Салаватский индустриальный колледж

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ

Методические указания и контрольные задания для студентов –

заочников образовательных учреждений среднего

профессионального образования по специальности 140102 «Теплоснабжение и теплотехническое оборудование»

2006
Одобрено предметно Составлена в соответствии с

(цикловой) комиссией государственными требованиями

«___»_______________________ к минимуму содержания и уровню

Протокол №_________________ подготовки выпускника по

Председатель предметной специальности 140102

(цикловой) комиссии «Теплоснабжение и

______________ М.В.Хрипунова теплотехническое оборудование»

Заместитель директора ____________ Г.А. Бикташева

Автор

преподаватель

Салаватского индустриального колледжа Р.Г.Баталова

Рецензент

преподаватель

Салаватского индустриального колледжа А.М.Акакиев

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………4

Содержание дисциплины…………………………………………………5

Вопросы для контрольной работы……………………………………….18

Примерный перечень лабораторных и практических работ……………20

Литература…………………………………………………………………21

Введение
Учебная рабочая программа учебной дисциплины «Теоретические основы теплотехники» предназначена для реализации государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности 140102 «Теплоснабжение и теплотехническое оборудование» и является единой для всех форм обучения.

Учебная дисциплина «Теоретические основы теплотехники» является дисциплиной общепрофессионального цикла в структуре основной профессиональной образовательной программы по специальности.

Данная дисциплина предусматривает изучение технической термодина­мики и теплопередачи; исследования закономерностей взаимного превращения тепловой и механической энергии; переноса теплоты теплопроводностью, кон­векцией, излучением; основ расчета теплообменников.
В результате изучения дисциплины студент должен:

иметь представление:

• 
  о научно-технических проблемах и перспективах
  
• 
  о роли и месте дисциплины «Теоретические основы теплотехники» при освоении программы по конкретной специальности и в сфере профессиональной деятельности техника;
  
• 
  о ресурсо- и энергосберегающих технологиях
  

В результате изучения дисциплины студент должен: знать:

уметь: выполнять теплотехнические расчеты с использованием диа­грамм и таблиц термодинамических свойств воды и водяного пара.

знать:

• 
  основные законы и процессы изменения состояния идеальных и реальных газов
  
• 
  циклы паротурбинных установок
  
• 
  способы передачи теплоты;
  

уметь:

• 
  производить теплотехнические расчеты с использованием диаграмм и таблиц термодинамических свойств воды и водяного пара.
  

Программа рассчитана на 44 часа (в том числе 10 часов лабораторно-практических занятий) для среднего специального образования.

В содержании учебной дисциплины по каждой теме приведены требования к формируемым представлениям, знаниям и умениям.


СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Введение
Студент должен:
иметь представление:

• 
  о роли и месте знаний по дисциплине и основной профессиональной образовательной программе по специальности и в сфере профессиональной деятельности техника;
  

знать:

• 
  основную терминологию по котельным установкам.
  

Значение изучаемой дисциплины, ее связь с другими дисциплинами. Краткий исторический обзор развития теплотехники.

Энергетика и ее практическое значение в народном хозяйстве России.

Раздел 1 ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ
Тема 1.1 Основные положения технической термодинамики. Газовые законы. Газовые смеси.
Студент должен:
иметь представление:

• 
  о основных положениях технической термодинамики;
  
• 
  о газовых законах и газовых смесях
  

знать:

• 
  основные параметры состояния рабочего тела;
  
• 
  единицы изме­рения параметров в системе СИ и других системах измерений физических ве­личин;
  
• 
  характеристики идеального и реальных газов; основные газовые зако­ны;
  
• 
  уравнение состояния идеального газа;
  
• 
  свойства газовых смесей, параметры и законы, которым они подчиняются;
  

уметь:

• 
  определять параметры состояния рабочих тел;
  
• 
  выполнять пере­счет параметров из одной системы измерения в другую;
  
• 
  рассчитывать характе­ристики газовых смесей.
  

Тепловая и механическая энергия. Принцип превращения теплоты в ра­боту.

Термодинамическая система и внешняя среда.

Основные термодинамические параметры состояния рабочего тела: температура, давление, удельный объем и плотность. Единицы измерения и расчетные величины основных параметров.

