난방, 생산, 난방, 환기, 온수 공급 및 기술적 목적을 위한 열 발생.

3. 기술적인 목적으로만 열을 발생시키는 산업용.

증기 생산 과정: 버너 장치를 사용하여 연료가 연소되는 보일러로에 들어갑니다. 연료 연소에 필요한 공기는 송풍 팬에 의해 퍼니스에 공급되고, 생성된 연도 가스는 퍼니스에 위치한 가열 표면(방사선)에 열의 일부를 포기하고 대류 가열 표면으로 들어가 냉각되어 제거됩니다. 연기 배출 장치를 통해 굴뚝으로 대기 중으로 배출됩니다.

보일러의 가열 표면은 파이프 벽입니다. 물은 파이프 내부로 이동하고, 연도 가스는 파이프 외부로 세척됩니다. 열 교환은 파이프 벽을 통해 발생하며 가스는 물에 열을 방출합니다. 상부 드럼에서는 물이 끓고 포화증기가 발생하며, 보일러와 배연기 사이에는 절수기(배연가스의 열을 사용하는 열교환기)가 설치되어 있으며, 가열면을 꼬리면이라고도 합니다. 보일러는 HPW에서 특별히 제작하여 Feed Pump에 의해 상부 드럼에 공급되며, 보일러실은 액체연료 특수중유시설로 운영됩니다.

작동유체 매개변수

열에너지를 받거나 내보내는 냉각수는 상태를 변경합니다.

예를 들어:증기 보일러의 물은 가열되어 증기로 변합니다. 일정한 온도와 압력을 갖고 있는 것입니다. 증기는 증기온수기에 들어가서 스스로 냉각되어 응축수로 변하는데, 가열된 물의 온도가 올라가면 증기와 응축수의 온도가 내려갑니다.

작동 유체의 주요 매개변수온도, 압력, 비체적, 밀도입니다.

1.온도- 이것은 신체의 가열 정도이며, 더 가열된 몸체에서 덜 가열된 몸체로 열이 자발적으로 전달되는 방향을 결정합니다(물질 분자의 평균 운동 에너지 측정).

열 전달은 온도가 같아질 때까지, 즉 온도 평형이 일어날 때까지 발생합니다. 온도는 도 단위로 측정됩니다.

국제 켈빈과 실제 섭씨 t °C의 두 가지 척도가 사용됩니다.

이 척도에서 0은 얼음의 녹는 점이고 100도는 atm에서 물의 끓는점입니다. 압력 (760 mm rt. 미술.).

절대 영도(분자 이동이 없는 이론적으로 가능한 가장 낮은 온도)가 켈빈 열역학적 온도 눈금의 기준점으로 사용됩니다. 지정 티.

1켈빈은 섭씨 1°와 같습니다.

얼음이 녹는 온도는 273K이다. 물의 끓는점은 373K이다

T=t + 273; t = T-273

끓는점은 압력에 따라 달라집니다.

예를 들어,~에 라, c = 1,7 kgf/cm2.물이 끓는다 티 = 115°C.

2. 압력- 물체의 단위 표면적에 수직으로 작용하는 힘입니다.

1과 동일한 압력 힘 N, 1m 2의 표면에 균일하게 분포된 압력 단위는 1Pa와 같습니다. (N/㎡) SI 시스템에서.

더 큰 측정 단위가 기술에 사용됩니다.

1kPa=10 3 Pa 1MPa=10 b Pa 1GPa=10 9 Pa

비시스템 압력 단위 kgf/m2; kgf/cm2.

1 kgf/m 2 = 1 mm.in st =9.8Pa

1 kgf/cm 2 = 9.8. 10 4 Pa ~ 10 5 Pa = 10 4 kgf/m 2

압력은 종종 물리적, 기술적 대기에서 측정됩니다. 물리적 대기 - 해수면 대기의 평균 압력 t°= 0°C

1기압= 1.01325. 10 5 Pa = 760 mm HG = 10.33 중물 st = 1.0330 mm V. 미술. = 1.033 kgf/cm2.

기술적 분위기 (at)

1at = 735 mm rt. 미술. = 10 중. V. 미술. = 10,000 mm V. 미술. = =0.1MPa= 1 kgf/cm 2

1 mm V. 미술. - 높이가 1인 물기둥의 정수압과 동일한 힘 mm평평한 바닥에 1 mm V. st = 9.8 Pa.

