Kleine Formelsammlung Technische Thermodynamik
von: Hans-Joachim Kretzschmar, Ingo Kraft
Carl Hanser Fachbuchverlag, 2016
ISBN: 9783446448575
Sprache: Deutsch
247 Seiten, Download: 3091 KB
Format: PDF, auch als Online-Lesen
Vorwort zur fünften Auflage | 7 | ||
Inhaltsverzeichnis | 8 | ||
1 Thermodynamische Größen | 13 | ||
1.1 Größenarten | 13 | ||
1.2 Größen und Einheiten | 14 | ||
1.3 Umrechnung von Einheiten | 16 | ||
2 Zustandsverhalten reiner Stoffe | 17 | ||
2.1 Einphasengebiete und Phasenübergänge | 17 | ||
2.2 Zweiphasengebiet flüssig – gasförmig | 18 | ||
2.3 Bereiche für Zustandsberechnung | 21 | ||
2.3.1 Bereiche für Zustandsberechnung im p,T-Diagramm | 22 | ||
2.3.2 Bereiche für Zustandsberechnung im p,v-Diagramm | 23 | ||
2.3.3 Bereiche für Zustandsberechnung im T,s-Diagramm | 24 | ||
2.3.4 Bereiche für Zustandsberechnung im h,s-Diagramm | 25 | ||
3 Thermische Zustandsgrößen | 26 | ||
3.1 Temperatur | 26 | ||
3.2 Druck | 27 | ||
3.3 Dichte und spezifisches Volumen | 28 | ||
3.3.1 Definitionen | 28 | ||
3.3.2 Ermittlung von v und p für reale Fluide | 29 | ||
3.3.3 Ermittlung von v und p für ideale Gase | 29 | ||
3.3.4 Ermittlung von v und p für inkompressible (ideale) Flüssigkeiten und Festkörper | 32 | ||
3.3.5 Ermittlung von v und p für Nassdampf | 34 | ||
3.4 Normzustand und Normvolumen | 35 | ||
4 Energetische Zustandsgrößen | 36 | ||
4.1 Wärmekapazitäten | 36 | ||
4.1.1 Definitionen | 36 | ||
4.1.2 Ermittlung von cp und cv für reale Fluide | 36 | ||
4.1.3 Ermittlung von cp und cv für ideale Gase | 37 | ||
4.1.4 Ermittlung von cp und cv für inkompressible (ideale) Flüssigkeiten und Festkörper | 38 | ||
4.1.5 cp und cv für Nassdampf | 39 | ||
4.2 Isentropenexponent und isentrope Schallgeschwindigkeit | 39 | ||
4.2.1 Definitionen | 39 | ||
4.2.2 Ermittlung von k und w für reale Fluide | 40 | ||
4.2.3 Ermittlung von k und w für ideale Gase | 40 | ||
4.2.4 . und w für inkompressible (ideale) Flüssigkeiten | 41 | ||
4.2.5 . und w für Nassdampf | 41 | ||
4.3 Enthalpie und innere Energie | 42 | ||
4.3.1 Definitionen | 42 | ||
4.3.2 Ermittlung von h und u für reale Fluide | 44 | ||
4.3.3 Ermittlung von h und u für ideale Gase | 44 | ||
4.3.4 Ermittlung von h und u für inkompressible (ideale) Flüssigkeiten und Festkörper | 49 | ||
4.3.5 Ermittlung von h und u für Nassdampf | 53 | ||
4.4 Entropie | 55 | ||
4.4.1 Definition | 55 | ||
4.4.2 Ermittlung von s für reale Fluide | 56 | ||
4.4.3 Ermittlung von s für ideale Gase | 57 | ||
4.4.4 Ermittlung der spezifischen Entropie s für inkompressible (ideale) Flüssigkeiten | 60 | ||
4.4.5 Ermittlung von s für Nassdampf | 60 | ||
4.5 Exergie | 61 | ||
4.5.1 Exergie (der Enthalpie) | 61 | ||
4.5.2 Exergie der inneren Energie | 62 | ||
