ΡΕΥΣΤΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΜΗΧΑΝΕΣ - ΥΔΡΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ

Το αντικείμενο των Ρευστοδυναμικών Μηχανών είναι ιδιαίτερα ευρύ και συνάμα απαιτητικό. Ευρύ γιατί περιλαμβάνει τις περισσότερες μηχανές με τις οποίες ασχολείται η Επιστήμη της Μηχανολογίας και απαιτητικό γιατί προϋποθέτει τη βαθειά γνώση των βασικών κλάδων της Μηχανικής: Θερμοδυναμική και Μηχανική Ρευστών. Σκοπός του παρόντος βιβλίου, είναι να δώσει μια ιδανική παρουσίαση -σε έκταση και σε βάθος- όπου να περιέχονται όλα τα απαραίτητα θέματα που αφορούν τις Ρευστοδυναμικές Μηχανές. Έτσι ο αναγνώστης αποκτά μια ολοκληρωμένη εικόνα των Ρευστοδυναμικών Μηχανών χωρίς όμως να εξαντλείται σε επιμέρους λεπτομέρειες που είναι αντικείμενο πιο εξειδικευμένων βιβλίων.

Το βιβλίο είναι με τέτοιο τρόπο δομημένο ώστε να οδηγήσει σε πλήρη κατανόηση της λειτουργίας των Ρευστοδυναμικών Μηχανών, έχοντας τον χαρακτήρα διδακτικού βιβλίου (textbook). Το βιβλίο περιλαμβάνει ολοκληρωμένη θεωρία και σειρές από αναλυτικά λυμένες ασκήσεις, που βοηθούν στην κατανόηση και εμπέδωση της αντίστοιχης θεωρίας. Το περιεχόμενο του βιβλίου καλύπτει τις διδακτικές ανάγκες πανεπιστημιακών μαθημάτων όπως Ρευστοδυναμικές Μηχανές, Στροβιλομηχανές, Υδροδυναμικές Μηχανές και Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ).

Το πρώτο μέρος του βιβλίου περιλαμβάνει τη θεωρία και ειδικότερα:

Το πρώτο κεφάλαιο περιέχει επιλεγμένη θεωρία για την κατανόηση των απαραίτητων εννοιών της Θερμοδυναμικής και της Μηχανικής των Ρευστών. Η προσέγγιση της θεωρίας γίνεται υπό το πρίσμα του Μηχανικού, δηλαδή καταβάλλεται προσπάθεια ώστε οι έννοιες και οι νόμοι της Φυσικής να συνοδεύονται από την παρουσίαση της πρακτικής σημασίας τους. Περισσότερα για τη Θερμοδυναμική ο αναγνώστης παραπέμπεται στο βιβλίο «Θερμοδυναμική και Προχωρημένη Θερμοδυναμική (Θεωρία - Λυμένες Ασκήσεις)» του ίδιου συγγραφέα.

Τα ακροφύσια και οι διαχύτες είναι το αντικείμενο του δεύτερου κεφαλαίου. Παρουσιάζονται τα χαρακτηριστικά τους μεγέθη και τα είδη, ενώ δίνεται έμφαση στο σωστό σχεδιασμό των διαχυτών για την αποφυγή αποκόλλησης του οριακού στρώματος

Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται μία γνωριμία -με τη βοήθεια σχημάτων και εικόνωντης μορφολογίας του αεριοστρόβιλου και της αρχής λειτουργίας του. Ταυτόχρονα, περιγράφονταιτα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά της δομής του. Ο αναγνώστης έχει την ευκαιρία να γνωρίσει όλους τους τύπους των κινητήρων και τα στοιχεία που τους διαφοροποιούν. Στο ίδιο κεφάλαιο γίνεται αναλυτική μελέτη του θεωρητικού θερμοδυναμικού κύκλου στον οποίο βασίζεται η λειτουργία των αεριοστρόβιλων, καθώς και οι παραλλαγές αυτού. Επίσης, παρουσιάζονται αναλυτικά οι συντελεστές απόδοσης, που χρησιμεύουν στη μετάβαση από την ιδανική στην πραγματική λειτουργία.

Αντικείμενο του τέταρτου κεφαλαίου αποτελεί η παρουσίαση μεγεθών που περιγράφουν την πραγματική λειτουργία των αεροπορικών αεριοστρόβιλων.

Στο πέμπτο κεφάλαιο, ερμηνεύονται σε βάθος τα φαινόμενα που διέπουν τη λειτουργία των αξονικών συμπιεστών και στροβίλων. Η κατανόησή τους είναι κρίσιμη για την εξήγηση της λειτουργίας του αεριοστρόβιλου, (αλλά και των αντλιών) ειδικά σε λειτουργία εκτός του σημείου σχεδιασμού.

