Теоретические основы теплотехники. Ляшков В.И. - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

ОТ АВТОРА
Светлой памяти моего Учителя
Александра Силыча Лышевского (1922 – 1981)
заслуженного деятеля науки и техники
Российской Федерации,
доктора технических наук, профессора,
посвящается этот скромный труд
есмотря на практически прекратившееся за последние 10 лет учебное книгоиздание по техническим дисциплинам, на полках
библиотек хранится еще много учебников под названием "Общая теплотехника", "Теплотехника" и т.п., изданных в 60–80
годы. К сожалению, неумолимое время, выдвигая новые задачи и подходы и осваивая новые научные достижения, все более делает
их малопригодными для того, чтобы безоговорочно рекомендовать современным студентам, выбравшим благородную жизненную
стезю: получив специальность теплоэнергетика, отдать себя решению важнейшей общегосударственной проблемы – предотвращению
энергетического кризиса, все более надвигающегося на нашу страну.
Поэтому автор решается опубликовать настоящий труд, согревая себя надеждами, что он существенно облегчит студентам
освоение теоретических основ теплотехники, поистине безграничной науки, изучающей принципы работы, основы конструкции и
особенности расчета всевозможных машин, аппаратов и устройств, в которых фигурирует тепловая энергия.
Сегодня при организации учебного процесса особое значение придается самостоятельной работе студентов. При этом
лекционные курсы все более сокращаются, лекции чаще носят обзорный или проблемный характер. В такой ситуации бывает
нелегко правильно отобрать и расположить учебный материал так, чтобы он отражал внутреннюю логику науки, чтобы изложение
было целостным, последовательным и доступным для понимания людям, только еще начинающим знакомство с этой наукой.
Учебное пособие отражает многолетний опыт работы автора со студентами второго – третьего курсов. Представляя собою
последовательное и лаконичное изложение основ термодинамики, теплопередачи, теории массообмена, теории горения и др., оно
написано не для того, чтобы заменить собою названные учебники. Скорее это первые врата в большую и интересную область
научных знаний, связанных с теплотехникой. Поэтому в него включен только тот учебный материал, усвоение которого
необходимо для приобретения такого уровня теоретической подготовки, который позволит в дальнейшем легко наращивать знания
при последующей самостоятельной работе с учебниками, монографиями, справочниками и т.п.
Содержание книги неоднократно обсуждалось с коллегами по кафедре за что автор выражает им и, особенно, официальным
рецензентам свою искреннюю признательность и сердечную благодарность.
ВВЕДЕНИЕ
С
егодня практически любая область инженерной деятельности во многом связана с проблемами энергосбережения,
разработкой, внедрением и эксплуатацией ресурсосберегающих технологий, с вопросами трансформации и передачи
энергии. Учебная дисциплина "Теоретические основы теплотехники" призвана вооружить будущего специалиста знаниями
общих законов и основанных на этом инженерных методик расчета процессов, возникающих при получении, трансформации
и распространении в пространстве тепловой энергии. Структурно сюда входят три отдельные науки: "Термодинамика",
"Теплопередача" и "Основы теории горения".
Термодинамика изучает законы превращения различных видов энергии в тепло (и наоборот – тепла в другие виды
энергии), а также особенности физических процессов, сопровождающих эти превращения. Как самостоятельная наука
термодинамика начала складываться в начале XIX века, хотя многие принципиальные ее положения были открыты и
сформулированы еще ранее в рамках общефизической теории. Среди основоположников и ученых, внесших наибольший
вклад в развитие термодинамики, мы встречаем известные имена: М. В. Ломоносова, который в работе "Размышления о
причинах тепла и холода" (1744 г.) предложил единую теорию теплоты и строения вещества, сформулировав законы
сохранения массы и энергии, Д. Джоуля, В. Томсона, Р. Клаузиуса, С. Карно, Г. Гесса, Л. Больцмана, В. Гиббса, М. П.
Вукаловича, А. А. Гухмана и др. Подробно об истории развития термодинамики и вклад отдельных ученых в эту науку можно
прочитать в интересной книге [1]. За более чем стопятидесятилетнюю историю своего развития эта наука приобрела
методологически безупречные формы и строгую аксиоматику, так что сегодня ее заслуженно называют классической
термодинамикой.
Термодинамика не имеет собственного предмета изучения, в отличие, например, от биологии, изучающей живые
организмы, или геометрии, изучающей плоские фигуры. Это наука методологического плана, вооружающая нас специфическим
методом исследования, основу которого составляет рассмотрение любых процессов материального мира сквозь призму
установленных термодинамикой основных законов природы.
Теплопередача, а точнее теория тепло- и массообмена – это наука, которая изучает процессы распространения тепла
(или массы, поскольку выявлена явная аналогия таких процессов) в пространстве. Процессы распространения тепла в
пространстве, при всем их многообразии, и являются предметом изучения этой науки. Основные понятия и законы теории
теплопереноса также были сформулированы в рамках общефизической теории на заре ее бурного развития. Например,
основы аналитической теории теплопроводности были заложены Ж. Фурье еще в 1822 году. В середине XIX века были
сформулированы основы теории подобия, а в 1915 году она впервые была применена В. Нуссельтом для исследования
процессов теплообмена. Несколько раньше О. Рейнольдс применил ее при изучении гидродинамических процессов,
высказав идею об аналогии между отдельными тепловыми и гидродинамическими явлениями.
Как самостоятельная наука теплопередача сложилась в начале XX века, и особенно бурно она стала развиваться в
послевоенные годы. Здесь решающий вклад был внесен нашими соотечественниками, среди которых выделяются работы
академиков В. М. Кирпичева, М. А. Михеева, С. С. Кутателадзе, Г. Н. Кружилина и др.
Отвечая на новые запросы, выдвигаемые современной практикой, наука эта продолжает бурно развиваться, все в
большей мере осваивая новые области приложения (атомная энергетика, космическая техника и др.), расширяя и уточняя свои
подходы и методы решения возникающих проблем. И сегодня большой вклад в дальнейшее развитие этой науки вносят такие
авторитетные ученые как академики А. И. Леонтьев, В. П. Скрипов, А. Г. Шашков и профессора Г. Н. Дульнев, Г. А.
Н

Страницы