Идеальный и реальный газ. Термодинамическое взаимодействие системы и среды. Термодинамическое равновесие. Термодинамический равновесный процесс. Обратимые и необратимые процессы.

Молекулярно- кинетическая теория газов. Законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля. Уравнение состояния идеального газа.

Газовая постоянная, ее физический смысл. Частные случаи изменения состояния газа.

Закон Авогадро. Следствие его закона. Киломоль. Уравнение Менделее­ва-Клапейрона. Универсальная газовая постоянная.

Газовая смесь, се состав. Парциальное давление и приведенный объем компонентов газовой смеси.

Закон Дальтона. Вычисление кажущейся молекулярной массы смеси. Вычисление удельного объема, плотности, газовой постоянной смеси и парциального давления газов. Соотношение между массовым и объемным составом смеси.

Тема 1.2 Теплоемкость
Студент должен:
иметь представление:

• 
  о понятии теплоемкость
  

знать:

• 
  понятия «теплоемкость» и «количество теплоты»;
  
• 
  виды теплоемкостей, соотношение между ними;
  
• 
  единицы измерения теплоемкостей;
  

уметь:

• 
  определять теплоемкость по формулам, таблицам и опытным путем.
  

Теплоемкость и количество теплоты. Массовая, объемная и мольная теп­лоемкости, изобарная и изохорная теплоемкости, соотношение между ними. Постоянная и переменная теплоемкость.

Средняя и истинная теплоемкость. Линейная и нелинейная зависимость теплоемкости от температуры. Экспериментальные методы определения зна­чений теплоемкости. Таблицы теплоемкости. Теплоемкость газовой смеси. По­нятие о термодинамической системе и внешней среде, термодинамическом взаимодействии системы и среды, термодинамическом равновесии. Равновес­ные и неравновесные состояния рабочего тела. Обратимые и необратимые процессы. PV-диаграмма для газа. Внутренняя энергия и работа газа.
Практическая работа № 1
Тема 1.3 Законы термодинамики. Термодинамические процессы. Эн­тальпия. Энтропия
Студент должен:
иметь представление:

• 
  о законах термодинамики;
  

знать:

• 
  сущность первого закона термодинамики, его математическое выражение;
  
• 
  уравнения основных термодинамических процессов;
  
• 
  зависимость между параметрами состояния газа для каждого процесса;
  
• 
  сущность второго закона термодинамики;
  
• 
  понятия о круговых процессах, прямых и обратных циклах, цикле Карно;
  
• 
  понятия об энтальпии и энтропии, их физический смысл;
  
• 
  PV и Ts-диаграммы для основных термодинамических процессов;
  
• 
  третий закон термодинамики, его следствие;
  

уметь:

• 
  проводить анализ изменения состояния идеального газа для лю­бого термодинамического процесса;
  
• 
  изображать процессы изменения состоя­ния идеального газа в PV и Ts-диаграммах;
  
• 
  производить термодинамический расчет циклов и определять их термический коэффициент полезного действия (КПД),
  
• 
  изображать циклы в PV и Ts-диаграммах.
  

Первый закон термодинамики - закон сохранения и превращения тепло­вой и механической энергии.

Математическое выражение первого закона термодинамики. Единицы измерения теплоты и работы. Энтальпия газа.

Анализ основных термодинамических процессов изменения состояния идеальных газов: изохорного, изобарного, изотермического, изоэнтропийного (адиабатного), политропного.

Уравнение основных термодинамических процессов, их изображение в PV-диаграмме. Зависимость между параметрами состояния газа для каждого термодинамического процесса.

Определение работы, изменения внутренней энергии и количества тепло­ты.

Уравнение первого закона термодинамики для каждого процесса. Взаим­ное расположение изотерм и адиабат в PV-диаграмме.

Второй закон термодинамики. Круговые процессы или циклы. Термиче­ский КПД цикла.

Понятие прямого и обратного цикла. Равновесное и неравновесное со­стояние рабочего тела. Обратимые и необратимые процессы и циклы.

Идеальный цикл Карно, его изображение в PV-диаграмме. Термический КПД цикла Карно.

Второй закон термодинамики для обратимых и необратимых процессов. Энтропия, ее физический смысл. Ts-диаграмма.

