- •Предисловие
- •Введение
- •1. Техническая термодинамика
- •1.1 Основные понятия термодинамики
- •1.3 Теплота и работа как формы передачи энергии.
- •1.4 Вычисление работы деформации газа.
- •1.5 Теплоемкость. Количество тепла в термодинамических процессах.
- •1.6 Изменение внутренней энергии рабочего тела.
- •1.7. Энтальпия рабочего тела.
- •1.8. Энтропия рабочего тела
- •1.9 Первый закон термодинамики.
- •1.10 Исследование термодинамических процессов с идеальным газом.
- •Обратимый изотермический процесс.
- •1.11 Термодинамические циклы Круговые процессы
- •Цикл Карно
- •1.12. Цикл Карно.
- •3) Цикл со смешенным подводом тепла (цикл Тринклера).
- •Сравнение циклов двс.
- •1.13 Водяной пар.
- •Диаграмма I-s водяного пара.
- •Графоаналитический метод расчета процессов с водяным паром.
- •1.14 Паротурбинные установки
- •Тесты для самостоятельной работы
- •Термодинамические процессы
- •Вычисление работы деформации газа.
- •Идеальные циклы д.В.С.
- •2.Основы теории теплообмена
- •2.1 Способы распространения тепла.
- •2.2 Теплопроводность
- •Теплопроводность через плоскую однородную стенку.
- •Теплопроводность через многослойную стенку.
- •Удельный тепловой поток через многослойную стенку определяется по формуле:
- •Теплопроводность через цилиндрическую стенку
- •2.3 Конвективная теплоотдача
- •Теплоотдача при вынужденной конвекции
- •2.4 Излучение. Закон Стефана-Больцмана.
- •2..5 Сложный вид теплообмена теплопередача
- •Теплообменные аппараты:
- •Контрольные вопросы.
- •Тестовые задания для самостоятельной работы Понятие теплового потока, плотности теплового потока.
- •Теплопроводность в плоских одно- и многослойных стенках.
- •Теплопроводность в цилиндрических одно- и многослойных стенках.
- •Уравнение теплоотдачи.
- •Критерии подобия.
- •Теплообмен при свободной конвекции среды. Теплообмен при вынужденном движении среды в трубах.
- •Теплопередача через плоские одно- и многослойные стенки.
- •Теплопередача через многослойные стенки.
- •Назначение и классификация теплообменных аппаратов по способу передачи тепла.
- •Тепловой расчёт теплообменных аппаратов.
- •3. Теплоэнергетические установки.
- •3.1.Топливо и процессы его горения
- •Процесс горения топлива
- •3.2. Котельные установки.
- •3.3 Газотурбинные установки.
- •3.4 Турбореактивные двигатели.
- •3.5. Холодильные машины
- •3.6. Магнитогидродинамические генераторы
- •3.7. Тепловые электростанции (тэс)
- •3.8. Атомные электростанции Физические основы получения ядерной энергии
- •Ядерные реакторы
- •Контрольные вопросы.
- •4 Экологические вопросы энергетики
- •4.1 Тепловая энергетика.
- •4.2 Атомная энергетика.
- •4.3 Гидроэнергетика.
- •4.4 Антропогенное влияние на тепловой баланс Земли.
- •Контрольные вопросы.
- •Глава 1. Техническая термодинамика…………………………………….3
- •Глава 2. Основы теории теплообмена…………………………………...57
- •Глава 3. Теплоэнергетические установки……………………………….86
- •Глава 4. Экологические вопросы энергетики………………………….106
Идеальные циклы д.В.С.
Задание 17: Из предложенных вариантов выбрать цикл ДВС с изохорным подводом тепла
v1=v4 v2=v3 рисунок 1 рисунок 2
v2 v1 v4 v2=v3 v1=v5
рисунок 3 рисунок 4
v1=v4 v2=v3
рисунок 5
Ответы: 1). рисунок 1 2).рисунок 2 3). рисунок 3
4). рисунок 4 5). рисунок 5
Задание18: Из предложенных вариантов выбрать цикл ДВС с изобарным подводом тепла
v2 v1=v4 v2=v3 v1 v4
рисунок 1 рисунок 2
v2 v1 v4 v2=v3 v1=v5
рисунок 3 рисунок 4
v1=v4 v2=v3
рисунок 5
Ответы: 1). рисунок 1 2). рисунок 2 3). рисунок 3
4). рисунок 4 5). рисунок 5
Задание19: Из предложенных вариантов выбрать цикл ДВС со смешанным подводом тепла
v2 v1=v4 v2=v3 v1 v4
рисунок 1 рисунок 2
v2 v1 v4 v2=v3 v1=v5
рисунок 3 рисунок 4
v1=v4 v2=v3
рисунок 5
Ответы: 1). рисунок 1 2). рисунок 2 3). рисунок 3
4). рисунок 4 5). рисунок 5
Задание 20: Формула для вычисления термического коэффициента полезного действия цикла ДВС с изохорным подводом тепла имеет вид.
Ответы: 1). 2). 3).
2.Основы теории теплообмена
2.1 Способы распространения тепла.
Теплообменом называется перенос тепла от одних тел к другим или одних частей тела к другим, вызываемый разностью температур. Процесс теплообмена – это сложный процесс, он связан с конвективной и молекулярной диффузией и определяется законами аэродинамики, газодинамики, термодинамики, передачи энергии в форме теплоты, передачи лучистой энергии и превращением ее в теплоту и наоборот.
Теплообмен характеризуется выравниванием температуры и осуществляется тремя способами:
- теплопроводностью;
конвекцией;
- излучением
Теплопроводность – это передача тепла молекулярной диффузией, т.е. перенос тепловой энергии осуществляется от частиц обладающих большей энергией к частицам с меньшей энергией. Теплопроводность наблюдается только в твердых телах и неподвижных слоях жидкости или газа.
Конвекция – передача тепла потоками жидкости или газа из одной области пространства в другую. Конвекция бывает свободной и вынужденной.
Свободная конвенция возникает из-за разности плотностей нагретой и холодной среды. При вынужденной конвенции движущиеся потоки создаются принудительно – компрессором, вентилятором и т.д.
Конвекция сопровождается переносом тепла теплопроводностью в пограничных слоях. Совместный процесс конвекции и теплопроводности называется конвективным теплообменом.
Излучение – это передача тепловой энергии путем электромагнитных колебаний. Процесс передачи тепла излучением можно условно разделить на 3 этапа:
Преобразование внутренней энергии системы в энергию электромагнитных волн;
Распространение этих волн в среде, разделяющей источник и приемник.
3.Реакция приемника на излучение.
В реальных условиях названные способы переноса тепла протекают одновременно: такое физическое явление называется сложным теплообменом. Его закономерности могут быть установлены на основе закономерностей простых видов теплообмена.
Тепловой поток – это количество тепловой энергии, которая передается через произвольную поверхность в единицу времени:
, (2.1) Удельный тепловой поток – это количество тепловой энергии, которая передается через 1м2 поверхности за единицу времени:
, (2.2)
где F – площадь поверхности, м2; Ф – тепловой поток, Вт.