Теплотехника




НазваниеТеплотехника
страница2/9
Дата публикации22.07.2013
Размер0.89 Mb.
ТипОбщие методические указания
skachate.ru > Математика > Общие методические указания
1   2   3   4   5   6   7   8   9
^

Методические указания


Тщательно разобрать физический смысл отдельных членов уравнения первого закона термодинамики для потока. Понять за счет чего совершаются различные виды работ при течении рабочего тела. Ясно представить себе, почему в суживающихся и цилиндрических каналах скорость потока не может превзойти скорость звука. Разобраться в геометрическом воздействии профиля канала на скорость потока и уметь анализировать изменение параметров рабочего тела при течении его по соплу Лаваля. Понять принципиальную разницу в расчете скорости истечения идеального газа и водяного пара. Необходимо отчетливо представлять себе влияние трения на адиабатный процесс истечения идеального газа и водяного пара и уметь изображать реальный процесс истечения в диаграммах Ts и is. Из-за явной необратимости адиабатного процесса дросселирования последний нельзя отождествлять с процессом , протекающим при постоянной энтальпии. Уяснить принципиальную разницу между адиабатным дросселированием, при котором dq=0, а ,и адиабатным обратимым процессом расширения рабочего тела, при котором dq=0 и .Понять, почему в результате дросселирования водяного пара температура его может уменьшаться, увеличиваться или оставаться неизменной.

Литература:[2]. с 180-194. 197-204.
1.2.8.Термодинамический анализ процессов в компрессорах

Классификация компрессоров и принцип действия. Индикаторная диаграмма. Изотермическое, адиабатное и политропное сжатие. Работа и мощность, затрачиваемые на привод компрессора. Многоступенчатое сжатие. Изображение в pv- и Тs- диаграммах термодинамических процессов, протекающих в компрессорах. Относительный внутренний КПД компрессора. Расчет потерь эксергии при сжатии и эксергетический КПД компрессора. Поршневые компрессоры. Устройство и работа поршневого компрессора. Определение подачи и мощности поршневого компрессора. Многоступенчатые компрессоры. Турбокомпрессоры и турбовоздуходувки.

^

Методические указания


Из-за широкого распространения в промышленности компрессоров, термодинамический анализ работы компрессоров имеет большое значение в подготовке студентов-технологов. Ознакомившись с конструктивной схемой и работой поршневых и центробежных компрессоров, необходимо обратить внимание на то, что процессы всасывания и выталкивания, изображенные на индикаторной диаграмме горизонтальными линиями, нельзя рассматривать как изобарные, так как в этих процессах не происходит изменения состояния, а происходит изменение количества всасываемого или выталкиваемого рабочего тела. Необходимо уделить должное внимание изображению термодинамических процессов в pv- и - диаграммах. Сравнить изотермическое, адиабатное и политропное сжатие рабочего тела. Уяснить влияние вредного пространства на работу поршневого компрессора. В связи с применением высокого давления в некоторых технологических аппаратах разобрать принцип работы многоступенчатых компрессоров.

Литература:[2], с. 217-228.
^ 1.2.9.Циклы двигателей внутреннего сгорания

Принцип действия поршневых ДВС. Цикл с подводом теплоты при постоянном объеме (цикл Отто). Цикл с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля). Цикл со смешанным подводом теплоты (цикл Тринклера). Цикл с внешним подводом теплоты (цикл Стерлинга). Изображение циклов в pv- и Тs- диаграммах. Термический, внутренний, механический, эффективный и эксергетический КПД цикла ДВС. Сравнительный анализ термодинамических циклов ДВС. Основные характеристики ДВС. Тепловые процессы в двигателях. Индикаторная и эффективная мощности двигателя. Удельные расходы теплоты, рабочего тела и топлива. Энергетический баланс ДВС. Показатели экономичности работы ДВС.

Преимущества газотурбинных установок по сравнению с ДВС. Циклы газотурбинных установок. Цикл газотурбинной установки с подводом теплоты при постоянном давлении. Цикл газотурбинной установки с подводом теплоты при постоянном объеме. Изображение циклов в pv- и - диаграммах. Анализ и сравнение циклов газотурбинных установок. Определение термического к.п.д. и методы повышения к.п.д. газотурбинных установок. Методы анализа циклов теплоэнергетических установок. Эксергетический метод анализа циклов.