Изображение термодинамических процессов изменения состояния газа и цикла Карно в Ts-диаграмме.

Третий закон термодинамики о недостижимости телом абсолютного ну­ля, его следствие.
Практическая работа№2
Тема 1.4. Газовые циклы
Студент должен:
иметь представление:

• 
  о газовых циклах;
  

знать:

• 
  циклы двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и газотурбинных установок (ГТУ), определение их термического КПД при различных способах подвода теплоты;
  
• 
  пути увеличения термического КПД;
  
• 
  термодинамические ос­новы работы компрессоров;
  
• 
  принцип работы одно- и многоступенчатого ком­прессора при изотермическом, адиабатном и политропном сжатии;
  
• 
  индикатор­ные диаграммы работы компрессора;
  

уметь:

• 
  проводить сравнение термических КПД циклов ДВС с различ­ными способами подвода теплоты;
  
• 
  строить индикаторные диаграммы циклов;
  
• 
  проводить сравнение термических КПД циклов ГТУ с различными способами подвода теплоты;
  
• 
  изображать циклы в PV и Ts-диаграммах;
  
• 
  изображать цикл компрессора в PV и Ts-диаграммах;
  
• 
  определять величину теоретической рабо­ты и мощности двигателя компрессора в цикле при различных видах сжатия.
  

Двигатели внутреннего сгорания. Циклы поршневых ДВС с подводом тепла при постоянном объеме и постоянном давлении, со смешанным подво­дом тепла, их изображение в PV и Ts-диаграммах. Термический КПД циклов двигателей внутреннего сгорания, их сравнение. Индикаторная диаграмма цик­лов.

Газотурбинные установки. Циклы ГТУ с подводом тепла при постоянном давлении и постоянном объеме, их изображение в PV и Ts-диаграммах.

Термический КПД циклов, их сравнение. Цикл ГТУ с подводом тепла при постоянном объеме. Регенеративный цикл ГТУ. Пути увеличения термиче­ского КПД циклов ГТУ.

Термодинамические основы работы компрессоров. Принцип работы од­ноступенчатого компрессора при изотермическом, адиабатном и политропном сжатии. Теоретические индикаторные диаграммы поршневого компрессора. Многоступенчатое сжатие в компрессоре. Изображение цикла компрессора в PV и Ts-диаграммах.
Практическая работа №3

Практическая работа№4
Тема 1.5 Реальные газы. Водяной пар и его свойства
Студент должен:
иметь представление:

• 
  о реальных газах;
  
• 
  о водяном паре и его свойствах;
  

знать:

• 
  уравнение состояния реальных газов;
  
• 
  свойства и параметры со­стояния водяного пара, процесс парообразования, его изображение в PV, Ts и hs-диаграммах;
  
• 
  характеристики и параметры влажного насыщенного, сухого и перегретого пара;
  

уметь:

• 
  определять параметры водяного пара с помощью таблиц водя­ных паров, hs-диаграммы;
  
• 
  изображать процесс парообразования в PV, Ts и hs-диаграммах;
  
• 
  производить вычисления параметров влажного насыщенного пара с использованием таблиц водяных парой и математических зависимостей.
  

Свойства реальных газов. Характеристическое уравнение реальных газов Ван-дер-Ваальса. Водяной пар как реальный газ. Парообразование, испарение, кипение, конденсация, сублимация, десублимация.

Насыщенный водяной пар. Сухой и влажный насыщенный пар. Перегре­тый пар. Степени сухости, влажности и перегрева.

Пограничные кривые и критическая точка.

PV, Ts и hs-диаграммы для водяного пара. Теплота жидкости, парообразования и перегрева пара.

Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара. Решение за­дач с использованием таблиц и hs-диаграммы водяного пара.

Тема 1.6 Термодинамические процессы водяного пара
Студент должен:
иметь представление:

• 
  о термодинамических процессах водяного пара;
  

знать:

• 
  основные процессы изменения состояния водяного пара;
  
• 
  прие­мы определения количества теплоты, работы, изменения внутренней энергии и параметров пара в каждом термодинамическом процессе с использованием таблиц, математических зависимостей и hs-диаграммы;
  

уметь:

• 
  изображать процессы изменения состояния водяного пара в PV, Ts и hs-диаграммах;
  
• 
  производить расчет процессов изменения состояния с по­мощью таблиц и hs-диаграммы.
  