1 mm. rt. st - 높이가 1인 수은 기둥의 정수압과 동일한 힘 mm평평한 바닥에. 1 mm rt. 미술. = 13.6mm. V. 미술.

펌프의 기술적 특성에서는 압력 대신 압력이라는 용어가 사용됩니다.

압력 측정 단위는 mW.O입니다. 미술.

예를 들어:펌프에 의해 생성된 압력은 50입니다. 중물 미술. 이는 물을 50도까지 올릴 수 있다는 것을 의미합니다. 중.

폐쇄된 용기 및 파이프라인의 압력은 초과, 진공(진공), 절대, 대기압으로 구분됩니다.

대기압-해수면에서의 평균 대기압 t° = 0°C 및 정상 대기 아르 자형=760 mm. rt. 미술.

지나친 압력- 대기압 이상의 압력(밀폐된 부피) 보일러실에는 과도한 압력을 받는 물, 보일러 및 파이프라인에 증기가 있습니다. R IZB. 압력계로 측정됩니다.

저압력- 닫힌 공간의 압력은 대기압(진공)보다 낮습니다. 보일러의 용광로와 굴뚝은 진공 상태에 있으며, 진공도는 드래프트 게이지로 측정됩니다.

절대압력- 대기압을 고려한 과도한 압력 또는 진공.

랍스 = 아르 자형 ATM + 리즈브

랍스 = 아르 자형 ATM -Prazr

예: R I3b보일러 드럼 DKVR = 13 kgf/cm2; RGB= 13 + 1 = = 14 kgf/cm2.

R 진공탈기기에서 = 0.3 kgf/cm2; 랍스= 1 - 0,3 = 0,7 kgf/cm 2

기술에서는 다음이 허용됩니다.

아르 자형기압= 1 kgf/cm 2또는 1기압

보일러의 경우 다음과 같은 유형의 P가 있습니다.

1). 설계 P는 보일러 요소의 강도가 계산되는 최대 초과 압력입니다.

2). 작동 – 정상적인 작동 조건에서 보일러의 장기간 작동이 보장되는 보일러의 최대 과잉 P입니다.

삼). 허용 P - 기술 조사 후 보일러에 허용되는 최대 P입니다.

4). Trial P - 강도 및 밀도에 대한 보일러 요소의 수압 테스트를 수행하는 데 사용되는 과잉 P(기술 검사)

3. 밀도-물질의 질량과 부피의 비율.

여기서 V는 질량이 차지하는 부피(m 3)입니다.

m- 물질의 질량 (kg)

열.

열은 접촉이나 복사에 의해 더 가열된 물체에서 덜 가열된 물체로 전달될 수 있는 에너지입니다. 고체(벽)에서 그 주위를 흐르는 액체나 기체로의 열 전달을 열 전달이라고 합니다.

열과 에너지의 SI 단위는 줄(J)입니다. 열 측정의 비체계적 단위는 칼로리( 칼).

1 칼로리= 1000 칼. 1 Mcal= 10 6칼로리 1 Gcal = 10 9칼로리

열은 접촉이나 복사를 통해 더 가열된 물체에서 덜 가열된 물체로 전달될 수 있는 에너지입니다.

SI 시스템에서 열과 에너지의 측정 단위는 J입니다. 비체계적인 열 측정 단위는 칼로리( 칼).

1 칼로리= 1000 칼. 1 Mcal= 10 6칼로리 1 Gcal = 10 9칼로리

1킬로칼로리는 정상 대기압에서 물 1kg을 1°C 가열하는 데 필요한 열량입니다.

1 칼.- 1g H 2 O를 1°C로 가열하는 데 필요한 열량

피 = 760 mm. HG

1 칼.=4.19J

1 k.k.알.= 4.19kJkW . h = 860 칼로리

물리학부 TGP학과 수석 엔지니어

물리학 및 기술 연구소.

섹션 I. 기술 열역학.

주제 1. 소개. 기본 개념 및 정의.

1.1. 소개1.2. 열역학적 시스템.1.3. 상태 매개변수.1.4. 상태 방정식과 열역학적 과정.

