Einführung in die Thermodynamik

Transkript

1 Günter Cerbe Hans-Joachm Hoffmann Enführung n de Thermodynamk Von den Grundlagen zur technschen Anwendung Mt 203 Bldern, 32 Tafeln, ] 124 Bespelen, 131 Aufgaben und 170 Kontrollfragen 10., neubearbetete und erweterte Auflage Carl Hanser Verlag München Wen

2 Inhaltsverzechns 1 Grundlagen der Thermodynamk Aufgabe der Thermodynamk ' Größen und Enhetensysteme Physkalsche Größen und Größenarten Größenglechungen >l Zahlenwertglechungen < Enhetensysteme ; Thermsche Zustandsgrößen! Volumen Druck! Temperatur Thermsche Zustandsgechung..' Thermsche Ausdehnung :! Arbet und nnere Energe Thermodynamsches System....! Zustandsgrößen und Prozeßgrößen.; Thermodynamsche Prozesse und Zustandsänderungen Arbet am geschlossenen System..; Innere Energe ; Arbet und Wärme ; Wärme Arbet am offenen System und Enthalpe Kalorsche Zustandsgechungen und spezfsche Wärmekapaztäten Erster Hauptsatz der Thermodynamk 54 1 Kontrollfragen I 57 Zustandsänderungen des dealen Gases ; Zustandsgesetze,; Thermsche Zustandsgechung des dealen Gases Gesetze von Boyle-Marotte und Gay-Lussac Materemaße Klomol und Normvolumen; molare Gaskonstante Kalorsche Zustandsgechungen des dealen Gases Spezfsche Wärmekapaztäten des dealen Gases Geschlossene Systeme.; Prozesse und Zustandsänderungen n geschlossenen Systemen Isochore Isobare > Isotherme ' Isentrope.: Polytrope ; Offene Systeme! Prozesse und Zustandsänderungen n offenen Systemen Technsche Arbet be enfachen Zustandsänderungen Kresprozesse Kontnuerlcher Ablauf n Kresprozessen Arbet des reversblen Kresprozesses : 92!

3 Inhaltsverzechns Thermscher Wrkungsgrad.; Carnotprozeß Wärmepumpe und Kältemaschne 100 Kontrollfragen :; Irreversble Vorgänge und Zustandsgrößen zu hrer Beurtelung Reversble und rreversble Prozesse Zweter Hauptsatz der Thermodynamk Entrope ' Defnton der Entrope.! Rebungsarbet...., Entropeänderungen bem Garnotprozeß Verglech reversbler und rreversbler Carnot-Prozesse T, S-Dagramm.... j Zustandsänderungen m T, S-Dagramm Der Carnot-Prozeß m T, S-Dagramm Adabate Drosselung Füllen enes Behälters ; Temperaturausglech Exerge und Anerge 132 3'7-l Begrenzte Umwandelbarket der nneren Energe und der Wärme Exerge und Anerge enes strömenden Fluds Exerge und Anerge enes geschlossenen Systems Exerge und Anerge der Wärme Exergeverlust offener und geschlossener Systeme Exergetscher Wrkungsgrad! Energe- und Exerge-Flußbld 144 Kontrollfragen.'j Das deale Gas n Maschnen und Anlagen Kresprozesse für Wärme-und Verbrennungskraftanlagen Verglechsprozesse....' Bewertungszffern für de dealserten Kresprozesse Bewertung der Abwechung'der wrklchen von dealserten Prozessen Kresprozesse der Gasturbnenanlagen Arbetsprnzp der Gasturbnenanlagen Joule-Prozeß als Verglechsprozeß der Gasturbnenanlage Ercsson-Prozeß als Vergledhsprozeß der Gasturbnenanlage Der wrklche Prozeß n der Gasturbnenanlage Kresprozeß des Heßluftmotors J Arbetsprnzp des Heßluftmotors Strlng-Prozeß als Verglechsprozeß des Heßluftmotors Der wrklche Prozeß m Heßluftmotor : Kresprozesse der Verbrennungsmotoren Übertragung des Arbetsprrzps der Motoren n enen Kresprozeß Otto-Prozeß als Verglechsprozeß des Verbrennungsmotors (Glechraumprozeß)..., ; 175