Основные процессы изменения состояния водяного пара: изобарный, изохорный, изотермический и адиабатный. Изображение основных термоди­намических процессов водяного пара в PV, Ts и hs-диаграммах. Определение количества теплоты, работы, изменения внутренней энергии, энтальпии, эн­тропии и удельного объема водяного пара в каждом термодинамическом про­цессе.

Расчет процессов изменения состояния с помощью таблиц и hs-диаграммы.
Тема 1.7 Истечение и дросселирование газов и паров
Студент должен:
иметь представление:

• 
  о истечении и дросселировании газов и паров;
  

знать:

• 
  сущность процесса истечения газов и паров;
  
• 
  определения кине­тической энергии струи, скорости истечения;
  
• 
  понятие о критической скорости и критическом давлении;
  
• 
  понятие о действительном и теоретическом распола­гаемом теплоперепаде и располагаемой работе;
  
• 
  сущность процесса дроссели­рования газов и паров, его особенности;
  
• 
  практическое применение истечения и дросселирования газов и паров;
  

уметь:

• 
  изображать процессы изменения состояния водяного пара в PV и Ts-диаграммах;
  
• 
  определять параметры и характеристики водяного пара при истечении и дросселировании по hs-диаграмме;
  
• 
  производить расчет скорости истечения, расчет суживающегося сопла и сопла Лаваля.
  

Общие понятия. Кинетическая энергия струи и ее использование.

Работа проталкивания и располагаемая работа. Изображение располагае­мой работы в PV, Ts и hs диаграммах.

Скорость и критическая скорость истечения, секундный массовый расход газа. Критическое отношение давлений и критическая скорость. Зависимость истечения и расхода от соотношения давлений.

Практическое применение истечения. Комбинированное сопло Лаваля.

Располагаемый и действительный теплоперепад, потери в соплах.

Коэффициенты скорости и расхода. КПД сопла, его влияние на скорость истечения, расход и параметры пара. Основные размеры сопла и их определе­ние.

Расчет истечения газов и паров по hs-диаграмме.

Процесс дросселирования и его особенности. Дросселирование идеаль­ного газа и водяного пара. Изображение процессов дросселирования в hs-диаграмме.

Эффект Джоуля-Томсона. Эффект адиабатного дросселирования реаль­ных газов.

Изменение температуры реальных газов и паров при дросселировании.

Техническое применение дросселирования.

Тема 1.8 Циклы паротурбинных установок
Студент должен:
иметь представление:

• 
  о циклах паротурбинных установок;
  

знать:

• 
  принципиальные схемы паротурбинных установок, работающих по циклу Ренкина, регенеративному циклу, циклу с промперегревом, теплофи­кационному, бинарному и парогазовому циклам, циклу с магнитогидродинамическим (МГД) генератором;
  
• 
  способы определения термического КПД цик­лов и методы их повышения;
  

уметь:

• 
  изображать циклы паротурбинных установок в PV и Ts-диаграммах;
  
• 
  производить расчет технико-экономических показателей пароси­ловых циклов с помощью hs-диаграммы.
  

Схема паротурбинной установки. Цикл Ренкина - идеальный пароводя­ной цикл тепловой электрической станции, изображение цикла в PV и Ts-диаграммах.

Работа турбины и питательного насоса.

Работа, получаемая в результате совершения цикла. Полезно использо­ванное тепло.

Термический коэффициент полезного действия цикла Ренкина и его оп­ределение с использованием hs-диаграммы и термодинамических таблиц водя­ного пара.

Методы повышения термического КПД цикла.

Действительный цикл с необратимым адиабатным расширением пара в турбине.

Внутренние относительный и абсолютный КПД действительной паро­турбинной установки.

Удельный расход пара и теплоты.

Пути повышения термического КПД паросилового цикла. Влияние ос­новных параметров пара на термический КПД цикла Ренкина.

