『공업열역학』은 기계계열의 전공학과에서 다루는 공업열역학에 중점을 둔다. 각 분야별로 개념적인 면에 중점을 두었으며, 충분한 예제를 통하여 그 개념의 이해를 도모하였다. 특히 연습문제에서는 각 내용별로 문제들을 정리하여 적용분야를 확실하게 인식할 수 있게 노력하였다.
공업열역학은 기계분야와 금속분야, 그리고 화공분야에서 다루는 영역이 조금씩 다르다.
그런데 기계계열의 전공학과에서 다루는 분야는 열에너지의 성질을 학습하고 그 성질을 이용하여 기계적 에너지로 변환하는 분야와 열에너지의 유효이용분야에 중점을 둔다. 그 작동물질의 성질에 따라서 가스와 증기에 대한 열역학의 기본법칙에 근거하여 내연 및 외연기관의 역학적 분석, 가스와 증기의 혼합물질의 조화, 열에너지의 발생원리, 열 이동의 기본을 다루어 열기관, 공기조화, 열교환기, 화력발전 등의 기초학문으로 정립되고 있다.
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이 책은 각 분야별로 개념적인 면에 중점을 두었으며, 충분한 예제를 통하여 그 개념의 이해를 도모하였다. 특히 연습문제에서는 각 내용별로 문제들을 정리하여 적용분야를 확실하게 인식할 수 있게 노력하였다.
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제1장에서는 순수역학과 열역학의 관계 및 단위와 물리량의 정의에 대하여 서술하였으며, 제2장에서는 열역학 제1법칙과 그에 관련되는 일의 개념과 에너지의 관계를 밀폐계 및 개방계에 대하여 각각 정리하였다. 제3장에서는 이상기체의 상태변화에 따르는 일 및 에너지의 상관관계를 기술하였고, 제4장에서는 엔트로피의 개념을 도입하여 가역과 비가역변화에 따르는 에너지의 유효이용의 개념을 정리하였다. 제5장에서는 작동유체가 증기인 경우, 증기의 성질을 각 상태변화에 따라 서술하였으며, 제6장에서는 3∼4장에서 다룬 가스의 성질을 적용하는 가스동력 사이클의 종류와 이론해석 및 효율에 대하여 논하였다. 제7장에서는 증기를 작동물질로 하는 증기동력 사이클과 냉동 사이클에 대하여 해석하고, 제8장에서는 기체가 흐르는 과정에서 물리량 및 에너지의 변화에 대하여 고찰하였으며, 제9장에서는 공기조화분야에 대한 해석을 하였다. 제10장에서는 연료의 연소에 대한 에너지 변환에 대하여 기술하였고, 제11장에서는 열교환기의 기초가 되는 열 이동의 원리에 대하여 서술하였다.
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이 책은 기계계열의 2년제 대학 및 4년제 대학의 기초학문으로 엮었으며, 여러 문헌을 참고하였으나 내용의 미비점이나 오류가 있을 것으로 우려되지만 독자들의 충고와 조언을 들어 수정및 보완해 갈 예정이다.
Chapter 1 역학과 열역학
1. 역학
(1) 운동의 법칙과 만유인력
(2) 만유인력과 작용반작용
(3) 질량
(4) 운동량 보존법칙
2. 열역학
3. 계와 열역학적 상태량
4. 과정과 상태변화
5. 단위
6. 압력
7. 비체적, 밀도
8. 온도
9. 열량과 비열
(1) 열량과 열역학 제0법칙
(2) 현열과 잠열
(3) 온도변화를 동반하는 열량의 표시방법
(4) 평균비열
10. 일, 에너지, 동력
연습문제
Chapter 2 열역학 제1법칙
1. 물체가 갖는 에너지
2. 일
(1) 밀폐계에서 유체가 하는 일과 유체에 행해지는 일
3. 에너지 보존의 원리와 열역학 제1법칙
4. 개방계의 유동일과 엔탈피
5. 밀폐계의 에너지식(열역학 제1법칙)
6. 개방계의 에너지식(열역학 제1법칙)
(1) 정상유동계의 에너지식
(2) 비정상유동계의 에너지식
연습문제
Chapter 3 이상기체의 성질과 상태변화
1. 이상기체
2. 이상기체의 상태식
3. 이상기체의 비열, 내부에너지, 엔탈피
(1) 비열의 일반적인 정의
(2) Joule의 법칙
4. 이상기체의 상태변화에 의한 일량 및 열량
(1) 정적변화
(2) 정압변화
(3) 등온변화
(4) 단열변화
(5) 폴리트로프... 변화
5. 이상기체의 혼합
(1) 혼합 후의 온도
(2) 혼합 후의 기체상수
(3) 혼합 후의 밀도 및 분자량
(4) 혼합 후의 비열, 내부에너지 및 엔탈피
연습문제
Chapter 4 열역학 제2법칙과 엔트로피
1. 열의 이동방향과 비가역변화
(1) 열의 이동방향
(2) 가역변화와 비가역변화
(3) 열역학 제2법칙
2. 열기관 사이클
3. Carnot 사이클
4. 역 Carnot 사이클
5. 비가역기관
6. 열역학 온도눈금과 CLausius의 식
(1) 열역학 온도눈금
(2) Clausius의 식
7. 엔트로피
(1) 엔트로피의 정의
(2) 엔트로피의 일반식
(3) 비가역변화와 엔트로피 증대
(4) 밀폐계의 엔트로피 변화
