Kleine Formelsammlung Technische Thermodynamik

Kleine Formelsammlung Technische Thermodynamik

 

 

 

von: Hans-Joachim Kretzschmar, Ingo Kraft

Carl Hanser Fachbuchverlag, 2016

ISBN: 9783446448575

Sprache: Deutsch

247 Seiten, Download: 3091 KB

 
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Kleine Formelsammlung Technische Thermodynamik



  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  

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