Регенеративный цикл паротурбинной установки. Принципиальная схема установки, работающей по регенеративному циклу. Изображение регенератив­ного цикла в Ts и hs-диаграммах. Определение термического КПД цикла с од­ним и несколькими регенеративными отборами пара. Удельный расход пара и теплоты.

Цикл с промежуточным перегревом пара. Схема цикла и его изображение в Ts и hs-диаграммах. Термический КПД цикла с промперегревом.

Термодинамические основы теплофикации. Схема теплофикационного цикла. Изображение цикла в Ts-диаграмме. Определение коэффициента ис­пользования тепла.

Бинарный и парогазовый циклы теплосиловых установок. Принципиаль­ная схема парогазовой установки и изображение ее цикла в Ts-диаграмме.

Термодинамический КПД парогазового цикла. Бинарный цикл с МГД генератором. Схема парогазовой установки с МГД генератором, изображение цикла в Ts диаграмме.
РАЗДЕЛ 2 ОСНОВЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ

Тема 2.1 Основные положения теории теплообмена

Студент должен:

иметь представление:

• 
  о основных положениях теории теплообмена;
  

знать:

• 
  основные способы передачи теплоты;
  
• 
  основные положения теп­лопроводности и механизм передачи теплоты теплопроводностью через стенки различной формы;
  
• 
  закон Фурье;
  
• 
  физический смысл коэффициента теплопро­водности;
  

уметь:

• 
  определять коэффициент теплопроводности и рассчитывать ко­личество теплоты, переданного теплопроводностью через стенки различной формы.
  

Процесс передачи теплоты теплопроводностью, конвекцией и излучени­ем. Понятие о теплопередаче.

Понятие о температурном поле и температурном градиенте.

Передача теплоты теплопроводностью через плоскую однослойную стенку. Закон Фурье. Коэффициент теплопроводности, его физический смысл. Плотность теплового потока, тепловая проводимость и термическое сопротив­ление, их определение.

Передача теплоты теплопроводностью через многослойную плоскую стенку. Определение температур на поверхности стенок.

Понятие эквивалентного коэффициента теплопроводности. Передача те­плоты теплопроводностью через однослойную и многослойную цилиндриче­ские стенки, через шаровую стенку.

Тема 2.2 Конвективный теплообмен. Теплоотдача и теплопередача. Ос­новы теории подобия и моделирования
Студент должен:
иметь представление:

• 
  о видах теплообмена;
  
• 
  о понятиях теплоотдача и теплопередача;
  
• 
  основы теории подобия и моделирования;
  

знать:

• 
  основные положения конвективного теплообмена;
  
• 
  закон Нъютона-Рихмана;
  
• 
  физический смысл коэффициента теплоотдачи и термического сопротивления;
  
• 
  факторы, влияющие на коэффициент теплоотдачи;
  
• 
  основы тео­рии подобия и моделирования, физический смысл констант подобия;
  
• 
  основные критериальные уравнения;
  
• 
  сущность теплопередачи через стенки различной формы;
  
• 
  физический смысл коэффициента теплопередачи и термического сопротивления;
  
• 
  факторы, влияющие на коэффициент теплопередачи;
  

уметь:

• 
  рассчитывать количество теплоты, передаваемого от теплоно­сителя к стенкам различной формы;
  
• 
  рассчитывать количество теплоты, переда­ваемого от одного теплоносителя к другому через стенки различной формы.
  

Основные положения конвективного теплообмена.

Теплоотдача между плоской стенкой и жидкостью. Закон Ныотона-Рихмана. Коэффициент теплоотдачи, его физический смысл. Термическое со­противление при теплоотдаче. Плотность теплового потока.

Факторы, влияющие на коэффициент теплоотдачи. Методы определения коэффициента теплоотдачи. Основы теории подобия и моделирования.

Определяемые и определяющие критерии подобия. Константы подобия, их физический смысл.

Критериальные уравнения. Обобщенные математические зависимости в процессах конвективного теплообмена.

Теплопередача.

Теплопередача через однослойную плоскую и цилиндрическую стенки.

