Technische Thermodynamik

Erster Teil. Grundlagen.- A. Begriffe und allgemeine Gesetze.- I. Maßeinheiten für Druck, spezifisches Volumen, Temperatur und Wärme.- 1. Spezifischer Druck.- 2. Spezifisches Volumen.- 3. Die Temperatur.- 4. Die Wärme.- II. Die thermische Zustandsgieichung.- III. Der erste Hauptsatz der Wärmelehre.- 1. Die Äquivalenz von Wärme und Energie.- 2. Der erste Hauptsatz als Energiebilanz für eine Zustandsänderung.- IV. Die äußere Arbeit bei der Zustandsänderung.- V. Die innere Energie als Zustandsgröße.- VI. Die Enthalpie (Wärmeinhalt) als Zustandsgröße.- VII. Die spezifische Wärme.- VIII. Die Entropie.- IX. Die Wärmediagramme.- X. Energiebilanz und Darstellung einfacher Zustandsänderungen.- 1. Isochore oder Zustandsänderung bei konstantem Volumen.- 2. Isobare oder Zustandsänderung bei konstantem Druck.- 3. Isotherme oder Zustandsänderung bei konstanter Temperatur.- 4. Adiabate oder wärmedichte Zustandsänderung.- XI. Verwandlung von Wärme in Arbeit durch Kreisprozesse.- 1. Energiebilanz eines Kreisprozesses.- 2. Der Carnotprozeß als Kreisprozeß mit optimalem Wirkungsgrad.- 3. Der zweite Hauptsatz der Wärmelehre.- XII. Darstellung der kalorischen Zustandsgrößen und der spezifischen Wärme als Funktion der thermischen Zustandsgrößen mit Hilfe von Kreisprozessen.- 1. Die Entropie als Funktion der thermischen Zustandsgrößen.- 2. Die innere Energie als Funktion der thermischen Zustandsgrößen.- 3. Die Enthalpie als Funktion der thermischen Zustandsgrößen.- 4. Die spezifischen Wärmen als Funktion der thermischen Zustandsgrößen.- B. Das vollkommene Gas.- I. Die thermische Zustandsgieichung.- II. Grundgesetze chemischer Verbindungen.- III. Die innere Energie.- IV. Die Enthalpie.- V. Die spezifischen Wärmen.- VI. Die Entropie und das Wärmediagramm.- VII. Einfache Zustandsänderungen des vollkommenen Gases.- 1. Isochore.- 2. Isobare.- 3. Isotherme.- 4. Adiabatische Zustandsänderung.- 5. Polytrope.- VIII. Carnotprozeß. Die Entropie als Zustandsgröße für beliebige Stoffe.- IX. Ableitung der kalorischen Zustandsgrößen und der spezifischen Wärme des vollkommenen Gases mit Hilfe der allgemeinen Beziehungen aus Abschnitt A XII.- C. Wirkliche Gase und Dämpfe.- I. Die thermische Zustandsgieichung. Zustandsformen.- II. Die spezifischen Wärmen der wirklichen Gase und Dämpfe.- III. Die kalorischen Zustandsgrößen und die Wärmediagramme der wirklichen Gase und Dämpfe.- 1. Der Verdampfungsvorgang und sein Wärmebedarf.- 2. Die kalorischen Zustandsgrößen der Flüssigkeit.- 3. Die kalorischen Zustandsgrößen des Sattdampfes und des Naßdampfes.- 4. Die kalorischen Zustandsgrößen des überhitzten Dampfes und der wirklichen Gase.- 5. Die Wärmediagramme und ihre Konstruktion.- 6. Ermittlung der Verdampfungswärme aus einfachen Zustandsgrößen.- Gleichung von Clausius-Clapeyron.- IV. Einfache Zustandsänderungen der wirklichen Gase und Dämpfe.- 1. Die Isochore.- 2. Die Isobare.- 3. Die Isotherme.- 4. Die Adiabate.- 5. Die Drosselung.- D. Feste Körper.- I. Der Gefrier- und Schmelzvorgang.- II. Die spezifische Wärme der festen Körper.- III. Der Erstarrungs- und Sublimationsvorgang im Wärmediagramm.- IV. Der Nernstsche Wärmesatz.- E. Stoffgemische.- I. Allgemeines.- II. Vollkommene Gemische aus vollkommenen Gasen.- 1. Zustandsgieichung.- 2. Spezifische Wärmen.- 3. Die kalorischen Zustandsgrößen.- III. Gemische realer Gase.- IV. Feuchte Luft als Beispiel eines Stoffgemisches.- Zweiter Teil. Anwendung der Grundlagen auf technische Prozesse und Maschinen.- F. Die Verbrennung.- 1. Luftbedarf.- a) Verbrennung von Kohlenstoff zu Kohlendioxyd.- b) Verbrennung von Kohlenstoff zu Kohlenmonoxyd.- c) Verbrennung von Kohlenmonoxyd zu Kohlendioxyd.- d) Verbrennung von Wasserstoff zu Wasser.- e) Verbrennung von Kohlenwasserstoffverbindungen Cm Hn (gasförmig).- f) Verbrennung von Schwefel zu Schwefeldioxyd.