Подробное изложение

Часть I. Теоретическая

1) Термодинамика

Книга начинает с «языка» теплотехники: понятия системы и состояния, параметры (p, T, V, h, s), уравнения состояния (идеальный/реальный газ, влажный воздух). Первый закон записывается для замкнутых и открытых систем, вводятся тепло, работа потока, энтальпия и энергии взаимодействия в узлах реальных установок (сопла, компрессоры, турбины, теплообменники). Затем второй закон и энтропия: обратимость, критерии направления процессов, предельный КПД Карно как потолок любых циклов. На этом фоне разбираются циклы и процессы (изо-, поли-, адиабатические и пр.), дросселирование (эффект Джоуля—Томсона), смешение потоков, а также основы стехиометрии сгорания и избытка воздуха — мост к прикладной части, где теплота и химическая энергия уже сравниваются как ресурсы с разным «качеством». Такой охват прямо заявлен в описании «теоретической части» курса. 

Ключевой приём книги — смотреть на эффективность не только «по первому закону» (тепловой КПД), но и «по второму» через потери доступности (то, что позже подхватит раздел про эффективность и потребности). Это даёт общий масштаб для сопоставления любых установок — от котла до МГД-генератора. 

2) Теория тепло- и массообмена

Далее — фундамент переноса: теплопроводность (закон Фурье, установившиеся и нестационарные задачи), конвекция (внутренние/внешние течения, безразмерные критерии Re–Pr–Nu, корреляции), излучение (серые поверхности, видовые факторы, радиационный обмен в печах и котлах). Через аналогию тепла и массы вводится массообмен (закон Фика, числа Sc–Sh). На стыке — теплообменники: метод LMTD и ε–NTU, типовые схемы (труба-в-трубе, кожухотрубные, пластинчатые), критерии подбора и проверочные расчёты. Именно этот дуэт («Термодинамика» + «Теория тепломассообмена») и объявлен теоретическим ядром курса. 

Часть II. Прикладная

3) Эффективность и потребность в энергии

Алексеев объединяет методику оценки эффективности источников/преобразователей с задачей балансирования потребностей. Предлагается рассматривать цепочку «первичная энергия → преобразования → потребитель» как последовательность потерь по первому и второму законам, а энергетический спрос — как совокупность нагрузок на разных температурных уровнях (высокий для турбин/печей, средний для отопления, низкий для ГВС/вентиляции). Это и есть «законченная схема с элементами прогнозного ориентирования», о которой говорится в аннотациях. 

4) Источники энергии

Систематизирован «портфель» источников: уголь/нефть/газ, атомная энергетика и ВИЭ (гидро, ветер, солнце, геотермия, биомасса). Для каждого обсуждаются формы получения (теплота/электричество/механическая работа), температурные уровни и системные ограничения (топливно-транспортная и сетево-аккумулирующая инфраструктура). Раздел задаёт исходные условия для последующих глав о генераторах и двигателях. 

5) Теплогенераторы

Здесь теплота — целевой продукт. Рассматриваются котлы (водогрейные/паровые; топка, поверхности нагрева, экономайзеры, воздухоподогреватели), промышленные печи и нагреватели, а также устройства повышения эффективности — регенерация/рекуперация, тепловые насосы, утилизация низкопотенциального тепла. Выделяются главные потери (недожог, механические/химические, уходящие газы, теплопотери через ограждения) и способы их снижения в реальных схемах. 

6) Немеханические электрогенераторы

Глава про способы получения электричества без вала:

• Термоэлектрические (эффект Зеебека; роль ΔT и параметра ZT материалов);
   

• Термоэмиссионные (эмиссия электронов с разогретого катода);
   

• МГД-генераторы (электропроводный высокотемпературный поток в магнитном поле);
   

• Топливные элементы (электрохимическое преобразование).
  Ключ — принципы действия, диапазоны температур, структурные КПД и место в общей «энергетической лестнице» курса.
   

7) Двигатели

Финал — где теплота превращается в полезную работу: ДВС (циклы Отто/Дизеля, наддув, смесеобразование), газовые и паровые турбины, паросиловые циклы (Ренкина с регенерацией/перегревом), комбинированные и парогазовые схемы, когенерация (совместная выработка тепла и электроэнергии). Здесь «сходятся» оба закона термодинамики и практические ограничения тепло- и массообмена: реальный КПД — это компромисс между идеальными пределами и потерями в аппаратах.