Теплопередача через многослойную стенку. Коэффициент теплопереда­чи, его физический смысл. Термическое сопротивление теплопередачи.
Практическая работа №5
Тема 2.3 Теплоотдача при свободном движении жидкости, вынужденном продольном и поперечном обтекании труб, изменении агрегатного состояния вещества
Студент должен:
иметь представление:

• 
  о видах теплоотдачи;
  

знать:

• 
  особенности теплоотдачи при различных случаях движения теплоносителя, вынужденном продольном и поперечном обтекании труб;
  
• 
  особен­ности теплоотдачи при конденсации, условия возникновения конденсации, по­нятия о пленочной и капельной конденсации;
  
• 
  факторы, влияющие на теплоот­дачу при конденсации пара;
  
• 
  особенности теплоотдачи при кипении, условия возникновения кипения, понятия о пузырчатом и пленочном режимах кипения; факторы, влияющие на теплоотдачу при кипении;
  

уметь:

• 
  рассчитывать коэффициент теплоотдачи с помощью критери­альных уравнений в различных случаях конвективного теплообмена.
  

Факторы, обуславливающие свободное движение жидкости. Распределе­ние температур и скоростей в пограничном слое. Характер движения жидкости вдоль вертикальной стенки, вблизи горизонтальных труб и пластин.

Уравнение для определения коэффициента теплоотдачи, условия его применения.

Теплоотдача при продольном обтекании гладких труб в турбулентном режиме. Коэффициент теплоотдачи.

Выбор физических констант. Эквивалентный диаметр.

Процесс теплоотдачи при поперечном обтекании труб. Режим движения жидкости в пограничном слое при поперечном обтекании труб.

Шахматное и коридорное расположение труб в пучках. Критериальные уравнения.

Изменение теплоотдачи по длине окружности труб и по рядам труб в пучках. Влияние угла атаки на коэффициент теплоотдачи.

Условия возникновения конденсации. Понятие о пленочной и капельной конденсации. Термическое сопротивление при конденсации пара.

Режимы движения планки конденсата. Факторы, влияющие на теплоот­дачу при конденсации пара. Определение коэффициента теплоотдачи при кон­денсации.

Условия возникновения кипения. Пузырчатый и пленочный режимы ки­пения. Зависимость коэффициента теплоотдачи и плотности теплового потока при кипении от температурного напора. Критический момент. Зависимость ко­эффициента теплоотдачи от давления, физических свойств жидкости, состоя­ния поверхности и других факторов при пузырчатом кипении в большом объе­ме.

Зависимость коэффициента теплоотдачи при кипении от условий отвода пара, формы, размера и материала поверхности нагрева.

Процесс кипения жидкостей в ограниченном объеме (в трубе). Зависи­мость теплоотдачи от паросодержания жидкости.
Тема 2.4 Основные понятия и законы теплового излучения. Теплообмен излучением между телами
Студент должен:
иметь представление:

• 
  о основных законах и понятии теплового излучения;
  

знать:

• 
  природу теплового излучения и его основные характеристики, основные законы теплового излучения, различные случаи теплообмена излучением;
  
• 
  особенности излучения газов и паров, принципы теплообмена излучением в паровых котлах;
  

уметь:

• 
  рассчитывать количество лучистой теплоты, степени черноты поверхности тел, излучательной и поглощательной способности тел.
  

Свойства теплового излучения. Поглощательная, отражательная и пропу­скная способность тел. Основные законы теплового излучения: законы Планка, Стефана-Больцмана, Ламберта, Кирхгофа. Различные случаи теплообмена из­лучением.

Теплообмен излучением между двумя параллельными поверхностями. Теплообмен излучением между двумя поверхностями, расположенными одна в другой. Теплообмен излучением при произвольном расположении поверхно­стей. Приведенный коэффициент излучения. Понятие об экранах.

Поглощение, рассеивание и излучение энергии в газовых средах. Осо­бенности излучения газов и паров. Коэффициент поглощения.

Объемная интенсивность собственного излучения газовой среды. Излу­чение и поглощение многоатомных газов.

Коэффициенты черноты двуокиси углерода, водяного пара и их смеси, сажистых и запыленных газовых сред.

Средняя оптическая длина лучей. Расчет лучистого теплообмена. Слож­ный теплообмен как совокупность одновременно протекающих процессов теп­лопроводности, конвекции и излучения.

Принцип теплообмена в паровых котлах тепловых электрических стан­ций.