- g) Luftbedarf fester und flüssiger Brennstoffe.- h) Luftbedarf gasförmiger Brennstoffe.- 2. Volumen der Rauchgase.- a) Feste und flüssige Brennstoffe.- b) Gasförmige Brennstoffe.- 3. Heizwert.- 4. Die Verbrennungstemperatur.- a) Feste Brennstoffe.- b) Gasförmige Brennstoffe.- c) Einfluß der Dissoziation.- G. Strömung von Gasen in Kanälen.- 1. Stationäre Strömung.- a) Energiebilanz der Strömung.- b) Der Drosselvorgang.- c) Reibungslose adiabatische (unbeheizte) Strömung in Kanälen.- ?) Grundsätzliche Betrachtung über die Änderung des Druckes mit dem Querschnitt eines Kanales 109.- ?) Ermittlung der Geschwindigkeit und des sekundlich strömenden Gewichtes.- ?) Anwendung der Ergebnisse auf praktische Fälle.- d) Reibungsbehaftete unbeheizte Strömung in Kanälen.- ?) Energieverhältnisse 118.- ?) Anwendung auf praktische Fälle 120.- 2. Instationäre Strömung.- a) Ansatz der Bewegungsgleichungen.- b) Lösung.- c) Rückwurfgesetz an Blenden als Beispiel für die Erfüllung der Randbedingungen.- H. Die thermodynamischen Vorgänge in Wärmemaschinen.- I. Kompressoren (Verdichter).- 1. Kolbenkompressoren.- a) Der ,,ideale" Arbeitsprozeß.- b) Der wirkliche Arbeitsprozeß.- ?) Einfluß des ,,schädlichen Raumes" 132.- ?) Einfluß der Erwärmung während des Ansaugens.- ?) Einfluß der Drosselung in den Ventilen und der endlichen Größe des Aufnahmebehälters.- ?) Bestimmung des Arbeitsbedarfes bei wirklichen Gasen und Dämpfen 136.- c) Wirkungsgrade.- d) Mehrstufige Verdichtung.- e) Übertragung des p-V-Diagrammes in das Wärmediagramm.- 2. Turbokompressoren.- II. Verbrennungskraftmaschinen.- 1. Wirkungsgrade.- 2. Der thermische Wirkungsgrad der vollkommenen Maschine.- 3. Der Gütegrad.- a) Die Verluste durch Verschleppung der Verbrennung.- b) Die Verluste durch Kühlwärme.- c) Die Verluste durch Verwirbelung im Zylinder.- 4. Vorgang bei der praktischen Berechnung einer Verbrennungskraftmaschine.- III. Verbrennungsturbinen.- 1. Einfache Systeme von Verbrennungsturbinen mit offenem Prozeß.- 2. Erhöhung der Wirtschaftlichkeit durch Wärmeregeneration und stufenweise Verdichtung und Expansion.- 3. Carnotisieren des Prozesses.- 4. Verbrennungsturbinen mit ,,geschlossenem Prozeß".- 5. Günstigste Wirkungsgrade.- IV. Dampfkraftanlagen.- 1. Wärmebilanz des Clausius-Rankine-Prozesses.- 2. Wärmebilanz der Arbeitsmaschine.- a) Dampfturbinen.- ?) Gleichdruckturbinen.- ?) Überdruckturbinen.- ?) Kombinierte Turbinensysteme.- ?) Wirkungsgrade von Turbinen.- b) Kolbendampfmaschinen.- ?) Die verlustlose und die wirkliche Maschine; Wirkungsgrade.- ?) Übertragung des Indikatordiagramms in das Ts-Diagramm.- 3. Wärmebilanz des Kessels.- 4. Wärmebilanz des Kondensators.- 5. Arbeitsbedarf der Speisepumpe.- 6. Maßnahmen zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit der Dampfkraftanlage.- a) Die Überhitzung.- b) Erhöhung des Wärmegefälles durch Hochdruck und Kondensation.- c) Carnotisierung des Clausius-Rankine-Prozesses.- d) Zweistoff-Betrieb.- V. Kältemaschinen.- 1. Allgemeines.- 2. Kälteprozesse mit Kaltdampf.- a) Kälteleistung.- b) Möglichkeiten zur Verbesserung einer Kälteanlage.- ?) Scheidung von Flüssigkeit und Dampf.- ?) Unterkühlung der Flüssigkeit.- ?) Mehrstufige Verdichtung und Expansion.- c) Vergleich einiger wichtiger Wärmeträger hinsichtlich der Hauptdaten einer Kälteanlage.- ?) Kälteleistung qz.- ?) Theoretisches Ansaugvolumen des Kompressors.- ?) Druckgrenzen der Kälteanlage.- ?) Spezifische Kälteleistung.- 3. Kälteprozesse mit Luft oder Gasen.- 4. Indizierter Wirkungsgrad einer Kälteanlage.- VI. Wärmepumpen.- Anhang. Die Wärmeübertragung (kurzer Überblick).- 1. Wärmeleitung.- a) Stationäre Leitung.- b) Instationäre Wärmeströmung.- 3. Wärmeübertragung durch Strahlung.- Tabellen.- Tafeln A--G.- Zur Einführung in weiteres, für den Studierenden nützliches Schrifttum.- Namen- und Sachverzeichnis.