Теплотехника

Теплотехника (нем. Wärmetechnik) — общетехническая дисциплина, изучающая методы получения, преобразования, передачи и использования теплоты и холода, а также принцип действия и конструктивные особенности тепло- и парогенераторов, тепловых машин, агрегатов и устройств.

История

Уже в нижнем палеолите люди (эректусы) освоили огонь, используя его для обогрева (очаг) и приготовления пищи. По сути очаг и стал первым теплогенератором ("производителем тепла"). В эпоху неолита появился глиняный или керамический горшок, который стал аналогом появившегося в эпоху металлов котла. Котёл стал номинальным парогенератором ("производителем пара"). Древнее происхождение имеет тандыр (закрытый очаг) и кузнечный горн (плавильная печь). Во II тыс. до н.э. в печах людям удалось поднять температуру до 900 С, что позволило перейти к плавке железа.

В эпоху Античности появились гипокаусты — отопительные системы римских бань. Одним из первых, кто стал использовать движущую силу пара был римский инженер Герон, который создал эолипил — прототип паровой турбины, которая, однако, выполняла развлекательные функции.

В эпоху средневековья кузнечный горн постепенно эволюционировал в доменную печь (сначала в Китае, а потом в Европе). В то же время появляется и Дымовая труба

Дени Папен заметил, что паровой котёл при нагревании создает давление, на этом принципе он в 1690 году создал паровой механизм по поднятию тяжести, который включал в себя поршень. В 1698 году Севери запатентовал паровой насос. В 1712 году был создан паровой насос Ньюкомена (англ. atmospheric engine). В 1783 году в воздух поднялся аэростат Монгольфьер. В том же году паровая машина была впервые использована для движения баржи "Пироскаф". Универсальная паровая машина (англ. Steam engine) была изобретена Джеймсом Уаттом 1784 году. В 1803 году Ричард Тревитик изобрел первую модель паровоза (англ. Steam Carriage: паровая карета).

В 1824 году Сади Карно кладет основы термодинамики (теоретической основы теплотехники), написав трактат «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу».

В 1859 году появляется первый двигатель внутреннего сгорания, который работал без помощи пара. В 1864 году изобретается Мартеновская печь. В 1882 году в Нью-Йорке была введена в эксплуатацию первая теплоэлектростанция. В 1884 году появляется паровая турбина Парсонса. Параллельно создает паровую турбину Лаваль. В отличие от паровой машины, в паровой турбине пар разгонялся за счет сопла Лаваля разгонялся и крутил лопасти ротора. В 1894 году Хуго Юнкерс стал изготавливать газовый водонагреватель. В 1897 году появляется дизельный двигатель

C 1930 году в ряде советских технических вузов были созданы кафедры теплотехники (Иркутский государственный технический университет, Самарский государственный технический университет). Нередко кафедры теплотехники создавались в результате реорганизации кафедр термодинамики, а затем переименовывались в кафедры теплоэнергетики. С 1966 года существует Московский институт теплотехники

Структура

Теоретическими разделами теплотехники, в которых исследуются законы превращения и свойства тепловой энергии, а также процессы распространения теплоты являются техническая термодинамика и теория теплообмена.

Разновидностью теплотехники является теплоэнергетика. Другим из ответвлений общей теплотехники - строительная теплотехника. Это прикладная дисциплина, изучающая методы тепловой защиты зданий и сооружений, методики расчета теплотехнических показателей и энергоэффективности.

Примечания

1. Традиции, связанные с котлом  (неопр.). Дата обращения: 15 ноября 2016. Архивировано 19 июня 2017 года.
2. Зворыкин А.А. и др. История техники. М., 1962. - С.43
3. Создание первого Парохода  (неопр.). Дата обращения: 14 ноября 2016. Архивировано 15 ноября 2016 года.
4. Кафедра теплоэнергетики  (неопр.). Дата обращения: 14 ноября 2016. Архивировано 14 ноября 2016 года.
5. Кафедра «Теоретические основы теплотехники и гидромеханика»  (неопр.). Дата обращения: 14 ноября 2016. Архивировано из оригинала 14 ноября 2016 года.

Литература

• Бахшиева Л. Т., Кондауров Б. П., Захарова А. А., Салтыкова В. С. Техническая термодинамика и теплотехника / Под ред. проф А. А. Захаровой. — 2-е изд., испр. — М.: Академия, 2008. — 272 с. — (Высшее профессиональное образование). — ISBN 978-5-7695-4999-1.
• Лариков Н. Н. Теплотехника М.: Стройиздат 1985.
• Панов В. К. Физические основы теплотехники. Ч. I: Термодинамика. — Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2007. — 208 с. — ISBN 978-5-328-00166-3.
• Радциг А.А.. История теплотехники. — М.; Л., 1936.