Чтобы тёплый дом построить

                                                                                                                                                       И согреться в нём в мороз,

                                                                                                                                                       Нужно  формулы освоить,

                                                                                                                                                       Теплотехнику учить всерьёз.

Предисловие

    Ещё древние люди использовали пламя костра для обогрева и приготовления пищи, они на практике изучали свойства огня, учились правильно им пользоваться. Значительными вехами в истории цивилизации были те времена, когда люди научились выплавлять из руды  металл, заменять мускульную силу человека паровыми машинами, получать электрическую энергию за счет различных источников и передавать её по проводам.

Принято считать, что теплотехника как наука начиналась с молекулярно-кинетической теории теплоты, разработанной в первой половине XVIII века великим русским ученым М.В.Ломоносовым, которого А.С.Пушкин назвал «первым русским университетом». В своей теории М.В.Ломоносов рассматривал теплоту как вращательное движение частиц вещества. С помощью этой теории он дал правильное, в общих чертах, объяснение плавления, испарения и теплопроводности. Им впервые был сделан вывод о существовании «наибольшей или последней степени холода», когда движение частиц  вещества прекращается.

Большой вклад в развитие теплотехники внес великий русский химик Д.И.Менделеев, своими работами по теории теплоёмкости и фазовым превращениям. Он установил, что для каждого вещества существует  критическая температура, выше которой газ не может превратиться в жидкость, какое бы высокое давление не было к нему  приложено. Основоположниками современной теоретической теплотехники принято считать таких выдающихся ученых Западной Европы как Юлиус Роберт Майер, Герман Гельмгольц, Джемс Джоуль, Никола Карно и др.

Наряду с теоретическими работами в XVIII веке началось широкое промышленное использование паровых двигателей, что представляло собой техническую революцию в промышленности, сопровождающуюся небывалом ростом производительности труда. Известно, что паровую машину изобрёл русский механик И.И.Ползунов в 1763 г., а универсальный тепловой двигатель Джеймс Уатт сконструировал значительно позднее.

В конце XIX – начало  XX веков аграрные страны Европы и Америки благодаря развитию энергетики всё больше становились промышленно развитыми индустриальными державами. Так  в России в 1921 году был принят план ГОЭЛРО, который предусматривал в течение пятнадцати лет строительство крупных по тем временам 20 тепловых и 10 гидроэлектростанций общей мощностью 1850 тыс. кВт. Реализация этого плана превратила Россию в мощное индустриальное государство, что несомненно способствовало нашей победе в Великой Отечественной войне 1941-1945 г.г.. Сейчас в нашей стране работает около 600 тепловых электростанций (ТЭС),100 гидроэлектростанций (ГЭС) и 9 атомных электростанций (АЭС), что позволяет в полной мере обеспечить электроэнергией и теплом промышленность и жилищно-коммунальное хозяйство. Однако, структура производства электроэнергии в России значительно отличается от промышленно развитых стран Европы и Японии, где в среднем около 40% энергии вырабатывается на АЭС, что особенно важно при возрастающем мировом дефиците органического топлива.

Учебная литература по теплотехнике, теплоэнергетическим машинам и установкам в основном издаётся по техническим специальностям с углубленным изложением соответствующих  разделов, не охватывая при этом всего объёма теоретической и прикладной теплотехники, как это предусмотрено стандартом специальности 030600 «Технология и предпринимательство». Для учителя технологии общая теплотехническая подготовка имеет особое  значение в связи с тем, что тепловые процессы всё больше интегрируются в различные технологии, а производство теплоэнергетических машин и установок постоянно увеличивается.

В настоящем учебном пособии изложены основы термодинамики и теплопередачи, назначения, устройства и принципы работы теплоэнергетических машин и установок, а так же методические рекомендации по выполнению контрольной работы и тестовые задания.

Автор будет благодарен читателям, которые пришлют в адрес издательства свои замечания и предложения по содержанию и оформлению учебного пособия.