주제 2. 열역학 제1법칙.

2.1. 열과 일.2.2. 내부 에너지 .2.3. 열역학 제1법칙2.4. 가스의 열용량.2.5. 이상기체 상태의 보편방정식2.6. 이상기체의 혼합물.

주제 3. 열역학 제2법칙.

3.1. 열역학 제2법칙의 기본 조항.3.2. 엔트로피.3.3. 카르노 사이클과 정리.

주제 4. 열역학적 과정.

4.1. t/d 프로세스를 연구하는 방법.4.2. 이상기체의 등가과정 .4.3. 폴리트로픽 과정.

주제 5. 흐름의 열역학.

5.1. 흐름에 대한 열역학 제1법칙.5.2. 임계 압력과 속도. 라발 노즐 5.3. 스로틀링.

주제 6. 실제 가스. 수증기 젖은 공기.

6.1. 실제 가스의 특성.6.2. 실제 가스의 상태 방정식.6.3. 수증기에 관한 개념.6.4. 습한 공기의 특성.

주제 7. 열역학적 순환.

7.1. 증기 터빈 장치(STU)의 주기.7.2. 내연기관(ICE)의 주기.7.3. 가스터빈유닛(GTU)의 사이클 구간에 따른 시험제어

섹션 II. 열전달 이론의 기초.

주제 8. 기본 개념 및 정의.주제 9. 열전도율.

9.1. 온도 필드. 열전도도 방정식 9.2. 평평한 벽을 통한 고정 열전도.9.3. 원통형 벽을 통한 고정 열전도율9.4. 구형 벽을 통한 고정 열 전도.

주제 10. 대류 열전달.

10.1. 대류 열전달에 영향을 미치는 요인. 10.2 뉴턴-리히만 법칙 10.3. 유사성 이론의 간략한 정보 10.4. 대류 열전달의 기준 방정식 10.5. 대류 열 전달에 대한 계산 공식.

주제 11. 열복사.

11.1. 열복사에 관한 일반 정보 11.2. 열복사의 기본 법칙

주제 12. 열전달.

12.1. 평평한 벽을 통한 열 전달.12.2. 원통형 벽을 통한 열 전달.12.3. 열교환기의 종류 12.4. 열교환기 계산. 구간별 테스트 제어

섹션 III. 화력 발전소.

주제 13. 에너지 연료.

13.1. 연료 구성 13.2. 연료특성 13.3. 피스톤 내연기관용 모터 연료.

주제 14. 보일러 설치.

14.1. 보일러 장치 및 그 요소.14.2. 보일러 설치의 보조 장비.14.3. 보일러 장치의 열 균형.

주제 15. 연소 장치.

15.1. 연소 장치. 15.2. 연료 연소.15.3. 용광로의 열 성능 지표.

주제 16. 연료 연소.

16.1. 연료 연소의 물리적 과정.16.2. 연료 연소를 위한 이론적 및 실제 공기 흐름 결정16.3. 연료 연소 생성물의 양.

주제 17. 압축기 장치.

17.1. 체적 압축기.17.2. 베인 압축기.

주제 18. 열 사용 시 환경 문제.

18.1. 연소 생성물로부터의 독성 가스.18.2. 독성 가스에 노출.18.3. "온실" 효과의 결과 문학

섹션 I. 기술 열역학

주제 1. 소개. 기본 개념 및 정의.

1.1 소개

열공학은 열을 얻고, 변환하고, 전달하고, 사용하는 방법과 열기관, 장치 및 장치의 작동 원리와 설계 특징을 연구하는 과학입니다. 열은 인간 활동의 모든 영역에서 사용됩니다. 이를 사용하는 가장 합리적인 방법을 확립하고, 열 설비 작업 프로세스의 효율성을 분석하고, 새롭고 가장 진보된 유형의 열 장치를 만들려면 난방 엔지니어링의 이론적 기반을 개발해야 합니다. 열을 사용하는 데는 근본적으로 다른 두 가지 방향이 있습니다. 에너지그리고 기술적. 에너지로 사용되면 열은 기계적 작업으로 변환되어 발전기에서 전기 에너지가 생성되어 장거리 전송에 편리합니다. 열은 보일러 설비에서 연료를 연소하거나 내연 기관에서 직접 얻습니다. 기술 과정에서 열은 다양한 신체의 특성(용해, 응고, 구조 변경, 기계적, 물리적, 화학적 특성)을 의도적으로 변경하는 데 사용됩니다. 생산되고 소비되는 에너지 자원의 양은 엄청납니다. 러시아 연방 연료에너지부와 Shell 회사에 따르면 1차 에너지 자원 생산의 역학은 표 1.1에 나와 있습니다.