ТАБЛИЦА ВЫБОРА ВАРИАНТОВ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ»
Указание по выбору варианта и определение вопросов и заданий для контрольной работы

Выбор вопросов и заданий к контрольной работе определяется по фамилии, имени и отчеству учащегося, которые записываются в виде таблички, где номер буквы в Ф.И.О. определяет номер задачи, а буква, по ниже приведенной таблице, номер задачи, а буква, по ниже приведенной таблице, номер вопроса, всего вопросов в контрольной работе 4.

Таблица выбор вариантов:

Буквы ФИО	Номер задачи
	1	2	3	4
А	1	17	33	49
Б	2	18	34	50
В, Г	3	19	35	51
Д, Е, Ё	4	20	36	52
Ж, З	5	21	37	53
И, Й	6	22	38	54
К, Л	7	23	39	55
М, Н	8	24	40	56
О, П	9	25	41	57
Р, С	10	26	42	58
Т	11	27	43	59
У, Ф	12	28	44	60
Х, Ц	13	29	45	61
Ч, Ш	14	30	46	62
Щ, Ы, Ь, Ъ	15	31	47	63
Э, Ю, Я	16	32	48	64

Пример:

И	В	А	Н	О	В	П	Е	Т	Р
6	19	33	56

Номера заданий будут следующие буквы: буква И первая в фамилии, значит задание в первом столбце 1 строка номер вопроса 6, для буквы В столбец 2 номер вопроса 19 и т.д. В том числе, если фамилии одинаковые, то отсчет номеров вопроса у одного из них, кто имеет больший порядковый номер в журнале, производится в обратном порядке. Если букв не хватает, следующими буквами идут буквы имени.

ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

1. 
   Тепловая и механическая энергия. Принцип превращения теплоты в работу
   
2. 
   Термодинамическая система и внешняя среда
   
3. 
   Основные термодинамические параметры состояния рабочего тела: температура, давление, удельный объем и плотность. Единицы измерения и расчетные величины основных параметров
   
4. 
   Идеальный и реальный газ. Обратимые и необратимые процессы
   
5. 
   Законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля. Уравнение состояния идеального газа
   
6. 
   Закон Авогадро. Уравнение Менделеева - Клапейрона
   
7. 
   Газовая смесь, ее состав. Парциальное давление и приведенный объем компонентов газовой смеси
   
8. 
   Закон Дальтона. Вычисление удельного объема, плотности, газовой постоянной смеси и парциального давления газов
   
9. 
   Теплоемкость и количество теплоты. Массовая, объемная и мольная теплоемкости, изобарная и изохорная теплоемкости, соотношение между ними
   
10. 
    Средняя и истинная теплоемкость. Теплоемкость газовой смеси
    
11. 
    Первый закон термодинамики – закон сохранения и превращения тепловой и механической энергии
    
12. 
    Математическое выражение первого закона термодинамики. Единицы измерения теплоты и работы
    
13. 
    Анализ основных термодинамических процессов изменения состояния идеальных газов: изохорного, изобарного, изотермического, изоэнтропного, политропного
    
14. 
    Второй закон термодинамики
    
15. 
    Круговые процессы или циклы. Термический КПД цикла Карно
    
16. 
    Третий закон термодинамики о недостижимости телом абсолютного нуля, его следствие
    
17. 
    Циклы поршневых ДВС с подводом теплоты при постоянном объеме и постоянном давлении, со смешанным подводом теплоты, их изображение в PV и Ts – диаграммах
    
18. 
    Циклы ГТУ с подводом тепла при постоянном давлении и постоянном объеме, их изображение в PV и Ts – диаграммах
    
19. 
    Регенеративный цикл ГТУ. Пути увеличения термического КПД циклов ГТУ
    
20. 
    Термодинамические основы работы компрессоров
    
21. 
    Принцип работы одноступенчатого компрессора при изотермическом, адиабатном и политропном сжатии
    
22. 
    Водяной пар как реальный газ. Парообразование, испарение, кипение и конденсация
    
23. 
    Насыщенный водяной пар. Сухой и влажный насыщенный пар. Перегретый пар
    
24. 
    Степени сухости, влажности и перегрева
    
25. 
    Основные процессы изменения состояния водяного пара
    
26. 
    Определение количества теплоты, работы, изменения внутренней энергии, энтальпии, энтропии и удельного объема водяного пара в каждом термодинамическом процессе
    
