Термодинамика

Учебник состоит из трех разделов. В первом приведены сведения об основных законах термодинамики, фазовых переходах, химической термодинамики, тепловых свойствах твердых тел и их изменении в зависимости от температуры. Во втором разделе (тепломассоперенос) приведены уравнения, описывающие потоки жидких и газовых теплоносителей, теплообмена и распространения тепла в твердых телах. Третий раздел посвящен термодинамическим процессам горного производства (тепло земных недр, теплообмен в горных выработка, промерзание и оттаивание связных пород при открытой разработке месторождений, замораживание пород при строительстве подземных сооружений, подземная выплавка серы, подземная газификация твердого топлива, термическое разрушение скальных и мерзлых связных пород, сушка горной массы).

Для студентов горных вузов и факультетов, обучающихся по направлению «Горное дело», а также аспирантов и специалистов в области термодинамических процессов горного производства.

1.1. Термодинамические системы и их параметры

1.2. Внутренняя энергия и внешняя работа. Первый закон термодинамики

1.3. Энтальпия и энтропия

1.4. Возрастание энтропии в необратимых процессах. Второй и обединенный закон термодинамики

1.5. Термодинамические процессы

1.6. Термодинамическая вероятность

1.7. Работа цикла. Цикл Карно

2.1. Общие сведения о фазовых переходах

2.2. Основные уравнения термодинамики фазовых переходов

2.3. Фазовые переходы при неодинаковом давлении фаз

2.4. Давление в сосуществующих фазах при искривленной поверхности их раздела

   

3.1. Теловые эффекты химических реакций

3.2. Закон Гесса

3.3. Уравнение Кирхгофа

4.1. Теплоемкость

4.2. Тепловое расширение однородных твердых тел

4.3. Тепловое расширение неоднородных твердых тел

4.4. Теплопроводность

5.1. Теплоемкость, тепло- и температуропроводность

5.2. Тепловое расширение и остаточные температурные деформации в горных породах

5.3. Упругие свойства

5.4. Прочностные свойства

5.5. Электрические и магнитные свойства

5.6. Изменение комплексов физических свойств горных пород в зависимости от температуры

 

6.1. Уравнение первого закона термодинамики для потока

6.2. Основные уравнения процессов течения жидкости и газа

6.3. Сопло Ловаля

6.4. Температура адиабатного торможения потока

  

7.1. Основной закон теплопроводности

7.2. Дифференциальное уравнение телопроводности

7.3. Краевые условия

7.4. Источники тепла

7.5. Тепловые режимы

8.1. Критерии подобия в термодинамике

8.2. Физический смысл критериев и пределы их изменений

8.3. Методы расчета основных параметров тепловых процессов

8.4. Виды теплоносителей и теплообмена

8.5. Пограничный слой и механизм конвективного теплообмена

8.6. Определение термодинамических параметров теплоносителей

 

9.1. Термодинамические параметры земной коры

9.2. Источники тепла земных недр

9.3. Процессы теплопереноса в недрах Земли

9.4. Использование тепла земных недр

10.1. Требования к тепловому режиму в подземных выработках

10.2. Влияние теплового режима на процессы ведения подземных работ

10.3. Уравнения теплообмена массива с вентиляционной струей в шахтной выработке

10.4. Теплообмен при проветривании подземных выработок

10.5. Источники тепла в подземных выработках

10.6. Методы нормализации температурного режима рудничного воздуха

   

11.1. Разработка связных пород в период с отрицательными температурами

11.2. Месячные колебания температуры внешней среды

11.3. Расчет глубины промерзания связных пород

11.4. Полное предотвращение промерзания грунта при использовании теплоизоляционных покрытий

11.5. Промерзание грунта на допустимую глубину при использовании теплоизоляционного покрытия

11.6. Технология получения теплоизоляционных покрытий

12.1. Сущность способа и область его применения

12.2. Тепловой расчет формирования одиночного ледо-породного цилиндра

12.3. Параметры образования ледопородных ограждений

12.4. Температурное поле в ледопородных ограждениях

12.5. Технологические основы замораживания пород

13.1. Свойства серы и серных руд

13.2. Принцип и условия применения ПВС

13.3. Тепловой баланс при ПВС

13.4. Параметры процесса ПВС

13.5. Бурение скважин для ПВС

13.6. Исследование скважин и их кислотная обработка

13.7. Монтаж серодобычных скважин и коллекторов

13.8. Технология и технико-экономические показатели ПВС

    

14.1. Свойства угля как сырья для подземной газификации

14.2. Частичная и полная газификация угля

14.3. Физико-химические основы подземной газификации угля

14.4. Технические основы полной газификации угля

14.5. Распределение температуры по длине канала газификации

14.6. Технологические параметры канала газификации

14.7. Проходка канала газификации

14.8. Технология и показатели подземной газификации угля

14.9. Станции подземной газификации угля

15.1. Модель процесса и механизм хрупкого термического разрушения (ХТР) горных пород

15.2. Расчет линейной скорости ХТР скальных пород

15.3. Расчет объемной скорости ХТР скальных пород

15.4. Основные типы реактивных горелок

15.5. Расчет параметров реактивных горелок

15.6. Техника и технология термического разрушения горных пород

16.1. Проблемы разработки и транспортирования рыхлых и связных пород

16.2. Термодинамическое разрушение талых рыхлых и связных пород

16.3. Термодинамическое хрупкое разрушение мерзлых рыхлых и связных пород

16.4. Термодинамическое разрушение мерзлых рыхлых и связных пород путем оттаивания и абляции

16.5. Техника и технология термодинамического разрушения талых и мерзлых пород при их разработке и транспортировании

17.1. Виды воды в горной массе

17.2. Условия протекания процессов сушки

17.3. Тепло-и массообмен при сушке горной массы

17.4. Уравнения тепло- и массообмена при сушке горной массы и их решения

17.5. Поверхностное подсушивание кусков горной массы

17.6. Техника и технология сушки горной массы

   

18.1. Необходимость окускования руд и концентратов

18.2. Термообработка брикетов

18.3. Агломерация руды и обжиг окатышей

18.4. Восстановительные и окислительные процессы при агломерации и обжиге окатышей из железосодержащих руд и концентратов

18.5. Окислительные процессы при агломерации свинцовых, цинковых, медных и никелевых руд

18.6. Магнетизирующий обжиг руд