Кафедра низких температур МЭИ Национальный исследовательский университет МЭИ
О кафедре Учебная работа Научная работа События Библиотека


О кафедреКонтактыНовостиИстория кафедрыУчёные кафедрыАбитуриентуСтудентуУчебная работаНаправления подготовки Учебники и учебные пособия 2021 и последующие годы Учебники и учебные пособия 2011-2020 годы Учебники и учебные пособия 2000-2010 годы Научная работаНаучные группыГрантыПатентыПубликации 2020 годПубликации 2019 годПубликации 2018 годПубликации 2017 годДиссертации 2011-2020 годы Диссертации 2000-2010 годы Научные труды и монографии События и мероприятияБиблиотека криофизикаЛабунцов Д.А. Физические основы энергетикиЛабунцов Д.А., Ягов В.В. Механика двухфазных системСоколов Е.Я., Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлажденияТепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент: СправочникОсновы современной энергетики-1. ТеплоэнергетикаБродянский В.М. Эксергетический метод термодинамического анализаГригорьев В.А., Павлов Ю.М., Аметистов Е.В. Кипение криогенных жидкостей.Григорьев В.А., Крохин Ю.И. Тепло- и массообменные аппараты криогенной техникиБоярский М. Ю. Основы расчета фазовых равновесий в многокомпонентных смесяхБыков Д.В., Нестеров С.Б., Сабирзянов Н.Р. Расчет сложных вакуумных системБродянский В.М. От твердой воды до жидкого гелияБродянский В.М., Калинина Е.И. Разделение газовых смесейГрачев А.Б., Синявский Ю.В., Шепелев А.И. Оборудование гелиевого ожижителя Г-45Синявский Ю.В. Криогенные трубопроводыАбрамов Г.И., Бродянский В.М. Хранение и транспорт ожиженных газов

Библиотека криофизика

Соколов Е.Я., Бродянский В.М.
Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения

Соколов Е.Я., Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла В книге с единых термодинамических позиций рассмотрены все виды трансформаторов тепла - холодильные, криогенные и теплонасосные установки. Проведен анализ их энергетических показателей, описаны схемы установок, даны исходные уравнения и примеры расчетов. Для студентов энергетических вузов и факультетов, а также для инженеров-энергетиков, работающих в области трансформации тепла, холодильной и криогенной техники.

ББК 31.31
УДК 621.59.01 (075.8)

Скачать в формате djvu (19 МБ):
Sokolov-Brodyanskiy_Transformaciya-tepla.djvu

Cкачать в формате pdf (графика - 47,4 МБ):
Sokolov-Brodyanskiy_Transformaciya-tepla.pdf


Оглавление

Предисловие
Введение
0.1. Назначение трансформаторов тепла
0.2. Область использования трансформаторов тепла
0.3. Классификация трансформаторов тепла

ГЛАВА ПЕРВАЯ
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ ТРАНСФОРМАЦИИ ТЕПЛА
1.1. Циклические, квазициклические и нециклические процессы в трансформаторах тепла
1.2. Каскадные и регенеративные трансформаторы тепла
1.3. Эксергетический метод анализа систем трансформации тепла
1.4. Определение значения эксергии
1.5. Основные термодинамические зависимости
1.6. Характерные энергетические зоны в низкотемпературной области
1.7. Характер изменения удельных эксергетических затрат
1.8. Общая характеристика хладоагентов и хриоагентов
1 9. Хладоносители

ГЛАВА ВТОРАЯ
ПАРОЖИДКОСТНЫЕ КОМПРЕССИОННЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТЕПЛА (ХОЛОДИЛЬНЫЕ И ТЕПЛОНАСОСНЫЕ УСТАНОВКИ)
2.1. Удельные энергозатраты и КПД компресснонных трансформаторов тепла
2.2. Энергетический и эксергетический балансы компрессионных трансформаторов тепла
2.3. Методика расчета одноступенчатых трансформаторов тепла
2.4. Регенеративный теплообмен на парожидкостных трансформаторах тепла
2.5. Многоступенчатые компрессионные трансформаторы тепла
2.6. Применение двухступенчатых теплюнасосных установок в системах теплоснабжения
2.7. Каскадные рефрижераторные установки