표 1.1.

에너지 자원의 종류
에너지 자원의 종류
세계 속의 석유, 산

세계의 가스, Gm 3

세계 속의 석탄, 산

세계 속의 E/energy, TJ

합계, Mtut *, 세계에서

* 여기 – 표준 연료 1톤. 이러한 이론적인 부분은 기술적 열역학과 열 전달 이론의 기초로, 열 에너지의 변환 법칙과 특성, 열 전파 과정을 연구합니다. 이 과정은 기술 전문가 교육의 일반적인 기술 분야입니다.

물리학부 TGP학과 수석 엔지니어

물리학 및 기술 연구소.

섹션 I. 기술 열역학.

주제 1. 소개. 기본 개념 및 정의.

1.1. 소개1.2. 열역학적 시스템.1.3. 상태 매개변수.1.4. 상태 방정식과 열역학적 과정.

주제 2. 열역학 제1법칙.

2.1. 열과 일.2.2. 내부 에너지 .2.3. 열역학 제1법칙2.4. 가스의 열용량.2.5. 이상기체 상태의 보편방정식2.6. 이상기체의 혼합물.

주제 3. 열역학 제2법칙.

3.1. 열역학 제2법칙의 기본 조항.3.2. 엔트로피.3.3. 카르노 사이클과 정리.

주제 4. 열역학적 과정.

4.1. t/d 프로세스를 연구하는 방법.4.2. 이상기체의 등가과정 .4.3. 폴리트로픽 과정.

주제 5. 흐름의 열역학.

5.1. 흐름에 대한 열역학 제1법칙.5.2. 임계 압력과 속도. 라발 노즐 5.3. 스로틀링.

주제 6. 실제 가스. 수증기 젖은 공기.

6.1. 실제 가스의 특성.6.2. 실제 가스의 상태 방정식.6.3. 수증기에 관한 개념.6.4. 습한 공기의 특성.

주제 7. 열역학적 순환.

7.1. 증기 터빈 장치(STU)의 주기.7.2. 내연기관(ICE)의 주기.7.3. 가스터빈유닛(GTU)의 사이클 구간에 따른 시험제어

섹션 II. 열전달 이론의 기초.

주제 8. 기본 개념 및 정의.주제 9. 열전도율.

9.1. 온도 필드. 열전도도 방정식 9.2. 평평한 벽을 통한 고정 열전도.9.3. 원통형 벽을 통한 고정 열전도율9.4. 구형 벽을 통한 고정 열 전도.

주제 10. 대류 열전달.

주제 11. 열복사.

11.1. 열복사에 관한 일반 정보 11.2. 열복사의 기본 법칙

주제 12. 열전달.

12.1. 평평한 벽을 통한 열 전달.12.2. 원통형 벽을 통한 열 전달.12.3. 열교환기의 종류 12.4. 열교환기 계산. 구간별 테스트 제어

섹션 III. 화력 발전소.

주제 13. 에너지 연료.

13.1. 연료 구성 13.2. 연료특성 13.3. 피스톤 내연기관용 모터 연료.

주제 14. 보일러 설치.

14.1. 보일러 장치 및 그 요소.14.2. 보일러 설치의 보조 장비.14.3. 보일러 장치의 열 균형.

주제 15. 연소 장치.

15.1. 연소 장치. 15.2. 연료 연소.15.3. 용광로의 열 성능 지표.

주제 16. 연료 연소.

16.1. 연료 연소의 물리적 과정.16.2. 연료 연소를 위한 이론적 및 실제 공기 흐름 결정16.3. 연료 연소 생성물의 양.

주제 17. 압축기 장치.

17.1. 체적 압축기.17.2. 베인 압축기.

주제 18. 열 사용 시 환경 문제.

