Общая теплотехника

Содержание
Курс структурирован на две части — теоретическую и прикладную.
Теоретическая часть
-
Термодинамика
-
Теория тепломассообмена
Прикладная часть
3) Эффективность источников энергии и генераторов полезной энергии. Потребность в энергии
4) Источники энергии
5) Теплогенераторы
6) Немеханические электрогенераторы (термо-, термоэмиссионные, MHD, топливные элементы и пр.)
7) Двигатели (тепловые двигатели и энергетические установки)
Такой перечень разделов дословно приведён в аннотациях к изданию (; совпадает с другими букмаркетами).
Полной скан-страницы «Содержание» в открытом доступе я не обнаружила; выше — официальный краткий перечень разделов из издательских карточек.
Подробное изложение
Теоретическая часть
1) Термодинамика
Алексеев начинает «базовой грамматикой» теплотехники:
-
Система, состояние, параметры, уравнения состояния (идеальный/реальный газ, влажный воздух).
-
Первый закон (баланс энергии) для замкнутых и открытых систем: тепло, работа, энтальпия, потоки массы.
-
Второй закон, энтропия и обратимость; КПД Карно, температурные уровни энергии как предельные ограничения.
-
Циклы и процессы: изо-, поли-, смешанные; для открытых систем — компрессоры/турбины/теплообменники; смешение и дросселирование (эффект Джоуля–Томсона).
-
Сгорание и топливо как источник теплоты: теплоты сгорания, стехиометрия, избыток воздуха — мостик к «прикладной» части.
Итог блока — язык и инструменты для количественной оценки всех последующих разделов (источники, генераторы, двигатели) и сравнения их по первому и второму закону — не только по тепловому КПД, но и по «совершенству» (потерям доступности/эксергии). Такое позиционирование теоретической части явно отражено в аннотации как «теория… в виде законченной системы».
2) Теория тепломассообмена
Здесь автор «прикручивает» к термодинамике процессы переноса:
-
Теплопроводность (закон Фурье, нестационарные задачи), конвекция (числа Рейнольдса/Нуссельта/Прандтля; внешняя и внутренняя обтекания), излучение (закон Стефана–Больцмана, серость, радиационные обмены).
-
Аналогия тепла и массы: диффузия (закон Фика), перенос влаги/компонентов, число Шмидта/Шервуда.
-
Теплообменники: ε-NTU, логарифмическая разность температур (LMTD), компоновки (труба-в-трубе, кожухотрубные, пластинчатые), задачи подбора/проверки.
Именно этот дуэт («термодинамика» + «тепломассообмен») указан в структуре книги как теоретическое ядро.
Прикладная часть
3) Эффективность… и потребность в энергии
Раздел объединяет методику оценки эффективности источников и преобразователей и энергетические потребности отраслей/регионов. Вводятся:
-
КПД по первому закону и потери по второму закону (энтропийные/эксергетические); сравнение систем на общих основаниях.
-
Энергобаланс и прогнозная увязка: как оценивать и планировать потребности (темп роста, структура нагрузки, температурные уровни), на что указывают аннотации (элементы «прогнозного ориентирования»).
4) Источники энергии
Систематизирован «портфель» первичных источников: ископаемые топлива (газ/нефть/уголь), атомная энергия, возобновляемые (гидро, ветер, Солнце, геотермия, биомасса). Для каждого — плотность энергии, режимы использования, инфраструктура и экологические ограничения, а главное — какие температурные уровни и формы энергии они дают на выходе (теплота/электричество/механика) — база для выбора «генератора полезной энергии». Такой обзор источников заявлен в прикладном оглавлении.
5) Теплогенераторы
Раздел посвящён устройствам, где химическая энергия → теплота: котлы (водогрейные/паровые, топочные устройства и теплообмен), промышленные печи и нагреватели, тепловые насосы и рекуператоры (как элементы повышения эффективности). Рассматриваются потери и пути их сокращения (утечки, неполное сгорание, недогрев/перегрев, плохое согласование теплообмена), а также регулирование (по нагрузке, по качеству, по температуре). Этот узел прямо назван в прикладной части.
6) Немеханические электрогенераторы
Там, где теплота/химическая энергия → электричество без вала/турбины:
-
Термоэлектрические (эффект Зеебека; роль ΔT, ZT-материалов);
-
Термоэмиссионные (термокатод, вакуум/газ, высокие T);
-
MHD-генераторы (проводящий высокотемпературный поток в магнитном поле);
-
Топливные элементы (электрохимическое преобразование; низко- и высокотемпературные).
Алексеев не уходит в материаловедческую глубину, зато даёт принципы действия, диапазоны параметров и системные КПД в одной шкале сравнения (связка с разделом «Эффективность…»). Сам пункт «немеханические электрогенераторы» дословно присутствует в заявленном содержании.
7) Двигатели
Финальный блок — первичные двигатели:
-
ДВС (от циклов Отто/Дизеля до регулирования смесеобразования и наддува);
-
Газовые и паровые турбины, паросиловые циклы (Ренкин/регенерация/перегрев), комбинированные и парогазовые;
Раздел замыкает книгу: всё, что выше было о теплоте и переносе, здесь становится о выработке полезной работы/электричества, а сравнение ведётся по термодинамической эффективности и «второзаконным» потерям — это как раз заявленный акцент на «эффективности источников и генераторов полезной энергии».