ГЛАВА ТРЕТЬЯ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАГНЕТАТЕЛЬНЫХ И РАСШИРИТЕЛЬНЫХ МАШИН ТРАНСФОРМАТОРОВ ТЕПЛА
3.1. Назначение и классификация нагнетательных и расширительных машин
3.2. Термогазодинамические основы процессов сжатия и расширения
3.3. Компрессоры объемного действия
3.4. Компрессоры кинетического действия (турбокомпрессоры)
3.5. Поршневые детандеры
3.6. Турбодетандеры
3.7. Насосы

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
РАБОТА ПАРОЖИДКОСТНЫХ КОМПРЕССИОННЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТЕПЛА В НЕРАСЧЕТНЫХ УСЛОВИЯХ
4.1. Оcновные методы регулирования компрессионных трансформаторов тепла
4.2. Условия установившегося режима
4.3. Характеристики основных элементов трансформатора тепла
4.4. Взаимосвязь параметров при работе компрессионного трансформатора тепла в нерасчетных условиях

ГЛАВА ПЯТАЯ
АБСОРБЦИОННЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТЕПЛА
5.1. Принцип действия идеальных абсорбционных установок и удельный расход тепла в них
5.2. Схема и процесс работы реальных абсорбционных трансформаторов тепла
5.З. Методика расчета одноступенчатых абсорбционных трансформаторов тепла
5.4. Зависимость удельного расхода энергии в абсорбционных установках от параметров генерации, испарения и охлаждения
5.5. Работа абсорбционных холодильных установок в нерасчетных условиях
5.6. Двухступенчатые абсорбционные трансформаторы тепла
5.7. Абсорбционные трансформаторы тепла периодического действия
5.8. Абсорбционно-диффузионные холодильные установки
5.9. Энергетическое сравнение абсорбционных и комрессионных холодильных установок.

ГЛАВА ШЕСТАЯ
СТРУЙНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТЕПЛА
6.1. Типы струйных трансформаторов тепла
6.2. Газодинамические функции
6.3. Принципиальная схема и КПД струйного компрессора
6.4. Определение коэффициента инжекции и давления сжатия струйного компрессора
6.5. Зависимость достижимых параметров от температур и критических скоростей взаимодействующих потоков
6.6. Расчет геометрических размеров струйных компрессоров
6.7. Характеристики струйного компрессора
6.8. Предельные режимы работы струйных компрессоров
6.9. Определение коэффициента инфекции, давления сжатия и основных размеров струйного эжектора
6.10. Принципиальная схема и КПД пароэжекторных холодильных установок
6.11. Работа пароэжекторных холодильных установок в нерасчетных условиях
6.12. Принципиальная схема вихревой трубы и процесс ее работы
6.13. Характеристика вихревой трубы
6.14. Оптимальные режимы работы вихревой трубы

ГЛАВА СЕДЬМАЯ
ГАЗОЖИДКОСТНЫЕ КОМПРЕССИОННЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТЕПЛА
7.1. Особенности газожидкостных трансформаторов тепла
7.2. Криорефрижераторы с дроссельной СОО
7.3. Криорефрижераторы с дроссельно-эжекторной СОО
7.4. Криорефрижераторы с дроссельной СОО и СПО с внешним отводом тепла
7.5. Криорефрижераторы с детандерной СОО
7.6. Криорефрижераторы растворения
7.7. Низкотемпературная тепловая изоляция

ГЛАВА ВОСЬМАЯ
ОЖИЖЕНИЕ И ЗАМОРАЖИВАНИЕ ГАЗОВ, НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ
8.1. Особенности системы ожижения, замораживания и низкотемпературного разделения
8.2. Идеальные процессы ожижения и замораживания (консервирования) газов
8.3. Технические процессы ожижения и замораживания газов
8.4. Свойства газовых смесей и характеристика методов их разделения
8.5. Идеальные процессы разделения газовых смесей
8.6. Технические процессы низкотемпературного разделения газовых смесей