^

Методические указания


Термодинамический анализ циклов двигателей внутреннего сгорания проводится при допущении термодинамической обратимости процессов, составляющих цикл. Для простоты анализа циклов ДВС в качестве рабочего тела применяют идеальный газ с постоянной теплоемкостью. Разность температур между источником теплоты и рабочим телом считают бесконечно малой, а подвод теплоты к рабочему телу осуществляется от внешних источников теплоты, а не за счет сжигания топлива. Научиться анализировать различные циклы, пользуясь при этом pv- и - диаграммами. При рассмотрении действительных процессов обратить внимание на отличие индикаторных диаграмм от теоретического цикла. Проанализировать уравнение для определения термического к.п.д. различных циклов и влияние основных параметров на величину термического к.п.д. Следует разобраться в вопросе об экономичности циклов ДВС. При сравнении экономичности рассматриваемых циклов при одинаковых степенях сжатия, следует помнить, что наиболее экономичным будет цикл с изохорным подводом теплоты. Если же сравнение экономичности производить при одинаковых максимальных давлениях и температурах, о максимальный к.п.д. имеет цикл с изобарным подводом теплоты, а наименьший – цикл с изохорным подводом теплоты. При рассмотрении газотурбинных установок (ГТУ) обратить внимание на преимущества их перед поршневыми двигателями внутреннего сгорания. Разобрать принцип работы газотурбинных установок, знать схемы установок и уметь анализировать их работу, используя pv- и - диаграммы. Понять принцип получения уравнения термического к.п.д., внутреннего относительного к.п.д., и эффективного к.п.д. газотурбинных установок, обратить внимание на физический смысл этих понятий. Запомнить, что при сравнении циклов ГТУ при различных степенях повышения давлений и одинаковых максимальных температурах наибольший к.п.д. имеет цикл с изобарным подводом теплоты. Разобрать методы повышения термического к.п.д. и помнить, что регенерация теплоты, ступенчатое сжатие и ступенчатый подвод теплоты значительно повышают к.п.д. газотурбинной установки, а идеальный цикл при этом приближается к обобщенному циклу Карно.

Литература:[2]. c.230-241; 244-254.
^ 1.2.10.Циклы холодильных установок и термотрансформаторов

Классификация холодильных установок и принцип их работы. Рабочие тела. Холодильный коэффициент и холодопроизводительность. Цикл воздушной холодильной установки. Цикл парокомпрессионной холодильной установки. Термотрансформаторы. Сущность термотрансформации, коэффициент преобразования теплоты. Циклы совместного получения тепла и холода.

^

Методические указания


В этой теме студент изучает термодинамические основы холодильных установок, осуществляющих производство холода. Вопросы, рассматриваемые в данной теме, представляют большой практический интерес для будущих инженеров – технологов. Холодильные установки работают по обратному циклу. Знание классификации и принципиальных схем холодильных установок позволяет правильно выбирать соответствующий тип холодильной установки при расчете охлаждения. Несмотря на то, что воздушные холодильные установки в промышленности используют редко, изучение схемы и принципа действия такой установки позволит студенту изучить термодинамические основы холодильного цикла. Усвоив учебный материал темы, студент сможет анализировать с помощью - диаграммы работу холодильных циклов, определять холодильные коэффициенты и холодопроизводительность установок. Особое внимание обратить на работу паровой компрессорной холодильной установки, получившей наибольшее распространение в промышленности. Уяснить принципиальное отличие паровых компрессорных установок от воздушных. Запомнить, что в паровой компрессорной холодильной установке не применяется расширительный цилиндр (детандер), а рабочее тело дросселируется в регулировочном вентиле. Несмотря на то, что это приводит к потере холодопроизводительности, замена упрощает установку и дает возможность легко регулировать давление пара и получать низкую температуру в охладителе. По обратному циклу работают не только холодильные машины, но и тепловые насосы, в которых теплота, забираемая из окружающей среды, с помощью затраченной работы повышает энергетический уровень рабочего тела и при более высокой температуре отдает внешнему потребителю. Уяснить понятие коэффициента теплоиспользования и разобрать принципиальную схему и работу теплового насоса.

Литература:[2]. c. 290-302.
^ 1.2.11 .Основные понятия и определения

теплопередачи

Предмет и задачи теплопередачи. Значение теплопередачи в промышленных процессах. Основные понятия и определения. Виды переноса теплоты: теплопроводность, конвекция, излучение. Теплоотдача. Теплопередача. Сложный теплообмен.
^
Методические указания

При изучении термодинамики студент не получал никаких указаний на то, каков механизм отвода теплоты от горячего тела к холодному. Теория теплообмена, наоборот, все внимание концентрирует на способах передачи теплоты, раскрывая механизм и физическую сущность их различных видов, и дает оперативные зависимости для расчета параметров, как отдельных видов теплообмена, так и их совокупности, называемой сложным теплообменом.

Необходимо понять и запомнить такие основные понятия, как температурное поле, градиент температуры, передаваемая теплота, тепловой поток, поверхностная плотность теплового потока, линейная плотность теплового потока.

Уяснить, что рассмотрение отдельных видов теплообмена, таких, как теплопроводность, конвекция и излучение, является методологическим приемом, вызванным сложностью реального теплообмена, в котором, как правило, одновременно участвуют все перечисленные выше виды распространения теплоты.