18.1. 연소 생성물로부터의 독성 가스.18.2. 독성 가스에 노출.18.3. "온실" 효과의 결과 문학

섹션 I. 기술 열역학

주제 1. 소개. 기본 개념 및 정의.

1.1 소개

표 1.1.

에너지 자원의 종류
에너지 자원의 종류
세계 속의 석유, 산

세계의 가스, Gm 3

세계 속의 석탄, 산

세계 속의 E/energy, TJ

합계, Mtut *, 세계에서

우크라이나 교육과학부

Donbass 주립 건설 및 건축 아카데미

부교수 GOROZHANKIN S. A.

DEGTYAREV V.I 교수.

T H E O R E T H I C H N I K I

강의 노트

(전문 7.090258 "자동차 및 자동차 경제"의 경우)

O O B R E N O:

"자동차 및 자동차 산업"학과

2001년 4월 27일자 프로토콜 번호.

2001년 3월 10일자 기계학부 회의록 제3호

M A K E V K A 2001

건설 및 건축, - 2001. - 110 페이지: 76 병.

강의 노트는 "열 공학의 이론적 기초" 과정을 공부하는 학생들을 위한 것입니다.

강의 노트는 특수 자동차 및 자동차 산업 학생들의 자료 연구를 고려하여 열 공학의 이론적 기초를 간결하고 이해하기 쉬운 형식으로 제시하는 데 전념하고 있습니다. 이 과정은 자동차 엔지니어를 위한 현대적인 에너지 교육을 제공할 뿐만 아니라 재료의 일반화 공개를 위한 고유한 특별한 방법론을 갖추고 있어 에너지 개발을 위한 더 넓은 패턴과 새로운 기회를 식별하는 데 집중할 수 있습니다.

기술적인 열역학의 이론적 기초와 열 및 물질 전달 이론이 개괄적으로 설명되며, 특히 열기관의 열역학적 순환에 주목합니다. 에너지자원의 경제적 이용 극대화를 목표로 열공급 및 2차 에너지자원 이용에 대한 전반적인 정보를 제공합니다.

이 과정을 공부하는 것은 열 엔진의 열역학적 과정의 물리적 본질에 대한 깊은 이해, 내연 기관의 에너지 변환 패턴에 대한 명확한 이해에 필요합니다.

7.090258 "자동차 및 자동차 경제" 전문 학생을 위한 것입니다.



	소개. 상태 방정식. 열용량.
	열역학 제1법칙
	이상기체의 열역학적 과정
	열역학 제2법칙
	수증기
	습한 공기
	압축기의 일반적인 특성
	외부 연소 엔진
	가스 터빈 사이클
		내연기관의 사이클
		열전달 기초
		대류 열전달
		상 변환 중 열 전달
		복사에 의한 열전달
		열전달
		열교환기
		연료 및 연소 과정

1. 소개 상태 방정식. 열용량

1.1 열공학, 그 주제와 방법

열공학은 자연 에너지원의 에너지를 열적 기계적, 전기적 에너지로 변환하고 열을 실용적인 목적으로 사용하는 이론과 수단을 연구하는 과학입니다.

열공학의 이론적 기초에는 열역학과 열 및 물질 전달 이론이 포함됩니다.

열공학의 주요 방법은 열역학적 방법이다. 그 본질은 거시적 시스템의 에너지-엔트로피 균형 연구를 기반으로 열 엔진 및 설비의 최대 효율을 위한 조건이 확립된다는 사실에 있습니다. 그런 다음 이러한 조건에 접근하는 방법이 결정됩니다.

1.2. 열역학의 기본 개념과 정의

열역학은 거시적 물리적 시스템의 에너지 변환 법칙에 대한 과학입니다.

기술 열역학은 열 에너지가 다른 유형으로 변환되는 패턴을 조사하는 열역학 섹션입니다.

"열역학"이라는 이름은 Sari Carnot(1824)이 그의 저서 "불의 추진력과 이 힘을 발전시킬 수 있는 기계에 대한 성찰"에서 처음 사용되었습니다.

"Terme" - 따뜻함, 열, 불. "Dynamikos" - 힘, 움직임.

"열역학" - 불의 원동력 - 그리스어를 문자 그대로 번역한 것입니다. 열역학은 두 가지 기본 법칙(원리)을 기반으로 합니다.

경험적으로 확립되었습니다.

