Prawie każda dziedzina współczesnego życia wymaga techniki chłodniczej, czyli wykorzystania metod i procesów osiągania i utrzymywania temperatury obniżonej w stosunku do temperatury początkowej obiektów tub w stosunku do temperatury ich otoczenia. Konserwacja, przechowywanie i transport żywności; klimatyzacja: budynków i obiektów użyteczności publicznej, domów jednorodzinnych, środków transportu i komunikacji. Każdy obiekt elektroniczny i system komputerowy wymagają chłodzenia, niekiedy bardzo intensywnego, warunkującego ich poprawną i bezawaryjną pracę. Coraz większe zastosowanie znajdują niskie temperatury w konserwacji i przechowywaniu biosubstancji w medycynie, aparaturze do krioterapii i kriochirurgii, a także w wojskowych systemach sterowania, naprowadzania, kontroli i automatyki. Obniżanie temperatury to również skraplanie gazów, badania nad własnościami materii i fizyka cząstek elementarnych: nadprzewodnictwo i chłodzenie akceleratorów.
Autor adresuje ten podręcznik do studentów wydziałów: mechanicznych, mechaniczno-energetycznych, energetycznych, inżynierii sanitarnej i ochrony środowiska uczelni technicznych prowadzących specjalność chłodnictwo, klimatyzacja, kriogenika. Może być również przydatny dla pracowników naukowych, inżynierów i techników zatrudnionych w placówkach naukowych, biurach projektów, firmach produkujących i eksploatujących urządzenia chłodnicze oraz osób nieprofesjonalnie zainteresowanych tym zagadnieniem.

Spis treści:

Od Autora
Wykaz ważniejszych oznaczeń

1. Pojęcia podstawowe
1.1. Oznaczenia wielkości
1.2. Zasady zachowania i funkcje termodynamiczne
1.2.1. Zasada zachowania substancji (masy)
1.2.2. Zasada zachowania energii. Bilans energii
1.2.3. Zasada zachowania pędu
1.2.4. Pierwsza zasada termodynamiki
1.2.5. Podstawowe zależności termodynamiczne
1.2.6. Zasada wzrostu entropii
1.3. Pojęcia i definicje

I. METODY CHŁODZENIA I ZIĘBIENIA

2. Przemiany fazowe
2.1. Rodzaje przemian fazowych. Wykresy fazowe
2.2. Termodynamika przejść fazowych
2.3. Topnienie lodu
2.4. Wrzenie
2.5. Sublimacja
2.5.1. Suchy lód - stały dwutlenek węgla

3. Roztwory i mieszaniny oziębiające
3.1. Roztwory dwuskładnikowe - pojęcia podstawowe
3.2. Roztwory doskonałe
3.3. Roztwory rzeczywiste
3.3.1. Ciepło mieszania roztworu
3.3.2. Entalpia roztworu
3.3.3. Właściwa pojemność cieplna roztworu
3.3.4. Entropia roztworu
3.4. Mieszaniny eutektyczne
3.4.1. Chłodzenie lodem z solą
3.5. Lód z roztworów eutektycznych
3.6. Solanki - nośniki zimna
3.6.1. Zasady doboru solanek
3.7. Lód binarny (zawiesina lodowa)
3.7.1: Własności fizyczne i cieplne zawiesiny lodowej
3.8. Specjalne wykresy równowagi fazowej
3.9. Proces wrzenia roztworu dwuskładnikowego
3.10. Proces skraplania roztworu dwuskładnikowego

4. Oziębianie przez ekspansję gazów. Proces s = const
4.1. Ekspansja gazu doskonałego
4.1.1. Spadek temperatury podczas ekspansji gazu dla przemian politropowych
4.1.2. Ciepło przemiany politropowej
4.2. Ekspansja gazu rzeczywistego

5. Swobodny wypływ sprężonego gazu

6. Ekspansja gazu przez dławienie. Efekt Joule'a-Thomsona
6.1. Elementarny różniczkowy efekt Joule'a-Thomsona
6.2. Krzywa inwersji
6.3. Izotermiczny efekt dławienia
6.4. Całkowy efekt Joule'a-Thomsona
6.5. Wartości elementarnego efektu Joule'a-Thomsona
6.6. Efekt dławienia w skraplarkach Joule'a-Thomsona
6.7. Efekt dławienia w ziębiarkach sprężarkowych
6.7.1. Rurki kapilarne
6.7.2. Proces dławienia ziębnika rurce kapilarnej
6.7.3. Proces dławienia dwufazowego ziębnika
6.7.4. Diabatyczność procesu dławienia. Wpływ wymiany ciepła
6.7.5. Warunki powstawania przepływów krytycznych

7. Proces u = const

8. Efekt wirowy
8.1. Podstawy teoretyczne działania rury wirowej Ranque'a
8.2. Ocena pracy rury Ranque'a
8.3. Geometria rury wirowej
8.4. Wpływ parametrów gazu zasilającego na charakterystyki pracy rury wirowej
8.5. Rura Ranque'a w systemie ziębienia
8.6. Obliczanie i projektowanie efektu wirowego i rury Ranque'a

9. Efekt termoelektryczny
9.1. Zjawiska termoelektryczne
9.2. Termodynamika ziębniczego i grzejnego obiegu termoelektrycznego
9.3. Parametry pracy termoelementu
9.3.1. Maksymalna wydajność ziębnicza termoelementu Q0max
9.3.2. Maksymalna wartość współczynnika efektywności ziębniczej emax
9.3.3. Parametry geometryczne termoelementu
9.3.4. Optymalne warunki pracy termoelementu
9.4. Własności materiałów termoelektrycznych
9.4.1. Przewodność elektryczna
9.4.2. Przewodność cieplna
9.4.3. Współczynnik siły termoelektrycznej
9.4.4. Maksymalizacja wartości parametru Z
9.5. Straty energetyczne urządzenia termoelektrycznego
9.5.1. Stopień doskonałości termobaterii
9.5.2. Straty układu zasilania