4 Inhaltsverzechns Desel-Prozeß als Verglechsprozeß des Verbrennungsmotors (Glechdruckprozeß) ;! Selger-Prozeß als Verglechsprozeß des Verbrennungsmotors (Gemschter Verglechsprozeß).. '; Der wrklche Prozeß n den Verbrennungsmotoren Kolbenverdchter ' Der verlustlose Kolbenverdchter ohne Schadraum Bewertungszffern für den Kolbenverdchter 188 Kontrollfragen ] Der Dampf und sene Anwendung n Maschnen und Anlagen Das wrklche Verhalten der Stoffe f Aggregatzustandsänderungen, Phasenwechsel Zustandsgechungen realer Gase. ;' p, v, T-Dagramm l Wasserdampf Zustandsgechungen des Wasserdampfes Kalorsche Zustandsgrößen Glechung von Clausus und Clapeyrpn Zustandsänderungen des Wasserdampfes Wasserdampf n Maschnen und Anlagen Arpetsprnzp der Dampfkraftanlagep Clausus-Rankne-Prozeß als Verglechsprozeß der Dampfkraftanlage Verfahren zur Erhöhung des thermschen Wrkungsgrades Zwschenüberhtzen. Verfahren zur Verrngerung des Wassergehaltes m Abdampf j Der wrklche Prozeß n Dampfkraftanlagen Kombnertes Gas-Dampf-Kraftwerk (GUD Prozeß) Zweck der Kombnaton Grundschaltungen des Gas-Dampf-Kraftwerkes Wrkungsgrade bem Gas-Dampf-Kraftwerk Schaltungsbespele! ' Organsche Rankne-Prozesse (ORC).. ; } Prozeßverlauf Organsche Arbetsmeden...!; Lnkslaufende Kresprozesse mt Dämpfen ' '. 251 Kontrollfragen IL.... ' Gemsche :! De Zusammensetzungen von Gemschen.,, Massenantel '! Stoffmengenantel (Molantel)..., Molare Masse des Gemsches...! Beladung Ideale Gemsche Gesetz von Amagat Partaldchte (Massenkonzentraton) und Gemschdchte Raumantel! De extensven Zustandsgrößen des dealen Gemsches 264

5 10 Inhaltsverzechns 6.3 Gemsch dealer Gase Thermsche Zustandsgechung Partaldruck (Gesetz von Dalton) Mschungsentrope und Exerge enes Gemsches dealer Gase Zusammensetzung von Gemschen dealer Gase Gas-Dampf-Gemsch Taupunkt!l Feuchte Luft : Zusammensetzung der feuchten Luft Spezfsches Volumen feuchter Luft Spezfsche Enthalpe feuchter Luft /,x-dagramm von Moller. j Enfache sobare Zustandsänderungen feuchter Luft m /,x-dagramm Kontrollfragen Strömungsvorgänge ; Kontnutätsglechung.....': Der erste Hauptsatz der Thermodynamk für Strömungsvorgänge Arbetsprozesse ' Strömungsprozesse Kraftwrkung be Strömungsvorgärgen Impulssatz ; r3.2 Hauptglechung der Strömungsmaschnen Düsen- und Dffusorströmung..'[ Energeumwandlung n Düsen und Dffusoren Rebungsfree Düsenströmung Schallgeschwndgket..j Rebungsfree Dffusorströmung Ausbldung ener Laval-Düse oder enes Überschall-Dffusors 319 Kontrollfragen ' Wärmeübertragung! Arten der Wärmeübertragung.. ' Wärmeletung :; Ebene Wand > Zylndrsche Wand..." Hohlkugelwand., Konvektver Wärmeübergang.., Wärmeübergangsgesetze.; Ähnlchketstheore des Wärmeübergangs Wärmeübergang bem Kondenseren und Verdampfen Temperaturstrahlung, Enführung! Wärmeübertragung durch Strahlung Gas- und Flammenstrahlung j Wärmedurchgang!j Wärmedurchgangsgesetze. j Beenflussung des Wärmedurchgangs Zwschentemperaturen.. : 355

6 Inhaltsverzechns I Wärmeübertrager Gegen-, Glech- und Kreuzstrom. l Berechnungsverfahren! Verfahrensoptmerung be der Wärmenutzung Exergeverlust m Wärmeübertrager 365 Kontrollfragen ; Verbrennung ' Umwandlung der Brennstoffenerge... ' Egenschaften der Brennstoffe... ' Verbrennungsvorgang Reaktonsglechungen Verbrennungsrechnung ; Feste und flüssge Brennstoffe.. I Gasförmge Brennstoffe Näherungslösungen '[ Verbrennungskontrolle Meßmethode ' Auswertung der Messung....! Verbrennungsdreecke L Theoretsche Verbrennungstemperatur. > Abgasverfust und feuerungstechnscher Wrkungsgrad Konventonelle Verbrennungsanlagen Verbrennungsanlagen mt Kondensaton m Abgas Abgastaupunkt ' Emssonen aus Verbrennungsanlagen.. < Enführung ; Mnderung der Schwefeloxdemsson! Mnderung Stckoxdemsson.. ' Irreversbltät der Verbrennung Absolute Entrope ;j Brennstoffexerge l Exergeverlust be der Verbrennung!! 417 Kontrollfragen Lösungsergebnsse der Aufgaben Antworten auf de Kontrollfragen : 431 Schrfttum 446 Verzechns der Bespele und Aufgaben.... ; 447 Formelzechen ; 449 Wederholung häufg benutzter Tafeln '] 452 Sachwortverzechns ; 463