- 이 법칙은 에너지 변환 과정의 양적 측면을 특징으로 합니다.

- 법은 물리적 시스템에서 프로세스의 질적 측면(방향)을 특성화하고 설정합니다.

1.3. 열역학적 시스템. 열역학적 과정.

열역학 시스템은 서로 및 환경과 에너지를 교환하는 거시적 몸체의 집합입니다.

열역학적 과정은 한 상태에서 다른 상태로 전환하는 동안 열역학 시스템 상태의 일련의 변화입니다.

1.4. 가역적 및 비가역적 프로세스.

물체의 평형 상태는 체적의 모든 지점에서 상태 매개변수가 동일한 상태입니다.

평형 과정은 어느 시점에서든 신체의 평형 상태를 통해 열역학 시스템이 한 상태에서 다른 상태로 전환되는 과정입니다.

비평형 과정은 비평형 상태를 포함하는 과정입니다. 가역과정 - 정방향과 역방향으로 일어나는 과정

동일한 평형 상태를 통한 방향.

가역성 조건:

1. 화학 반응이 없습니다.

2. 내부 또는 외부 마찰이 없습니다.

3. 작동 유체 상태의 변화는 무한히 느립니다. 비가역적 과정 - 자발적으로 발생하는 과정

한 방향으로만.

1.5. 작동유체. 상태의 열역학적 매개변수

열기관에서 열을 기계 에너지로 상호 변환하는 것은 작동 유체를 사용하여 수행됩니다.

작동유체로는 증기나 가스가 주로 사용되는데, 그 이유는 다음과 같다. 액체 및 고체에 비해 체적 팽창 계수가 상당히 높습니다.

물질의 상태를 명확하게 결정하기 위해 물질 상태의 물리적 특성, 즉 상태 매개변수가 도입됩니다.

상태 매개변수는 집중적이거나 광범위할 수 있습니다. 집중 매개변수는 물질의 양에 의존하지 않지만 확장 매개변수는 영향을 미칩니다. 예로는 부피와 온도가 있습니다.

물질의 단위량과 관련된 광범위한 매개 변수는 집중적이라는 의미를 갖습니다. 그것들은 구체적이라고 불립니다.

상태의 열역학적 매개변수는 신체 또는 신체 그룹의 상태를 결정하는 집중적 특성입니다.

일반적으로 균질체의 상태는 압력, 온도 및 비부피의 세 가지 매개변수에 의해 명확하게 결정될 수 있습니다.

역장(중력, 전자기 등)이 있는 경우 상태는 모호하게 결정됩니다.

1.6. 압력.

압력은 이 표면에 수직인 물체의 단위 표면당 작용하는 힘입니다.

1 Pa는 상대적으로 작은 값입니다. 따라서 여러 값이 도입됩니다.

1kPa = 103Pa = 103

1 MPa = 106 Pa = 103 kPa 1 bar = 105 Pa = 102 kPa 비시스템 장치

1mmHg 133.3Pa.

물 1mm. 미술. 9.81 Pa.

압력 유형 1. 절대, 즉 절대압력으로 측정한 총압력

복근

2. 대기(기압) - 지구 대기의 절대 압력

이 지점에서

랍스 = V

3. 과도한 압력 - 절대압과 대기압의 차이. 상태 매개변수가 아닙니다.

pizb = pabs – B.

과압은 때때로 호출됩니다. 압력계(압력계로 측정되기 때문에).

4. 진공압 - 대기압과 절대압의 차이.

pvac = B-pabs .

1.7. 온도

온도는 신체의 열 상태, 즉 "따뜻함"의 정도를 나타냅니다.

온도는 분자의 혼란스러운 운동의 운동 에너지의 평균값입니다.

분자의 운동이 완전히 멈추는 온도

출발점으로 삼았습니다. 물의 삼중점 온도는 273도로 간주됩니다.

16K(0.010C).

[T]=K - 절대 온도의 단위. 온도는 종종 섭씨 단위로 측정됩니다.

[t]=C - 두 눈금의 온도 단위는 수치적으로 동일합니다. 섭씨 온도는 상태의 열역학적 매개변수입니다.

아니다.



해외에서는 화씨, Reaumur 및 Reaumur 온도 눈금이 때때로 사용됩니다.