5 Massebilanz | 64 | ||
5.1 Stoffmenge, Masse und Volumen | 64 | ||
5.2 Massestrom und Volumenstrom | 65 | ||
5.3 Massebilanz bei geschlossenen Systemen | 65 | ||
5.4 Massebilanz bei offenen stationären Systemen | 66 | ||
5.5 Massebilanz bei offenen instationären Systemen | 68 | ||
6 Energiebilanz – 1. Hauptsatz der Thermodynamik | 69 | ||
6.1 Ruhendes geschlossenes System | 69 | ||
6.1.1 Energiebilanz zwischen Zustand 1 und 2 | 69 | ||
6.1.2 Volumenänderungsarbeit | 70 | ||
6.1.3 Äußere Nutzarbeit und Kolbenarbeit | 72 | ||
6.1.4 Dissipierte Arbeiten | 73 | ||
6.1.5 Wärme | 75 | ||
6.1.6 Instationäre Energiebilanz | 77 | ||
6.2 Ruhendes offenes System | 78 | ||
6.2.1 Stationäre Energiebilanz | 78 | ||
6.2.2 Technische Arbeit | 81 | ||
6.2.3 Allgemeine instationäre Energiebilanz | 83 | ||
6.3 Berechnung der Differenzen von spezifischer Enthalpie und spezifischer innerer Energie | 84 | ||
6.3.1 Reale Fluide | 84 | ||
6.3.2 Ideale Gase | 84 | ||
6.3.3 Inkompressible (ideale) Flüssigkeiten | 88 | ||
6.3.4 Nassdampf | 92 | ||
7 Entropiebilanz – 2. Hauptsatz der Thermodynamik | 93 | ||
7.1 Ruhendes geschlossenes System | 93 | ||
7.1.1 Entropiebilanz zwischen Zustand 1 und 2 | 93 | ||
7.1.2 Entropie der Wärme | 94 | ||
7.1.3 Entropieproduktion | 95 | ||
7.1.4 Dissipationsenergie | 97 | ||
7.2 Ruhendes offenes System | 98 | ||
7.3 Berechnung der Differenzen der spezifischen Entropie | 100 | ||
7.3.1 Reale Fluide | 100 | ||
7.3.2 Ideale Gase | 100 | ||
7.3.3 Inkompressible (ideale) Flüssigkeiten | 103 | ||
7.3.4 Nassdampf | 105 | ||
8 Exergiebilanz | 106 | ||
8.1 Ruhendes geschlossenes System | 106 | ||
8.1.1 Exergiebilanz zwischen Zustand 1 und 2 | 106 | ||
8.1.2 Exergie der Wärme | 107 | ||
8.1.3 Exergieverlust | 108 | ||
8.2 Ruhendes offenes System | 109 | ||
8.3 Berechnung der Differenzen der spezifischen Exergie | 112 | ||
9 Einfache Prozesse | 113 | ||
9.1 Grundlagen der thermodynamischen Modellierung technischer Prozesse | 113 | ||
9.2 Technische Anwendungen | 119 | ||
9.2.1 Fluide in Behältern mit starren Wänden | 119 | ||
9.2.2 Fluide unter konstantem Druck | 120 | ||
9.2.3 Mischen von Fluidströmen | 122 | ||
9.2.4 Verdichten und Pumpen | 123 | ||
9.2.5 Entspannung in Turbinen | 127 | ||
9.2.6 Drosselentspannung | 130 | ||
10 Kreisprozesse | 132 | ||
10.1 Grundlagen | 132 | ||
10.2 Gasturbinenanlagen-JOULE-Prozess | 138 | ||
10.3 Dampfturbinenanlagen-CLAUSIUS-RANKINE Prozess | 141 | ||
10.4 Kältemaschinen- und Wärmepumpen-Prozess | 145 | ||
11 Wärmeübertragung | 148 | ||
11.1 Transporteigenschaften der Stoffe | 148 | ||
11.2 Stationäre Wärmeleitung | 149 | ||
11.2.1 Grundlagen | 149 | ||
11.2.2 Ebene Wand | 152 | ||
11.2.3 Zylinderwand (Rohrwand) | 153 | ||
11.2.4 Kugelwand | 155 | ||
