Technische Thermodynamik
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- Gerhardt Beckenbauer
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1 Technische Thermodynamik Theoretische Grundlagen und praktische Anwendungen Bearbeitet von Von Günter Cerbe, und Gernot Wilhelms 18., überarbeitete Auflage Buch. 515 S. Hardcover ISBN Weitere Fachgebiete > Technik > Werkstoffkunde, Mechanische Technologie > Technische Thermodynamik Zu Leseprobe schnell und portofrei erhältlich bei Die Online-Fachbuchhandlung beck-shop.de ist spezialisiert auf Fachbücher, insbesondere Recht, Steuern und Wirtschaft. Im Sortiment finden Sie alle Medien (Bücher, Zeitschriften, CDs, ebooks, etc.) aller Verlage. Ergänzt wird das Programm durch Services wie Neuerscheinungsdienst oder Zusammenstellungen von Büchern zu Sonderpreisen. Der Shop führt mehr als 8 Millionen Produkte.
2 Inhaltsverzeichnis Form elzeichen Grundlagen der Therm odynam ik Aufgabe der Thermodynamik Größen und Einheitensystem e Physikalische Größen und G rö ß e n a rte n Größengleichungen Zahlenwertgleichungen Einheitensysteme Thermische Zustandsgrößen Volumen D ru c k Temperatur Thermische Zustandsgleichung Thermische Zustandsgleichung eines homogenen Systems Thermische Zustandsgleichung des idealen G a s e s Mengenmaße Kilomol und Normvolumen; molare Gaskonstante K ilo m o l N orm volum en Molare G askonstante Thermische Ausdehnung Längenänderung Volumenänderung Thermodynamisches S y s te m Systeme und System grenzen Zustandsgrößen und Prozessgrößen Zustandsänderungen und Prozesse K ontrollfragen Erster Hauptsatz der Therm odynam ik Energieerhaltung, Energiebilanz Arbeit am geschlossenen S y s te m Innere E n e rg ie W ä r m e Arbeit am offenen System und Enthalpie Formulierungen des ersten Hauptsatzes der Therm odynam ik Kalorische Zustandsgleichungen Kalorische Zustandsgleichungen eines homogenen S ystem s Spezifische Wärmekapazitäten eines homogenen System s Kalorische Zustandsgleichungen des idealen G ases Spezifische Wärmekapazitäten des idealen G a s e s Molare Wärmekapazitäten des idealen G a s e s K ontrollfragen... 80
3 3 Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik Aussagen des zweiten H auptsatzes E n tro p ie Einführung der E n tro p ie Entropiebilanzen r,5-diagramm Fundamentalgleichungen Einfache Zustandsänderungen des idealen G ases Isochore Zustandsänderung Isobare Zustandsänderung Isotherme Z ustandsänderung Isentrope Zustandsänderung Polytrope Zustandsänderung Zustandsänderungen in adiabaten System en Kreisprozesse Kontinuierlicher Ablauf in Kreisprozessen Arbeit und Prozessverlauf Wärmekraftmaschine Grenzen der thermischen Energieumwandlung Vergleich reversibler und irreversibler K reisprozesse Wärmepumpe und K ältem aschine Adiabate Drosselung Instationäre Prozesse Füllen eines B e h ä lte rs Temperaturausgleich W ärmetransport Entropieerzeugung beim W ärm etransport Thermodynamische Mitteltemperatur Exergie und A nergie Begrenzte Umwandelbarkeit der inneren Energie und der W ä r m e Exergie und Anergie eines strömenden F lu id s Exergie und Anergie eines geschlossenen S y ste m s Exergie und Anergie der W ärm e Exergie Verlust Exergetischer Wirkungsgrad Energie- und Exergie-Flussbüd Kontrollfragen Das Ideale Gas In Maschinen und Anlagen Kreisprozesse für Wärme- und Verbrennungskraftanlagen Vergleichsprozesse Bewertungszahlen für die Kreisprozesse Kreisprozesse der G asturbinenanlagen Arbeitsprinzip der Gasturbinenanlagen Joule-Prozess als Vergleichsprozess der Gasturbinenanlage...178
4 4.2.3 Ericssön-Prozess als Vergleichsprozess der Gasturbinenanlage Der wirkliche Prozess in der Gasturbinenanlage Kreisprozess des Heißgasmotors Arbeitsprinzip des Heißgasmotors Stirling-Prozess als Vergleichsprozess des Heißgasm otors Der wirkliche Prozess im H eißgasm otor Kreisprozesse der Verbrennungsmotoren Übertragung des Arbeitsprinzips der Motoren in einen K reisprozess Otto-Prozess als Vergleichsprozess des Verbrennungsmotors (Gleichraumprozess) Diesel-Prozess als Vergleichsprozess des Verbrennungsmotors (Gleichdruckprozess) Seiliger-Prozess als Vergleichsprozess des Verbrennungsmotors (Gemischter Vergleichsprozess) Der wirkliche Prozess in den Verbrennungsmotoren Kolbenverdichter Der verlustlose Kolbenverdichter ohne Schadraum Bewertungszahlen für den Kolbenverdichter K ontrollfragen Der Dampf und seine Anwendung in