ГЛАВА ДЕВЯТАЯ
ГАЗОВЫЕ (ВОЗДУШНЫЕ) КОМПРЕССИОННЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТЕПЛА
9.1. Особенности процессов в газовых трансформаторах тепла
9.2. Идеальные газовые циклы со стационарными процессами
9.3. Реальные газовые циклы и квазициклы со стационарными процессами
9.4. Газовые циклы и установки с нестационарнымн процессами

ГЛАВА ДЕСЯТАЯ
ТРАНСФОРМАТОРЫ ТЕПЛА, ОСНОВАННЫЕ НА ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
10.1. Особенности и классификация электрических и магнитных трансформаторов тепла
10.2. Физические основы работы термоэлектрических и термомагннтных трансформаторов тепла
10.3. Термоэлектрические н термомагнитоэлектрические трансформаторы тепла
10.4. Термодинамические основы получения низких температур магнитокалорическим и электрокалорическим методами
10.5. Магнитокалорические (МК) и электрокалорические (ЭК) трансформаторы тепла
Список литературы

ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. График газодинамических функций λ = f (τ, Π, ε, q)
Приложение 2. Диаграмма Т, s   для аммиака
Приложение 3. Диаграмма е, i   для аммиака
Приложение 4. Диаграмма i, s   для водяного пара в области низких температур
Приложение 5. Диаграмма Т, s   для фреона Ф-12
Прнложение 6. Диаграмма Т, s   для двуокиси углерода СО2
Приложение 7. Диаграмма i, ξ   для раствора вода — аммиак (H2O+NH3)
Приложение 8. Диаграмма i, ξ   для раствора вода — бромистый литий (H2O+LiBr)
Приложение 9. Диаграмма Т, s   для воздуха
Приложение 10. Диаграмма е, i   для воздуха
Приложение 11. Диаграмма е, ξ   для смеси азот — кислород (N2+O2)
Приложение 12. Некоторые термины и определения, используемые в книге
Предметный указатель


Предисловие

При подготовке и повышении квалификации инженеров — промышленных теплоэнергетиков и специалистов по низкотемпературной (холодильной и криогенной) технике необходимо обеспечить прочную связь между курсом технической термодинамики и специальными инженерными дисциплинами.

Практика показала, что лучший путь для решения этой задачи - введение курса «Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения». Он, с одной стороны, призван конкретизировать, «заземлить» теоретические положения термодинамики, а с другой — дать достаточно общую, но имеющую четкую инженерную ориентацию основу для подробного изучения ряда специальных курсов.

К таким спецкурсам относятся все те, в которых рассматриваются технические объекты, связанные с системами преобразовании энергии, относящимися к трансформаторам тепла (или термотрансформаторам).

Основное назначение трансформаторов тепла — отвод его от теплоотдатчика на относительно низком температурном уровне и повод к теплоприемнику на более высоком температурном уровне. Во всех таких системах, в отличие от теплосиловых, осуществляются не прямые, а обратные циклы (или другие, аналогичные по назначению сочетания процессов). Соответственно, важную роль в них играют различные процессы охлаждения.

Таким образом, трансформаторы тепла представляют собой устройства для осуществления функций, в термодинамическом плане обратных тем, для которых предназначены теплосиловые установки: они не вырабатывают энергию, а потребляет ее для получения определенного технологического или другого полезного эффекта.

К трансформаторам тепла относятся три группы установок: холодильные, криогенные и теплонасосные. Холодильные установки определяют развитие многих ведущих отраслей народного хозяйства, в особенности связанных с хранением, переработкой и транспортированием пищевых и биологических продуктов.

Криогенные установки оказывают существенное влияние на развитие электроники, радиотехники и электротехники. Сочетание криогенных установок с устройствами для ожижения, замораживания газов и разделения газовых смесей позволяет получать в промышленном масштабе в газообразном и жидком виде кислород, азот, водород, а также гелий и другие инертные газы.

Тепловые насосы при наличии источников дешевого низкопотенциального тепла, могут обеспечить в ряде случаев экономичное теплоснабжение как промышленных объектов, так и жилых, и общественных зданий.