Литература:[2], с. 306-309.
1.2.12.Теплопроводность

Температурное поле и температурный градиент. Закон теплопроводности Фурье. Коэффициент теплопроводности. Дифференциальное уравнение теплопроводности. Условия однозначности. Коэффициент температуропроводности. Теплопроводность при стационарном режиме однословной и многослойной плоской и цилиндрической стенок. Распределение температур в стенке. Теплопередача через плоскую и цилиндрическую стенки. Коэффициент теплопередачи. Пути интенсификации теплопереноса. Нестационарная теплопроводность. Методы решения задач нестационарной теплопроводности.

^

Методические указания


Нужно понять значение закона Фурье для решения задач стационарной теплопроводности. Усвоить, что физически теплопроводность представляет собой процесс распространения теплоты путем теплового движения микрочастиц вещества без визуально наблюдаемого перемещения самих частиц. Явление теплопроводности имеет место в твердых телах, неподвижных жидких и газообразных веществах. Если происходит движение жидкости или газа, то теплопроводность в чистом виде имеет место в весьма тонком неподвижном слое, прилегающем к поверхности твердого тела

Уяснить назначение и состав условий однозначности при решении задач теплообмена. Понять влияние рода граничных условий на решение уравнения теплопроводности при стационарном режиме. Разобраться, как, применяя граничное условие 1 рода, получают решение по распространению температуры внутри тела, а применяя граничное условие 3 рода, получают решение по передаче теплоты от горячего носителя к холодному через разделяющую их стенку (теплопередача).

Конечная цель решения задач стационарной теплопроводности – определение теплового потока, т.е. количества теплоты, передаваемой за 1 с. Надо понимать разницу между коэффициентом теплопередачи и линейным коэффициентом теплопередачи. Разобраться в способах интенсификации теплопередачи, а также в том, как надо правильно подбирать материалы теплоизоляции цилиндрического теплопровода. Понять, почему критерии и определяют нестационарную теплопроводность при нагревании и охлаждении тела.

Литература:[1], c. 309-322, 326-332, 339.
^ 1.2.13.Конвективный теплообмен

Коэффициент теплоотдачи. Основные случаи теплоотдачи. Уравнение теплоотдачи на границе потока и стенки. Понятия теплового и гидродинамического пограничных слоев, ламинарного и турбулентного режимов движения жидкости. Основы теории подобия. Условия подобия физических явлений. Уравнения подобия. Определяющие и определяемые числа подобия. Физический смысл чисел подобия: Нуссельта, Грасгофа, Прандтля, Рейнольдса. Расчет теплоотдачи при вынужденном движении жидкости вдоль плоской поверхности ив трубах, при обтекании труб и пучков труб. Расчет теплоотдачи при свободном движении жидкости около поверхности.

1   2   3   4   5   6   7   8   9

Похожие:

Теплотехника iconТеплотехника
Контрольная работа является одним из видов самостоятельной учебной работы слушателей по освоению ими учебного материала по дисциплине...

Теплотехника iconОбщие методические указания по изучению курса дисциплины «Теплотехника»...
Теплотехника: Задания и методческие указания к контрольной работе для слушателей факультета заочного обучения, по специальности 280705...

Теплотехника iconОбщие методические указания по выполнению письменных контрольных...
Составитель: О. Ю. Баранова. Теплотехника: Задания и методические указания по выполнению контрольных работ для слушателей факультета...

Теплотехника iconОбщие методические указания по выполнению письменных контрольных...
Составитель: О. Ю. Баранова. Теплотехника: Задания и методические указания по выполнению контрольных работ для слушателей факультета...

Теплотехника iconРабочая учебная программа по дисциплине 3302 «Начертательная геометрия»...
«Начертательная геометрия» для специальностей 160304 «Авиационная и ракетно-космическая теплотехника» и190201

Теплотехника iconТеплотехника
Задача №2 (термодинамический расчёт идеального цикла двухступенчатого компрессора)

Теплотехника iconМетодическое пособие по дисциплине «Техническая термодинамика и теплотехника»
Расчет редукционно-охладительной установки (роу), редукционной установки (РУ). 17

Теплотехника iconУчебное пособие по курсу «Теплотехника» составлено в соответствии...
Данное учебное пособие по курсу «Теплотехника» составлено в соответствии с программой рекомендованной Министерством образования России...

Теплотехника iconМетодические указания составлены в соответствии с учебным планом,...
Задание к выполнению контрольной работы

Теплотехника iconАннотация к рабочей программе учебной дисциплины «Теплотехника»
Дисциплина учебного плана подготовки бакалавра по направлению 141100. 62 «Энергетическое машиностроение» ( Профиль «Двигатели внутреннего...


Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
skachate.ru
Главная страница