Maschinen und A nlagen Das reale Verhalten der S to f f e Aggregatzustandsänderungen, Phasen Wechsel Thermische Zustandsgleichungen realer F l u i d e p,u,r-d iag ram m Wasserdampf Zustandsgleichungen des Wasserdampfes Spezifische Zustandsgrößen Gleichung von Clausius und Clapeyron Zustandsänderungen des Wasserdampfes Dampfkraftanlagen Arbeitsprinzip der Dampfkraftanlagen Clausius-Rankine-Prozess als Vergleichsprozess der Dampfkraftanlage Verfahren zur Erhöhung des thermischen W irkungsgrades Zwischenüberhitzen. Verfahren zur Verringerung des Wassergehaltes im Abdampf Der wirkliche Prozess in Dam pfkraftanlagen Kombiniertes Gas-Dampf-Kraftwerk (GUD-Prozess) Zweck der Kombination Grundschaltung des Gas-Dampf-Kraftwerkes Wirkungsgrade beim Gas-Dampf-Kraftwerk Schaltungsbeispiele Organische Rankine-Prozesse ( O R C ) Prozessverlauf Organische Arbeitsfluide Linkslaufende Kreisprozesse mit D äm p fen K ontrollfragen
5 6 G em ische Zusammensetzung von Gem ischen M assenanteil Stoffmengenanteil (M olanteil) Molare Masse des G em isches B eladung Ideale Gemische Gesetz von A m a g a t Partialdichte (Massenkonzentration) und Gemischdichte R aum anteil Die extensiven Zustandsgrößen des idealen G em isches Gemisch idealer G a s e Thermische Zustandsgleichung Partialdruck (Gesetz von Dalton) Mischungsentropie und Exergie eines Gemisches idealer G a s e Zusammensetzung von Gemischen idealer G a s e Gas-Dampf-Gemisch; Feuchte L u ft Sättigungszustand, Taupunkt Feuchte Luft als Beispiel eines Gas-Dampf-Gemisches Zusammensetzung feuchter L u f t Spezifisches Volumen feuchter L u ft Spezifische Enthalpie feuchter L u ft /z^c-diagramm von M o llie r Einfache isobare Zustandsänderungen feuchter Luft im ft^-diagramm Reale Gem ische Kontrollfragen Strömungsvorgänge Kontinuitätsgleichung Der erste Hauptsatz der Thermodynamik für Strömungsvorgänge A rbeitsprozesse Strömungsprozesse Kraftwirkung bei Strömungsvorgängen Im p u lssa tz Hauptgleichung der Strömungsmaschinen Düsen- und Diffusorströmung Energieumwandlung in Düsen und D iffusoren Reibungsfreie Düsenströmung Schallgeschwindigkeit Reibungsfreie Diffusorströmung Ausbildung einer Laval-Düse oder eines Überschall-Diffusors Kontrollfragen Wärmeübertragung Arten der W ärmeübertragung W ärmeleitung Ebene W a n d Zylindrische W a n d H ohlkugelw and
6 8.3 Konvektiver Wärmeübergang Wärmeübergangsbeziehungen Ähnlichkeitstheorie des Wärmeübergangs Wärmeübergang beim Kondensieren und V erdam pfen Temperaturstrahlung Einführung Wärmeübertragung durch S trahlung Gas- und Flam m enstrahlung Wärmedurchgang Wärmedurchgangsbeziehungen Beeinflussung des Wärmedurchgangs Zwischentemperaturen W ärmeübertrager Gegen-, Gleich- und K reu zstro m Berechnungsverfahren Verfahrensoptimierung bei der W ärm enutzung Exergieverlust im W ärmeübertrager K ontrollfragen Energieumwandlung durch Verbrennung und in Brennstoffzellen Umwandlung der Brennstoffenergie durch V erbrennung Verbrennungstechnische Eigenschaften der Brennstoffe Verbrennungsvorgang Reaktionsgleichungen Verbrennungsrechnung Feste und flüssige Brennstoffe Gasförmige B rennstoffe Näherungslösungen Verbrennungskontrolle Messmethode Auswertung der Messung Verbrennungsdreiecke Theoretische Verbrennungstemperatur Abgasverlust und feuerungstechnischer W irkungsgrad Konventionelle Verbrennungsanlagen Verbrennungsanlagen mit Kondensation im A b g as Abgastaupunkt Emissionen aus Verbrennungsanlagen Einführung Minderung der Schwefeloxidemission Minderung der Stickstoffoxidemission Minderung der Kohlenstoffdioxidemission Chemische Reaktionen und Irreversibilität der V erbrennung Enthalpie, Entropie, freie E n th alp ie Brennstoffexergie Exergieverlust bei der V erbrennung
7 9.9 Brennstoffzellen W irkprinzip Energetische B e w e rtu n g B a u a rte n Kontrollfragen Lösungsergebnisse der A u fg a b e n Antworten auf die Kontrollfragen Grundlagen der Thermodynamik Erster Hauptsatz der Thermodynamik Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik Das ideale Gas in Maschinen und A n la g e n Der Dampf und seine Anwendung in Maschinen und A n lag en Gemische Strömungsvorgänge Wärmeübertragung Energieumwandlung durch Verbrennung und in Brennstoffzellen A nhang AI Schrifttum A2 Nachweis verwendeter U n te rla g e n A3 Wiederholung häufig benutzter T afeln Sachwortverzeichnis 539
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