11.3 Konvektiver Wärmeübergang | 156 | ||
11.3.1 Temperaturfeld | 157 | ||
11.3.2 Wärmestrom und Wärmeübergangskoeffizient | 158 | ||
11.3.3 Ähnlichkeitskennzahlen | 160 | ||
11.3.4 Freie Konvektion | 162 | ||
11.3.5 Erzwungene Konvektion | 167 | ||
11.4 Wärmestrahlung | 172 | ||
11.4.1 Energiebilanz | 172 | ||
11.4.2 Zweiflächenstrahlungsaustausch | 174 | ||
11.4.3 Strahlungsaustauschkoeffizient (resultierender Strahlungskoeffizient) für ausgewählte Anwendungsfälle | 177 | ||
11.5 Wärmedurchgang | 179 | ||
12 Thermodynamik der feuchten Luft | 184 | ||
12.1 Konstanten für die Zustandsberechnung | 184 | ||
12.2 Arten der feuchten Luft | 186 | ||
12.3 Zusammensetzung der feuchten Luft | 188 | ||
12.3.1 Allgemeine Zusammensetzung der feuchten Luft – Wassergehalt | 188 | ||
12.3.2 Ungesättigte feuchte Luft – Relative Feuchte | 191 | ||
12.3.3 Gesättigte feuchte Luft | 194 | ||
12.3.4 Übersättigte feuchte Luft (Nebel) | 196 | ||
12.4 Luftspezifisches Volumen und Dichte | 196 | ||
12.5 Spezifische Wärmekapazitäten | 199 | ||
12.6 Isentropenexponent und isentrope Schallgeschwindigkeit | 200 | ||
12.7 Luftspezifische Enthalpie und luftspezifische innere Energie | 201 | ||
12.8 Taupunkttemperatur | 204 | ||
12.9 Feuchtkugeltemperatur (Kühlgrenztemperatur) | 205 | ||
12.10 Das h1+x , xW-Diagramm | 207 | ||
12.11 Bilanzierung von Prozessen mit feuchter Luft | 208 | ||
12.12 Anwendung der Zustandsberechnung von feuchter Luft auf feuchte Gase | 212 | ||
Literaturverzeichnis | 213 | ||
Anhang | 215 | ||
A Stoffwertsammlung | 215 | ||
A1 Stoffunabhängige Konstanten | 215 | ||
A2 Stoffspezifische Konstanten (1) | 215 | ||
A2 Stoffspezifische Konstanten (2) | 216 | ||
A3 Stoffwerte von Gasen im Idealgaszustand (1) | 217 | ||
A3 Stoffwerte von Gasen im Idealgaszustand (2) | 218 | ||
A3 Stoffwerte von Gasen im Idealgaszustand (3) | 219 | ||
A3 Stoffwerte von Gasen im Idealgaszustand (4) | 220 | ||
A3 Stoffwerte von Gasen im Idealgaszustand (5) | 221 | ||
A4 Stoffwerte von siedendem Wasser und gesättigtem Wasserdampf | 222 | ||
A5 Stoffwerte von Wasser (reales Fluid) | 223 | ||
A6 Stoffwerte von Wasserflüssigkeit (ideal) | 224 | ||
A7 Stoffwerte von Luft (reales Fluid) | 225 | ||
A8 Stoffwerte von Luft bei p = 0,101325 MPa | 226 | ||
A9 Transportgrößen von Feststoffen (Mittelwerte) | 227 | ||
A10 Gesamtemissionsverhältnisse von Stoffen (Mittelwerte) | 228 | ||
A11 Heizwerte und Brennwerte | 229 | ||
A12 Sättigungspartialdruck von Wasser | 230 | ||
Sachwortverzeichnis | 231 | ||
B Zustandsdiagramme (als Beilage) | 243 | ||
B1 Mollier h,s-Diagramm von Wasserdampf | 243 | ||
B2 T,s-Diagramm von Wasser und Wasserdampf | 244 | ||
B3 lg p,h-Diagramm von Ammoniak | 245 | ||
B4 h1+x,xW-Diagramm von feuchter Luft | 246 |