هدف درس:
آشنایی دانشجویان با
مفاهیم، اصول و کاربردهای تحلیل در ترمودینامیک است به گونهای که بتوانند در
تحلیل مسایل مهندسی و فهم آن بهتر عمل کنند. در درس پیشنیاز این درس (ترمودینامیک
۱) مفاهیم و تعاریف اولیه در ترمودینامیک، ویژگیهای اصلی ماده خالص، و همچنین
معادلات و قوانین پایه در ترمودینامیک، نحوه محاسبه خواص اصلی مواد و مقدار کار و
انتقال حرارت مطالعه شده است. در طول این درس، ما ضمن مرور کردن این مفاهیم، به بررسی
کاربرد این اصول در فرایندهای مختلف ترمودینامیکی و مطالعه سیستمهای ترمودینامیکی
میپردازیم. مفاهیم
این درس در آینده مبنای دروس مهم دیگری مانند مکانیک سیالات ۲، آیرودینامیک،
دینامیک گازها، اصول جلوبرندهها، توبوماشینها و غیره قرار خواهد گرفت.
فهرست مطالب:
۱- مقدمه
مروری بر مفاهیم و معادلات اصلی در ترمودینامیک ۱
۲- سیستم های توان و تبرید
موتورهای حرارتی، سیکلهای بخار، سیکل رنکین، سیکل توربین
گاز، سیکل برایتون، سیکل موتور جت، سیکل اتو، سیکل دیزل، سیکل ارسترلینگ و
اریکسون، پمپ حرارتی و یخچال، سیکل بخار برای یخچال، سیکل هوا برای یخچال و …
۳- فرآیندهای مخلوط گازی
تعمیم قوانین ترمودینامیکی به مخلوط گازی، مدلسازی رطوبت در
ترمودینامیک، قانون اول ترمودینامیک در محاسبات هوای مرطوب، محاسبات برای هوای
مرطوب در فرآیندهای ترمودینامیکی و سایکرومتری چارت و محاسبات مربوطه
۴- روابط ترمودینامیکی
معادله کلاپیرون، روابط ریاضی برای فاز همگن، روابط ماکسول،
رابطه خواط برای مخلوطها و گازهای حقیقی
۵- واکنشهای شیمیایی
سوختها، فرآیند احتراق، تحلیل قانون اول برای سیستمهای
واکنشی، درجه حرارت آدیاباتیک شعله، قانون سوم ترمودینامیک و آنتروپی مطلق و تحلیل
قانون دوم برای سیستمهای واکنشی
۶- مقدمهای بر تعادل فازها و تعادل شیمیایی
تعادل بین دو فاز یک ماده خالص، تعادل کم ثبات، تعادل
شیمیایی و واکنشهای همزمان
۷- مقدمهای بر جریان تراکمپذیر
قانون بقای مومنتوم برای حجم کنترل، جریان یک بعدی تراکمپذیر
درون مجراها، سرعت صوت و عدد ماخ، موج ضربهای قائم، جریان گاز ایدهآل درون نازلها
و دیفیوزرها
کتابهای مراجع
۱- Fundamentals of Thermodynamics, 7edition, Van
Wylen, G.J., John Wiley & Sons, 2003.
۲- Thermodynamics, an Engineering Approach,
Cengel, Y.A., McGraw-Hill, 2006.
۳- Fundamentals of Engineering
Thermodynamics, Moran, M.J., John Wiley
& Sons, 2004.
۴- Introduction to Engineering
Thermodynamics, Sonntag, R.E., John Wiley
& Sons, 2007.
۵- Thermodynamics and Its Applications Tester, J.W., Prentice Hall, 1997.
