Введение в теплотехнику

Теплотехника – общетехническая (фундаментальная) дисциплина, изучающая методы получения, преобразования, передачи и использования теплоты, принцип действия и конструктивные особенности, производство и эксплуатацию теплового оборудования.

Разделы теплотехники
Термодинамика изучает законы теплового равновесия и превращения теплоты в другие виды энергии и обратно.
Теория теплообмена изучает законы распространения и передачи теплоты между телами.
Теплотехнические установки.
Топливо;
Газотурбинные установки (ГТУ);
Паросиловые установки (ПСУ);
Двигатели внутреннего сгорания (ДВС).

Направления использования теплоты
Энергетическое – использование теплоты для преобразования ее в механическую (энергию) работу;
Технологическое – использование теплоты с целью изменения свойств различных материалов.

При энергетическом использовании, теплота преобразуется в механическую работу, с помощью которой в генераторах создается электрическая энергия, удобная для передачи на расстояние. Теплоту при этом получают сжиганием топлива в котельных установках или непосредственно в двигателях внутреннего сгорания.

При технологическом - теплота используется для направленного изменения свойств различных тел (расплавления, затвердевания, изменения структуры, механических, физических, химических свойств).

Теплотехника как наука сформировалась в IXXв в эпоху развития тепловых двигателей.
Потребление энергоресурсов неуклонно растет. И если раньше это были нефть и уголь, то сегодня большее потребление приходится на газ.
Во второй половине XVIIIв создан универсальный тепловой двигатель для промышленности и транспорта. В 1766г построена паровая машина (И.И. Ползунов).
Бурное развитие энергетики наблюдалось в СССР. В.И. Ленин: «Коммунизм – это есть советская власть плюс электрификация всей страны.» В 1921г принят план ГОЭЛРО. По плану за 15 лет – 20 тепловых и 10 гидроэлектростанций. План выполнен досрочно.
Развитие теплоустановок где котлы с параметрами:
До 1941г. Р=25÷30атм; tперегр.=400÷425°C;
После ВОВ Р=90атм; tперегр.=500÷525°C;
1959г. Р=170атм; tперегр.=550°C;
1965г. Р=300атм; tперегр.=600°C;
КПД лучших паротурбинных станций – 40%.
Новые методы получения электроэнергии:
Генераторы на магнитогидродинамическом принципе, т.е. использовании энергии плазмы;
Электрохимические генераторы, работающие на газообразном водороде и кислороде. Их КПД – до 80%.
Создание атомных электростанций.