В соответствии с этим перечнем специальные дисциплины, опирающиеся на курс «Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения», относятся в основном к специальностям 0308 (промышленная теплоэнергетика), 0529 (холодильные н компрессорные машины и установки) и 0579 (криогенная техника).

Использование трансформаторов тепла в промышленности, транспорте, сельском хозяйстве, научных исследованиях и в быту непрерывно возрастает.

Известно, что топливно-энергетический баланс страны зависит не только от экономичности выработки энергии, но и от технического уровня ее использования. Поскольку трансформаторы тепла всех трех перечисленных групп становятся все большими энергопотребителями, работа по их усовершенствованию играет все более существенную роль в экономии энергетических ресурсов. Авторы постоянно стремились в максимальной степени учитывать эту важную народнохозяйственную задачу.

Цель, которую поставили перед собой авторы при подготовке второго издания книги «Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения», осталась прежней: изложить с общих термодинамических позиций основы теории трансформаторов тепла. Для этого необходимо преодолеть традицию разного подхода к отдельным группам трансформаторов тепла и развить методику, разработанную в первом издании книги.

Время, прошедшее с выхода в свет первого издания (1968 г.), показало, что такой системный подход себя оправдал: он способствует лучшему пониманию как общих принципов, так и специфических особенностей каждой группы трансформаторов тепла.

С 1968 г. техника трансформации тепла, в особенности криогенная, значительно продвинулась вперед, усовершенствовались и термодинамические методы. Это потребовало серьезной переработки всех глав книги. Задача облегчалась тем, что за прошедшее время вышел ряд учебников и монографий и по технической термодинамике, и по трансформаторам тепла. К работам в области термодинамики относятся курсы технической термодинамики В. А. Кириллина, В. В. Сычева, Л. Г. Шейндлина и Г.Д. Бэра, а также монографии В. М. Бродянского «Эксергетическнй метод термодинамического анализа» и В. Л. Кириллина, Л. Е. Шейндлина, Э. Э. Шпильрайна «Термодинамика растворов».

Непосредственно трансформаторам тепла посвящены недавно вышедшая книга В. С. Мартыновского «Циклы, схемы и характеристики термотрансформаторов» и второе издание монографии Е. Я. Соколова и Н. М. Зингера «Струйные препараты».

С 1968 г накопился опыт преподавания курса «Основы трансформации тепла» в ряде политехнических и энергетических вузов страны. Было выпущено несколько учебных пособий по этой дисциплине, в том числе в МЭИ задачник A. Б. Чартынова по курсу «Основы трансформации тепла и процессов охлаждения».

Все это потребовало не только существенной переработки содержания глав книги, но и некоторого изменения порядка их расположения.

Главы 2, 4-6 написаны Е.Я. Соколовым, гл. 7-10 В.М. Бродянским; введение и гл. 1 — Е. Я. Соколовым и В. М. Бродянским: гл. 3-11. Н.В. Калининым, за исключением параграфа 3.3, составленного совместно с Л.Е. Медоваром и Е. Я. Соколовым.

Книга может быть использована не только как учебное пособие для студентов энергетических и политехнических вузов, но и для повышения. квалификации инженеров, желающих расширить свои знания в области энергетических основ низкотемпературной и теплонасосной техники.

Авторы выражают глубокую благодарность доктору техн. наук. проф. В. В. Сычеву за ценную помощь и советы при рецензировании рукописи.
Авторы


Публикуется по изданию:
Соколов Е.Я., Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения: Учеб.пособие для вузов. - 2-е изд, перераб. - М., Энергоиздат, 1981.- 320 с., илл.


Следующая страница: Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент: Справочник


    Главная   • Библиотека криофизика   • Соколов Е.Я., Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения  

Абитуриенту Студенту Учеба Наука События Библиотека
© Кафедра низких температур МЭИ, 2021.
Высшее образование и научная деятельность в сфере
физики, энергетики, инженерии.
о кафедре
история кафедры
 
контакты
карта сайта