1.8. 특정 볼륨.
특정 부피는 가스의 단위 질량의 부피입니다.

밀도는 특정 부피의 역수입니다.

1m; 킬로그램.

1.9. Mendeleev-Clapeyron 이상 기체 상태 방정식

이상기체란 분자에 부피가 없고 서로 상호작용하지 않는 기체 모델을 말합니다.

Boyle-Mariotte와 Gay-Lussac 법칙을 공동으로 고려하여 1834년 Clapeyron은 이상 기체의 상태 방정식을 유도할 수 있었습니다.

pv=RT - 1kg에 대한 방정식입니다. 가스(Clapeyron 방정식) R - 가스 상수

			Hm3

			m2 kg K kg K kg K

보일 로버트(1627-1691). 영국. 물리학 화학. 메리어트와는 일하지 않았습니다.

메리어트 에드미(1620-1684). 프랑스. 액체와 기체의 역학. 광학. 게이 뤼삭 조세프 루이(1778-1850). 프랑스. 물리학 화학.

클라페이롱 베누아 폴 에밀(1799-1864). 프랑스. 그는 수증기에 대한 Clapeyron-Clausius 방정식을 도출했습니다. 그는 열역학 제2법칙이 확립된 S. Carco의 연구에 처음으로 주목을 끌었습니다.

pV=mRT - 질량이 m인 기체에 대한 방정식.

pV = RT - 1킬로몰에 대한 방정식(멘델레예프 방정식). V는 가스 킬로몰의 부피입니다.

R 8315 - 가스 상수 계산 공식.

1.10. 실제 가스의 특징. 실제 기체에 대한 반 데르 발스 상태 방정식

이상기체 상태 방정식은 저압 및 고온의 반응성 기체 계산에 사용될 수 있습니다. 정상적인 조건에서는 다음에 적용됩니다.

H2, 그, O2, N2.

이산화탄소(CO2) 및 기타 일부는 최대 2-3%의 편차를 제공합니다. 분자의 크기, 힘을 고려한 실제 가스의 상태 방정식

그들 사이의 상호 작용, 분자 복합체(결합)의 형성 등은 복잡한 형태를 가지고 있습니다.

안에 실제로는 이러한 방정식을 기반으로 한 표와 노모그램이 일반적으로 사용됩니다.

일반적인 형태로 1937-46년에 소련(N.N. Bogomolov)과 미국(J. Meyer)에서 실제 가스 상태 방정식이 도출되었습니다.

실제 가스의 거동을 질적으로 정확하게 반영하는 가장 간단하고 정확한 방정식은 반 데르 발스 방정식(1873)입니다.

(p a )(v b) RT, v 2

여기서 b는 가스 분자의 부피에 대한 보정입니다.

상호 작용력을 고려한 가스 압력 보정

반데르발스 방정식을 사용하면 상전이 경계 근처의 가스 거동을 정성적으로 분석할 수 있습니다.

1.11. 이상 기체의 혼합물. Dalton의 법칙과 Amag의 법칙

부분 압력은 가스 혼합물의 개별 구성 요소의 압력입니다.

p cm p i - 돌턴의 법칙

혼합 가스의 절대 압력은 혼합물 구성 요소의 부분 압력의 합과 같습니다.

V cm V i - 아막의 법칙

기체 혼합물의 총 부피는 혼합물의 압력과 온도로 환산된 성분 부피(부분 부피)의 합과 같습니다.

Dalton의 법칙과 Amag의 법칙을 통해 혼합물의 상태 방정식을 얻을 수 있습니다.

p cmV cm=m cmR cmT cm,

여기서 R cm cm.

혼합물의 겉보기 몰 질량은 다음 방정식으로 결정됩니다.

cm i r i, 여기서 ri는 구성 요소의 부피 분율입니다.

예: 공기가 N2 80%, O2 20%라고 가정

공기 = 0.8 28 + 0.2 32 = 28.8 kg/mol 혼합물의 기체 상수는 다음 방정식으로 결정할 수 있습니다.

R cm g iR i	여기서 gi는 혼합물 성분의 질량 분율입니다.
질량과 부피 분율 사이의 관계가 결정됩니다.
표현
		여기서 ri는 혼합물 성분의 부피 분율입니다.