Στο έκτο κεφάλαιο περιγράφεται αναλυτικά η πραγματική λειτουργία όλων των τύπων βιομηχανικών και αεροπορικών κινητήρων στο σημείο σχεδιασμού. Η λειτουργία των κινητήρων εξετάζεται συνολικά και από θερμοδυναμική σκοπιά. Η μεθοδολογία που αναπτύσσεται μέσα στο κεφάλαιο αυτό μπορεί να αποτελέσει οδηγό για την κατάρτιση προγραμμάτων προσομοίωσης της λειτουργίας των αεριοστρόβιλων με τη χρήση γλώσσας προγραμματισμού, όπως Fortran, C++ κ.λπ. Στο τέλος του κεφαλαίου δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στην παρουσίαση και επεξήγηση των χαρτών λειτουργίας των επιμέρους δομικών στοιχείων του αεριοστρόβιλου: ο συμπιεστής, ο στρόβιλος, ο θάλαμος καύσης και το ακροφύσιο. Για αναλυτικότερα στοιχεία ο αναγνώστης παραπέμπεται στο βιβλίο «Λειτουργία Αεριοστρόβιλων: Παραγωγή ενέργειας - Προώθηση» του ιδίου συγγραφέα.

Το έβδομο κεφάλαιο περιλαμβάνει μία συνοπτική αναφορά στις τρεις κατηγορίες εφαρμογών των αεριοστρόβιλων: αεροπορικές (χαρακτηριστικά και οι επιδόσεις όλων των τύπων αεροσκαφών πολιτικών και στρατιωτικών), ναυτικές (συστήματα πρόωσης εμπορικών και στρατιωτικών πλοίων) και επίγειες (νέες τεχνολογίες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας υψηλής απόδοσης).

Στο όγδοο κεφάλαιο αναλύεται ο θερμοδυναμικός κύκλος ατμού Rankine και οι βελτιώσεις αυτού. Δίνονται επίσης τα βασικά στοιχεία της λειτουργίας Ατμοηλεκτρικών Σταθμών (ή Εργοστασίων). Για αναλυτικότερα στοιχεία ο αναγνώστης παραπέμπεται στο βιβλίο «Σταθμοί Παραγωγής Ηλεκτρικής Ισχύος» του ιδίου συγγραφέα.

Το ένατο κεφάλαιο είναι μία εισαγωγή στην πυραυλική επιστήμη περιγράφεται αναλυτικά. Το περιεχόμενό του σπανίζει στην ελληνική βιβλιογραφία και αποτελεί τη γνωστική βάση για όσους θέλουν να ασχοληθούν σε βάθος με το αντικείμενο των πυραύλων.

Στο δέκατο κεφάλαιο αρχικά γίνεται μία ανάλυση της έννοιας του αιολικού δυναμικού. Στη συνέχεια παρουσιάζονται τα είδη, τα χαρακτηριστικά και οι επιδόσεις των ανεμογεννητριών. Το κεφάλαιο κλίνει με τις προδιαγραφές δημιουργίας αιολικού πάρκου υπό το πρίσμα της οικονομοτεχνικής μελέτης.

Το ενδέκατο κεφάλαιο πραγματεύεται αντλίες. Περιλαμβάνει αναλυτική παρουσίαση των διαφόρων ειδών (χαρακτηριστικά, επιδόσεις, ιδιαιτερότητες λειτουργίας), ενεργειακή μελέτη και οδηγίες εγκατάστασης και συντήρησης. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στο φαινόμενο της σπηλαίωσης και στους τρόπου αποφυγής της. Τέλος γίνεται ενεργειακή μελέτη των σωληνώσεων του δικτύου.

Τέλος, αντικείμενο του δωδέκατου κεφαλαίου είναι οι υδροστρόβιλοι. Συγκεκριμένα παρουσιάζονται τα είδη, τα χαρακτηριστικά και οι επιδόσεις των τριών βασικών τύπων υδροστρόβιλων. Ιδιαίτερα σημαντική για την κατανόηση της λειτουργίας των υδροστρόβιλων, αποδεικνύεται η ενεργειακή ανάλυση της λειτουργίας υδροστρόβιλων δράσης και αντίδρασης.

Το δεύτερο μέρος περιλαμβάνει δεκάδες λυμένες ασκήσεις, οι οποίες θα βοηθήσουν τον αναγνώστη να κατανοήσει καλύτερα τη θεωρία που αναπτύχθηκε στο πρώτο (θεωρητικό) μέρος του βιβλίου. Οι λυμένες ασκήσεις είναι ταξινομημένες σε πολλές επιμέρους κατηγορίες για να είναι εύκολος ο εντοπισμός τους και η συγκριτική ανάγνωσή τους. Επίσης, διαθέτουν σήμανση ένδειξης βαθμού δυσκολίας. Συνιστούν έτσι μια πολύτιμη και πλούσια βιβλιοθήκη λυμένων ασκήσεων.