(5) 개방계의 엔트로피 평형
8. 유효에너지(엑서지)
(1) 열역학 제2법칙과 엑서지
(2) 가역일과 비가역성, 체적변화에 의한 엑서지
(3) 열의 엑서지
(4) 엑서지 효율(제2법칙 효율)
(5) 밀폐계의 엑서지 해석
(6) 정상유동계의 엑서지 해석
9. 자유에너지
(1) 자유에너지의 개념과 종류
(2) Gibbs의 자유에너지와 화학반응 일
(3) Helmholtz의 자유에너지와 화학반응 일
10. 열역학 제3법칙
연습문제
Chapter 5 증기의 성질
1. 증기와 가스
2. 증기의 상변화
(1) 물질의 상변화
(2) 증기의 증발과정
(3) 실제기체의 상태식
(4) 증기표와 포화액 및 건포화증기의 상태량
(5) 습증기와 그 성질
(6) 과열증기
3. 증기선도
4. 증기의 상태변화
(1) 정압변화
(2) 정적변화
(3) 등온변화
(4) 단열변화
(5) 교축변화
연습문제
Chapter 6 가스동력 사이클
1. Carnot 사이클
2. 피스톤형 열기관 사이클
(1) Otto 사이클
(2) Diesel 사이클
(3) Sabath? 사이클
(4) Stirling 사이클
(5) Ericsson 사이클
(6) 실제기관의 사이클
3. 회전형 열기관 사이클
(1) 가스터빈의 구성
(2) Brayton 사이클
(3) 재생식 가스터빈 사이클
(4) 중간냉각, 재열, 재생식 가스터빈 사이클
(5) 제트엔진 사이클
4. 공기압축기 사이클
(1) 틈새 없는 압축기 사이클
(2) 틈새 있는 압축기 사이클
(3) 다단압축기 사이클
(4) 연속류 압축기 및 송풍기
연습문제
Chapter 7 증기동력 사이클과 냉동 사이클
1. Rankine 사이클
2. Rankine 사이클의 성능향상
(1) 터빈 입구온도의 영향
(2) 터빈 입구압력의 영향
(3) 복수기압력(배압)의 영향
3. 재열 사이클
4. 재생 사이클
5. 증기 플랜트의 성능
(1) 열효율의 제요소
(2) 증기원동소의 연료소비율
(3) 보일러의 발열량과 증기소비율
6. 열병합발전
7. 냉동 사이클
(1) 이론냉동 사이클(역 Carnot 사이클)
(2) 증기압축식 냉동 사이클
(3) 2단압축 증기압축식 냉동 사이클
(4) 다효 증기압축식 냉동 사이클
(5) 공기팽창 냉동 사이클
(6) 흡수식 냉동 사이클
연습문제
Chapter 8 기체의 흐름
1. 열역학에서의 기체흐름
2. 흐름의 기초식
(1) 연속방정식
(2) 에너지식
(3) 운동방정식
3. 음속과 마하수
4. 단열흐름
(1) 전온도 및 전압
(2) 유로의 형상과 유동특성
(3) 노즐 내 유동
연습문제
Chapter 9 습공기와 공기조화
1. 습공기의 성질
2. 습도
3. 습공기선도
4. 습공기의 에너지 보존 및 수분질량 보존
5. 습공기의 혼합
6. 공기조화의 과정
(1) 가열과정
(2) 냉각과정
(3) 냉각 · 감습과정
(4) 가열 · 가습과정
(5) 에어워셔에 의한 가열 · 가습 및 냉각 · 가습과정
(6) 가습 및 감습방법
연습문제
Chapter 10 연 소
1. 연료
2. 연소반응
3. 발열량
4. 가연원소와 연소열
5. 이론공기량 및 연소가스량
(1) 고체 및 액체연료의 이론공기량 및 연소가스량
(2) 기체연료의 이론공기량 및 연소가스량
6. 연소가스의 조성
7. 단열 화염온도
8. 연소효율
9. 표준생성 Gibbs 자유에너지와 에너지 변환
연습문제
Chapter 11 열의 이동
1. 열이동의 기본 3형태
(1) 열전도의 기본법칙
(2) 대류열전달의 기본법칙
(3) 복사열전달의 기본법칙
2. 열전도
(1) 열전도의 일반식
(2) 평판의 열전도
(3) 원통의 열전도
(4) 구
3. 대류열전달
(1) 열전달계수
(2) 경계층
(3) 대류열전달의 무차원량
4. 강제대류 열전달
(1) 평판흐름의 열전달
(2) 원관흐름의 열전달
(3) 원통을 가로지르는 유동의 열전달
(4) 구를 가로지르는 유동의 열전달
5. 자연대류 열전달
(1) 자연대류의 무차원수
(2) 수직평판의 자연대류 열전달
(3) 수평판의 자연대류 열전달
(4) 수평원통의 자연대류 열전달
(5) 밀폐공간의 자연대류 열전달
6. 복사열전달
(1) 흑체와 흑체로부터의 복사
(2) 윈의 변위칙
(3) 흑체 간의 복사열전달
(4) 방사율
(5) 복사열교환
연습문제
엄기찬 [저]
1978년 인하대학교 공과대학 기계공학과 졸업(공학사) 1982년 인하대학교 공과대학원 기계공학과 졸업(공학석사) 1987년 인하대학교 공과대학원 기계공학과 졸업(공학박사) 1991년 동경농공대학 기계시스템공학과(Post. Doc.) 현재 인하공업전문대학 교수
저서 [XGI 중심 PLC 제어] [기계중심의 유체역학] [유체역학] [최신 공업열역학]
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