Übungsaufgaben Technische Thermodynamik. Mit 38 Beispielen und 166 Aufgaben, 3. Aufl.
von: Gernot Wilhelms
Carl Hanser Fachbuchverlag, 2009
ISBN: 9783446420069
Sprache: Deutsch
238 Seiten, Download: 3759 KB
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Mehr zum Inhalt
Übungsaufgaben Technische Thermodynamik. Mit 38 Beispielen und 166 Aufgaben, 3. Aufl.
| Vorwort | 8 | ||
| Vorwort zur 3. Auflage | 8 | ||
| Methodische Hinweise für das Lösen der Aufgaben | 9 | ||
| Inhaltsverzeichnis | 10 | ||
| 1 Grundlagen der Thermodynamik | 14 | ||
| 1.1 Aufgabe der Thermodynamik | 14 | ||
| 1.2 Größen und Einheitensysteme | 14 | ||
| 1.3 Thermische Zustandsgrößen | 15 | ||
| 1.3.1 Volumen | 15 | ||
| 1.3.2 Druck | 16 | ||
| 1.3.3 Temperatur | 18 | ||
| 1.4 Thermische Zustandsgleichung | 19 | ||
| 1.4.1 Thermische Zustandsgleichung eines homogenen Systems | 19 | ||
| 1.4.2 Thermische Zustandsgleichung des idealen Gases | 19 | ||
| 1.5 Mengenmaße Kilomol und Normvolumen | 20 | ||
| 1.6 Thermische Ausdehnung | 22 | ||
| 2 Erster Hauptsatz der Thermodynamik | 24 | ||
| 2.1 Energieerhaltung, Energiebilanz | 24 | ||
| 2.2 Arbeit am geschlossenen System | 24 | ||
| 2.3 Innere Energie | 27 | ||
| 2.4 Wärme | 28 | ||
| 2.5 Arbeit am offenen System und Enthalpie | 28 | ||
| 2.6 Formulierungen des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik | 30 | ||
| 2.7 Kalorische Zustandsgleichungen | 31 | ||
| 2.7.1 KalorischeZustandsgleichungen eines homogenen Systems | 31 | ||
| 2.7.2 Spezifische Wärmekapazitäten eines homogenen Systems | 31 | ||
| 2.7.3 Kalorische Zustandsgleichungen des idealen Gases | 34 | ||
| 2.7.4 Spezifische Wärmekapazitätendes idealen Gases | 34 | ||
| 2.7.5 Molare Wärmekapazitäten des idealen Gases | 39 | ||
| 3 Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik | 40 | ||
| 3.1 Definition der Entropie | 40 | ||
| 3.2 Entropie und zweiter Hauptsatz der Thermodynamik | 40 | ||
| 3.3 T, S-Diagramm | 40 | ||
| 3.4 Einfache Zustandsänderungen des idealen Gases | 41 | ||
| 3.4.1 Isochore Zustandsänderung | 41 | ||
| 3.4.2 Isobare Zustandsänderung | 45 | ||
| 3.4.3 IsothermeZustandsänderung | 48 | ||
| 3.4.4 Isentrope Zustandsänderung | 49 | ||
| 3.4.5 Polytrope Zustandsänderung | 49 | ||
| 3.4.6 Zustandsänderungen in adiabaten Systemen | 56 | ||
| 3.5 Kreisprozesse | 60 | ||
| 3.6 Adiabate Drosselung | 63 | ||
| 3.7 Füllen eines Behälters | 64 | ||
| 3.8 Temperaturausgleich | 64 | ||
| 3.9 Exergie und Anergie | 65 | ||
| 3.9.1 Begrenzte Umwandelbarkeit der inneren Energie und der Wärme | 65 | ||
| 3.9.2 Exergie und Anergie eines strömenden Fluids | 65 | ||
| 3.9.3 Exergie und Anergie eines geschlossenen Systems | 67 | ||
| 3.9.4 Exergie und Anergie der Wärme | 68 | ||
| 3.9.5 Exergieverlust | 73 | ||
| 3.9.6 Exergetischer Wirkungsgrad | 76 | ||
| 3.9.7 Energiequalitätsgrad | 76 | ||
| 3.9.8 Energieund Exergie-Flussbild | 77 | ||
| 4 Das ideale Gas in Maschinen und Anlagen | 86 | ||
| 4.1 Kreisprozesse für Wärme und Verbrennungskraftanlagen | 86 | ||
| 4.2 Kreisprozesse der Gasturbinenanlagen | 86 | ||
| 4.2.1 Arbeitsprinzip der Gasturbinenanlagen | 86 | ||
| 4.2.2 Joule-Prozess als Vergleichsprozess der Gasturbinenanlage | 86 | ||