II. METODY WYTWARZANIA NISKICH TEMPERATUR

10. Rozcieńczanie 3He w 4He

11. Oziębianie przez adiabatyczne zestalanie 3He

12. Desorpcja gazów
12.1. Podstawowe zależności i teoria adsorpcji
12.2. Desorpcja helu

13. Rozmagnesowanie adiabatyczne
13.1. Energia namagnesowania
13.2. Substancje paramagnetyczne
13.3. Zjawisko magnetokaloryczne
13.4. Teoria rozmagnesowania adiabatycznego
13.5. Realizacja procesu
13.6. Najniższe temperatury. Rozmagnesowanie jądrowe

III. OBIEGI ZIĘBNICZE

14. Pojęcie obiegu termodynamicznego
14.1. Odwracalne obiegi ziębnicze
14.1.1. Odwracalny obieg ziębniczy realizowany przy niezmiennej temperaturze źródeł ciepła
14.1.2. Odwracalny obieg ziębniczy realizowany przy zmiennej temperaturze źródeł ciepła
14.2. Nieodwracalne obiegi ziębnicze
14.2.1. Charakterystyka procesów nieodwracalnych
14.2.2. Nieodwracalność w realizacji obiegu Carnota

15. Obiegi gazowe (ziębiarki gazowe)
15.1. Teoretyczny obieg ziębiarki gazowej
15.2. Rzeczywisty obieg ziębiarki gazowej
15.3. Teoretyczny obieg ziębiarki gazowej z rekuperacją ciepła
15.4. Modyfikacje obiegów ziębiarek gazowych
15.4.1. Obieg otwarty ziębiarki gazowej

16. Obiegi parowe ziębiarek sprężarkowych
16.1. Metody opisu obiegu ziębiarki sprężarkowej
16.2. Teoretyczny obieg Carnota
16.3. Teoretyczny obieg Lindego
16.4. Teoretyczny obieg suchy Lindego
16.5. Teoretyczny obieg suchy Lindego z dochłodzeniem ciekłego ziębnika
16.6. Teoretyczny obieg Lindego z rekuperacją ciepła. Obieg z doziębianiem
16.7. Wpływ temperatury parowania na współczynnik efektywności ziębniczej
16.8. Wpływ temperatury skraplania na współczynnik efektywność ziębniczej
16.9. Obliczenia termodynamicznych obiegów ziębniczych jednostopniowych

17. Teoretyczne dwustopniowe obiegi ziębnicze
17.1. Obieg z dwustopniowym sprężaniem czynnika ziębniczego
17.2. Obieg z dwustopniowym sprężaniem i dwustopniowym dławieniem czynnika ziębniczego
17.3. Obieg z dwustopniowym sprężaniem, dwustopniowym dławieniem i dwustopniowym parowaniem czynnika ziębniczego
17.4. Obiegi dwustopniowych układów specjalnych

18. Obiegi kaskadowe

19. Rzeczywiste obiegi jednostopniowe parowych ziębiarek sprężarkowych
19.1. Ocena strat w sprężarce tłokowej
19.1.1. Straty objętościowe
19.1.2. Wskaźnik przestrzeni szkodliwej
19.1.3. Wskaźnik strat dławienia
19.1.4. Wskaźnik podgrzania
19.1.5. Wskaźnik nieszczelności
19.2. Straty energetyczne
19.3. Ocena pracy sprężarki w instalacji ziębniczej
19.4. Ocena energetyczna rzeczywistego systemu ziębniczego
19.5. Rzeczywisty obieg ziębniczy

20. Obiegi parowe ziębiarek sorpcyjnych
20.1. Podział ziębiarek sorpcyjnych
20.2. Obieg parowy ziębiarki na roztwór wodny amoniaku
20.3. Obieg parowy ziębiarki na roztwór wodny bromku litu
20.3.1. Bilans cieplny ziębiarki bromolitowej
20.4. Obieg parowy ziębiarki absorpcyjnej trójczynnikowej z wodorem jako gazem obojętnym
20.5. Metody opisu absorpcyjnych parowych obiegów ziębniczych
20.5.1. Teoretyczny obieg ziębiarki absorpcyjnej
20.5.2. Rzeczywisty obieg ziębiarki absorpcyjnej
20.5.3. Odstępstwa procesów obiegu rzeczywistej ziębiarki od teoretycznej
20.6. Bilans ziębiarki absorpcyjnej na roztwór wodny amoniaku
20.6.1. Bilans warnika i rektyfikatora
20.6.2. Bilans energetyczny warnika i rektyfikatora
20.6.3. Bilans entropii warnika i rektyfikatora
20.6.4. Bilans absorbera ziębiarki
20.6.5. Bilans rekuperatora
20.6.6. Bilans skraplacza
20.6.7. Bilans zaworu dławiącego
20.6.8. Bilans parowacza
20.6.9. Bilans doziębiacza
20.6.10. Bilans pompy roztworu
20.7. Obiegi specjalne ziębiarek sorpcyjnych
20.7.1. Obieg jednostopniowej ziębiarki resorpcyjnej o działaniu ciągłym
20.7.2. Obieg ziębiarki absorpcyjnej dwustopniowej na roztwór dwuskładnikowy o działaniu ciągłym
20.7.3. Obieg ziębiarki absorpcyjnej o działaniu ciągłym na roztwór wodny bromku litu
20.8. Charakterystyki pracy ziębiarek absorpcyjnych

Literatura
Skorowidz