27. 
    Кинетическая энергия струи и ее использование
    
28. 
    Располагаемый и действительный теплоперепад, потери в соплах
    
29. 
    Расчет истечения газов и паров
    
30. 
    Процесс дросселирования и его особенности
    
31. 
    Изменение температуры реальных газов и паров при дросселировании
    
32. 
    Техническое применение дросселирования
    
33. 
    Схема паротурбинной установки. Работа турбины и насоса
    
34. 
    Методы повышения КПД цикла Ренкина
    
35. 
    Пути повышения термического КПД паросилового цикла
    
36. 
    Регенеративный цикл паротурбинной установки. Принципиальная схема установки, работающей по регенеративному циклу
    
37. 
    Бинарный и парогазовый циклы теплосиловых установок, их принципиальная схема
    
38. 
    Процесс передачи теплоты теплопроводностью, конвекцией и излучением
    
39. 
    Передача теплоты теплопроводностью через плоскую однослойную стенку. Закон Фурье
    
40. 
    Коэффициент теплопроводности
    
41. 
    Передача теплоты через многослойную плоскую стенку
    
42. 
    Основные положения конвективного теплообмена
    
43. 
    Теплоотдача между плоской стенкой и жидкостью
    
44. 
    Коэффициент теплоотдачи, его физический смысл
    
45. 
    Основы теории подобия
    
46. 
    Теплопередача через однослойную плоскую и цилиндрическую стенки
    
47. 
    Теплопередача через многослойную стенку. Коэффициент теплопередачи, его физический смысл
    
48. 
    Факторы, обуславливающие свободное движение жидкости. Характер движения жидкости вдоль вертикальной стенки, вблизи горизонтальных труб и пластин
    
49. 
    Теплоотдача при продольном обтекании гладких труб в турбулентном режиме
    
50. 
    Шахматное и коридорное расположение труб в пучках. Критериальные уравнения
    
51. 
    Условия возникновения конденсации. Понятие о пленочной и капельной конденсации
    
52. 
    Определение коэффициента теплоотдачи при конденсации
    
53. 
    Условия возникновения кипения. Пузырчатый и пленочный режимы кипения
    
54. 
    Зависимость коэффициента теплоотдачи и плотности теплового потока при кипении от температурного напора
    
55. 
    Зависимость коэффициента теплоотдачи при кипении от условий отвода пара, формы, размера и материала поверхности нагрева
    
56. 
    Свойства теплового излучения
    
57. 
    Поглощательная, отражательная и пропускная способность тел
    
58. 
    Основы законы теплового излучения: законы Планка, Стефана-Больцмана, Ламберта, Кирхгофа
    
59. 
    Теплообмен излучением между двумя параллельными поверхностями
    
60. 
    Теплообмен излучением между поверхностями, расположенными одна в другой
    
61. 
    Теплообмен излучением при произвольном расположении поверхностей
    
62. 
    Поглощение, рассеивание и излучение энергии газовой среды. Коэффициент поглащения
    
63. 
    Коэффициенты черноты двуокиси углерода, водяного пара и их смеси, сажистых и запыленных сред
    
64. 
    Сложный теплообмен как совокупность одновременно протекающих процессов теплопроводности, конвекции и излучения
    

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

1. 
   Определение теплоемкости
   
2. 
   Исследование основных термодинамических процессов
   
3. 
   Цикл Карно. Теоретические циклы поршневых ДВС
   
4. 
   Цикл ГТУ. Поршневые компрессоры
   
5. 
   Конвективный теплообмен
   

ЛИТЕРАТУРА
Основная

1. 
   Костерев Ф.М. Теоретические основы теплотехники. - М.: Энергоиздат,- 1984.
   
2. 
   Ривкин С.Л., Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара. - М.: Энергоатомиздат,- 1984.
   
3. 
   Новиков П.П. Термодинамика. - М.: Машиностроение,- 1984.
   
4. 
   Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. - М.: Энергия,-1977.
   

Дополнительная

Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике. - М.: Машиностроение, - 1980.