| 4.2.3 Ericsson-Prozess als Vergleichsprozess der Gasturbinenanlage | 87 | ||
| 4.2.4 Der wirkliche Prozess in der Gasturbinenanlage | 89 | ||
| 4.3 Kreisprozess des Heißgasmotors | 97 | ||
| 4.4 Kreisprozesse der Verbrennungsmotoren | 101 | ||
| 4.4.1 Übertragung des Arbeitsprinzips der Motoren in einen Kreisprozess | 101 | ||
| 4.4.2 Otto-Prozess als Vergleichsprozess des Verbrennungsmotors | 101 | ||
| 4.4.3 Diesel-Prozess als Vergleichsprozess des Verbrennungsmotors | 101 | ||
| 4.4.4 Seiliger-Prozess als Vergleichsprozess des Verbrennungsmotors | 105 | ||
| 4.4.5 Der wirkliche Prozess in den Verbrennungsmotoren | 106 | ||
| 4.5 Kolbenverdichter | 115 | ||
| 5 Der Dampf und seine Anwendung in Maschinen und Anlagen | 120 | ||
| 5.1 Das reale Verhalten der Stoffe | 120 | ||
| 5.2 Wasserdampf | 121 | ||
| 5.3 Dampfkraftanlagen | 139 | ||
| 5.4 Kombiniertes Gas-Dampf-Kraftwerk (GUD-Prozess) | 147 | ||
| 5.5 Organische Rankine-Prozesse (ORC) | 148 | ||
| 5.6 Linkslaufende Kreisprozesse mit Dämpfen | 150 | ||
| 6 Gemische | 153 | ||
| 6.1 Die Zusammensetzungen von Gemischen | 153 | ||
| 6.2 Ideale Gemische | 153 | ||
| 6.3 Gemisch idealer Gase | 153 | ||
| 6.4 Gas-Dampf-Gemisch | 153 | ||
| 7 Strömungsvorgänge | 159 | ||
| 7.1 Kontinuitätsgleichung | 159 | ||
| 7.2 Der erste Hauptsatz der Thermodynamik für Strömungsvorgänge | 159 | ||
| 7.3 Kraftwirkung bei Strömungsvorgängen | 159 | ||
| 7.4 Düsen- und Diffusorströmung | 159 | ||
| 8 Wärmeübertragung | 160 | ||
| 8.1 Arten der Wärmeübertragung | 160 | ||
| 8.2 Wärmeleitung | 160 | ||
| 8.2.1 Ebene Wand | 160 | ||
| 8.2.2 Zylindrische Wand | 161 | ||
| 8.2.3 Hohlkugelwand | 163 | ||
| 8.3 Konvektiver Wärmeübergang | 163 | ||
| 8.3.1 Wärmeübergang bei erzwungener Strömung | 163 | ||
| 8.3.2 Wärmeübergang bei freier Strömung | 164 | ||
| 8.3.3 Wärmeübergang beim Kondensieren und Verdampfen | 167 | ||
| 8.4 Temperaturstrahlung | 167 | ||
| 8.5 Wärmedurchgang | 168 | ||
| 8.6 Wärmeübertrager | 173 | ||
| 9 Energieumwandlung durch Verbrennung und in Brennstoffzellen | 179 | ||
| 9.1 Umwandlung der Brennstoffenergie durch Verbrennung | 179 | ||
| 9.2 Verbrennungsrechnung | 180 | ||
| 9.2.1 Feste und flüssige Brennstoffe | 180 | ||
| 9.2.2 Gasförmige Brennstoffe | 181 | ||
| Beispiel 9.2 | 181 | ||
| Aufgabe 9.3 | 184 | ||
| Aufgabe 9.4 | 184 | ||
| 9.2.3 Näherungslösungen | 184 | ||
| Aufgabe 9.5 | 184 | ||
| Aufgabe 9.6 | 184 | ||
| 9.3 Verbrennungskontrolle | 185 | ||
| 9.4 Theoretische Verbrennungstemperatur | 188 | ||
| 9.5 Abgasverlust und feuerungstechnischer Wirkungsgrad | 189 | ||
| 9.6 Abgastaupunkt | 193 | ||
| 9.7 Emissionen aus Verbrennungsanlagen | 194 | ||
| 9.8 Chemische Reaktionen und Irreversibilität der Verbrennung | 194 | ||
| 9.9 Brennstoffzellen | 194 | ||
| 10 Lösungsergebnisse der Aufgaben | 195 | ||
| 1 Grundlagen der Thermodynamik | 195 | ||
| 2 Erster Hauptsatz der Thermodynamik | 196 | ||
| 3 Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik | 197 | ||
| 4 Das ideale Gas in Maschinen und Anlagen | 210 | ||
| 5 Der Dampf und seine Anwendung in Maschinen und Anlagen | 216 | ||
| 6 Gemische | 226 | ||
| 7 Strömungsvorgänge | 229 | ||
| 8 Wärmeübertragung | 229 | ||
| 9 Energieumwandlung durch Verbrennung und in Brennstoffzellen | 234 |
