کتاب علم ترمودینامیک 2: رهیافتی در مهندسی - سنجل

کتاب علم ترمودینامیک: رهیافتی در مهندسی (جلد دوم) تالیف یونوس اِ. سنجل , میکائیل اِ. بولز، با ترجمه ی دکتر محمود ابراهیمی توسط انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران به چاپ رسیده است.

کلمه ترمودینامیک از کلمات یونانی thermo (حرارت) و dynamis (قدرت) گرفته شده است، که بیش تر به منظور تشریح تبدیلات اولیه به قدرت به کار می رود و در واقع ترمودینامیک را می توان علم انرژی توصیف کرد. علم ترمودینامیک یکی از دروس مهم و اساسی رشته های مهندسی محسوب می شود و به صورت چند واحد الزامی در سال های اول دانشگاه ارائه می شود. این درس پیش نیاز دروس بعدی دانشجویان خواهد بود، از این رو تسلط داشتن بر آن بسیار حائز اهمیت است.

کتاب "علم ترمودینامیک: رهیافتی در مهندسی" در دو جلد مجزا با زبانی ساده و روان برای دانشجویان مقطع کارشناسی رشته های مهندسی به چاپ رسیده است‌. از ویژگی های برجسته ی این کتاب می توان به بهره بردن از شکل ها، تصاویر، فلوچارت و نمودارهای ساده سازی شده و مثال های حل شده اشاره کرد که به درک و فهم اصول اساسیِ مباحث مطروحه در کتاب کمک شایانی می نماید. هم چنین یک خلاصه ی مطالب در پایان هر فصل قرار دارد که برای مرور سریع موضوعات اساسی بیان شده در آن فصل و روابط مهم بسیار مفید می باشد. کتاب مذکور متشکل از 9 فصل مجزا است که عبارتند از: 8‐ چرخه‌ های توان گازی 9‐ چرخه ‌های توان بخار و توان ترکیبی آن 10‐ چرخه های تبرید 11‐ روابط بین خواص ترمودینامیک 12‐ مخلوط های گازی 13‐ مخلوط های گازی و بخار و تهویه هوا 14‐ روابط شیمیایی 15‐ تعادل های فازی و شیمیایی 16‐ ترمودینامیک جریان سیال با سرعت زیاد

فصول هشتم و نهم چرخه های مختلف گازی (چرخه کارنو و ارزش آن در مهندسی، چرخه اتو، چرخه دیزل، استرلینگ و اریکسون، برایتون، جلو و ...)، تولید توأم، چرخه های توان ترکیبی گاز ‐ بخار و ... را مورد مطالعه قرار می دهند. فصول دهم و یازدهم مخاطب را با سردکن ها، پمپ های حرارتی، چرخه معکوس کارنو، سیستم های پمپ حرارتی، سیستم های تبرید جذبی، روابط ماکسول، رابطه کلاپیرون، ضریب ژول ‐ تامپون و ... آشنا می کنند. فصول دوازدهم و سیزدهم ساختار مخلوط های گازی ‐ جزءِ جرمی و جزءِ مولی، خواص مخلوط گازهای ایده آل و حقیقی، هوای خشک و هوای جو، رطوبت مخصوص و رطوبت نسبی هوا، نمودار رطوبت سنجی، آسایش انسان و تهویه مرطوب و ... را مورد مطالعه قرار می دهند. فصول چهاردهم و پانزدهم فرآیندهای احتراق نظری و واقعی، آنتالپی تشکیل و احتراق، دمای شعله آدیاباتیک، تغییر آنتروپی سیستم های واکنشی، ثابت تعادل مخلوط گازهای ایده آل، تعادل فازی، تعادل شیمیائی واکنش های هم زمان و ... را شرح می دهند و بالاخره فصل شانزدهم خواص سکون، سرعت صوت و عدد ماخ، جریان یک بعدی آنتروپی ثابت، نازل های بخار آب، جریان آنتروپی ثابت در شیپوره ها و ... را مورد مطالعه و بررسی قرار می دهد.

گفتنی است که در انتهای هر فصل مسائل متعدد به صورت خاصی بر حسب موضوعات مطرح شده در آن فصل دسته بندی شده است که حل آن ها فرآیند یادگیری را تکمیل می کند.

 

برشی از متن کتاب

فصل هشتم: چرخه‌ های توان گازی دو محدوده مهم کاربردی ترمودینامیک، عبارتست از تولید نیرو ایجاد برودت. هر دوی این ها توسط سیستمی که در یک چرخه ترمودینامیکی عمل می ‌کند به دست می ‌آیند. چرخه های ترمودینامیکی را می ‌توان به دو طبقه عمومی تقسیم کرد. چرخه های توان که در این فصل و فصل بعدی مورد مطالعه قرار می ‌گیرند، و چرخه های تبرید که در فصل دهم مورد بررسی واقع خواهد شد. دستگاه ‌ها یا سیستم هایی که برای تولید کار خالص خروجی مورد استفاده قرار می ‌گیرند معمولاً موتور نامیده می ‌شوند، و چرخه های ترمودینامیکی که این دستگاه‌ ها بر طبق آن عمل می ‌کنند چرخه های توان می نامیم. دستگاه‌ ها ویا سیستم هایی که برای سرمایش مورد استفاده قرار می‌ گیرند، یخچال، تهویه مطبوع و پمپ های حرارتی هستند و چرخه هایی که این وسایل بر طبق آن عمل می کنند چرخه های سرمایش نام دارند. چرخه های ترمودینامیکی به چرخه های گازی و چرخه های بخاری تقسیم می ‌شوند که بستگی به فاز سیال عامل، یعنی ماده‌ ای که در چرخه گردش می کند، دارد. در چرخه های گازی، سیال عامل در تمام طول چرخه به صورت گاز باقی می ‌ماند در حالی که در چرخه های بخار سیال عامل در یک قسمت چرخه به صورت بخار و در قسمت دیگر به صورت مایع وجود دارد. چرخه های ترمودینامیکی به روش دیگری هم قابل تقسیم بندی هستند: چرخه های باز و چرخه های بسته، در چرخه های بسته سیال عامل در پایان چرخه (مانند بخار در یک نیروگاه بخار) به حالت ابتدایی خود بر می ‌گردد و چرخه را دوباره طی می‌ کند. در چرخه های باز سریال عامل به جای دوباره طی کردن چرخه در پایان هر چرخه تجدید می شود. برای مثال در موتور اتومبیل گاز مشتعل شده خارج و با یک مخلوط تازه سوخت و هوا تعویض می گردد. موتور بر روی یک سیکل مکانیکی عمل می کند اما سیال عامل در این نوع وسایل یک چرخه کامل ترمودینامیکی را طی نمی کند.

فهرست

فصل هشتم: چرخه‌ های توان گازی فصل نهم: چرخه ‌های توان بخار و توان ترکیبی آن فصل دهم: چرخه های تبرید فصل یازدهم: روابط بین خواص ترمودینامیک فصل دوازدهم: مخلوط های گازی فصل سیزدهم: مخلوط های گازی و بخار و تهویه هوا فصل چهاردهم: روابط شیمیایی فصل پانزدهم: تعادل های فازی و شیمیایی فصل شانزدهم: ترمودینامیک جریان سیال با سرعت زیاد

نویسندگان: یونوس اِ. سنجل - میکائیل اِ. بولز مترجم: دکتر محمود ابراهیمی انتشارات: دانشگاه علم و صنعت ایران