Точка росы - это температура воздуха, при которой содержащийся в нём пар достигает состояния насыщения и начинает конденсироваться в росу.
Вопросы к зачету по дисциплине «Теплотехника» для групп ГМс, БГс, ОПс
1. Основные свойства и параметры состояния термодинамических систем. Термодинамический процесс
2. Смеси рабочих тел, их характеристики и законы.
3. Теплоемкость.
4. Работа и теплота, законы преобразования энергии.
5. Сущность первого закона термодинамики. Аналитическое выражение и формулировка первого закона термодинамики.
6. Фазовые диаграммы.
7. Второй закон термодинамики.
8. Круговые термодинамические процессы (циклы). Прямой цикл Карно.
9. Круговые термодинамические процессы (циклы). Обратный цикл Карно
10. Основные термодинамические процессы водяного пара. Процессы изменения состояния водяного пара в pv-, Ts- и is -диаграммах.
11. Влажный воздух: область применения, абсолютная и относительная влажность, влагосодержание точка росы, id -диаграмма
12. Сопло Лаваля.
13. Классификация химических реакций. Тепловые эффекты реакций. Закон Гесса. Тепловые эффекты образования и сгорания веществ.
14. Теплопроводность: основные положения, температурное поле, основной закон теплопроводности.
15. Передача тепла через плоскую и цилиндрическую стенки.
16. Конвекция: основы теории конвективного теплообмена, режимы течения, коэффициент теплоотдачи.
17. Способы интенсификации теплообмена.
18. Типы теплообменных аппаратов. Достоинства и недостатки.
19. Основы сушки влажных материалов.
|
|
|
20. Виды и характеристики топлива. Состав различных видов топлива.
21. Процессы горения различных видов топлива.
22. Цикл компрессора: характеристики действительного цикла, понятие о многоступенчатом сжатии.
23. Основные понятия о работе холодильных установок, их классификация и характеристики, хладагенты, требования к ним.
24. Принципиальная схема и принцип работы теплового насоса, его преимущества и недостатки.
1. Основные свойства и параметры состояния термодинамических систем. Термодинамический процесс
Термодинамическая система описывается набором величин, которые не зависят от предыдущих состояний системы. Каждое состояние может быть описано термодинамическими величинами. Любая характеристика системы является интенсивной или аддитивной. Интенсивная характеристика (с латинского intensive - принадлежащий объекту) не зависит от размера системы, т.е. её величина одинакова для всей системы (или части системы) независимо от размеров, например температура или концентрация. Аддитивная характеристика (с латинского - возможность присоединяться) зависит от размера выбранного объекта и для всей системы будет являться суммой значений для всех её элементов, например, масса.
|
|
|
Основные термодинамические параметры состояния:
1. Удельный объем
2. Давление
3. Температура
4. Плотность
Термодинамический процесс – это процесс перехода рабочего тела ( газа или пара) из одного состояния начального в другое (конечное) состояние.
2. Смеси рабочих тел, их характеристики и законы.
Смесь рабочих тел понимается смесь отдельных газов, не вступающих между собой ни в какие химические реакции. Каждый газ (компонент) в смеси независимо от других газов полностью сохраняет все свои свойства и ведет себя так, как если бы он один занимал весь объем смеси.
Для газовой смеси основными характеристиками являются ее состав, температура, давление, динамическое состояние смеси — покой или течение, причем в случае течения смеси определяющими для зажига-ь ия искрой являются параметры этого течения.
Электрическая искра характеризуется энергией, параметрами разряда, полярностью, длиной искрового промежутка
Основным законом, определяющим поведение газовой смеси, является закон Дальтона: полное давление смеси идеальных газов равно сумме парциальных давлений всех входящих в неё компонентов.
3. Теплоемкость
4. Работа и теплота, законы преобразования энергии.
|
|
|
Теплота - это такая форма передачи энергии, которая является совокупностью микрофизических процессов (обмен энергии при столкновении молекул, излучение квантов света и т.д.), это микрофизических форма передачи энергии.
Работа - это макрофизична форма передачи энергии. В этом и заключается существенное отличие между работой и теплотой.
Закон сохранения энергии гласит, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена — только преобразована из одной формы энергии в другую. Это означает, что система всегда имеет одинаковое количество энергии, если только она не добавляется извне.
5. Сущность первого закона термодинамики. Аналитическое выражение и формулировка первого закона термодинамики
Изменение Δ U внутренней энергии неизолированной термодинамической системы равно разности между количеством теплоты Q , переданной системе, и работой A, совершенной системой над внешними телами.
Δ U = Q − A
Количество теплоты, полученное системой, идет на изменение ее внутренней энергии и совершение работы над внешними телами.
Q = Δ U + A
6. Фазовые диаграммы
Простейшие фазовые диаграммы–это диаграммы давления и температуры одного простого вещества, такого как вода. Оси соответствуют давлению и температуре. Фазовая диаграмма показывает в пространстве давление–температура линии равновесия или границы фаз между тремя фазами твердого тела, жидкости и газа.
|
|
|
7. Второй закон термодинамики
Любой самопроизвольный процесс в изолированной системе приводит к возрастанию энтропии этой системы (dS>0). Самопроизвольный процесс приводит изолированную систему к состоянию равновесия, при котором энтропия достигает своего максимального значения (dS=0).
8. Круговые термодинамические процессы (циклы). Прямой цикл Карно.
9. Круговые термодинамические процессы (циклы). Обратный цикл Карно
Обратный цикл Карно называется идеальным циклом холодильных установок и так называемых тепловых насосов. При этом рабочим телом являются пары легкокипящих жидкостей – фенол, аммиак и т.п. Процесс перекачки теплоты от тел, помещенных в холодильную камеру, в окружающую среду происходит за счет затрат электроэнергии.
10. Основные термодинамические процессы водяного пара. Процессы изменения состояния водяного пара в pv-, Ts- и is -диаграммах.
11. Влажный воздух: область применения, абсолютная и относительная влажность, влагосодержание точка росы, id –диаграмма.
Влажный воздух - это смесь сухого воздуха и водяного пара.
Абсолютная влажность выражается либо как масса водяного пара на объем влажного воздуха (в граммах на кубический метр), либо как масса водяного пара на массу сухого воздуха (обычно в граммах на килограмм).
Относительная влажность, часто выражаемая в процентах, указывает на текущее состояние абсолютной влажности по сравнению с максимальной влажностью при той же температуре.
Точка росы - это температура воздуха, при которой содержащийся в нём пар достигает состояния насыщения и начинает конденсироваться в росу.
12. Сопло Лаваля
13. Классификация химических реакций. Тепловые эффекты реакций. Закон Гесса. Тепловые эффекты образования и сгорания веществ.
Химические реакции классифицируются по различным признакам. 1. По составу реагентов и продуктов реакции делятся на реакции соединения, разложения, замещения и обмена.
Закон Гесса — основной закон термохимии, который формулируется следующим образом: Тепловой эффект химической реакции, проводимой в изобарно-изотермических или изохорно-изотермических условиях, зависит только от вида и состояния исходных веществ и продуктов реакции и не зависит от пути её протекания.
14. Теплопроводность: основные положения, температурное поле, основной закон теплопроводности
Теплопрово́дность — способность материальных тел проводить тепловую энергию от более нагретых частей тела к менее нагретым частям тела путём хаотического движения частиц тела (атомов, молекул, электронов и т. п.). Такой теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением температур, но механизм переноса теплоты будет зависеть от агрегатного состояния вещества.
Температурное поле – это совокупность значений температуры во всех точках тела (группы тел) в произвольный момент времени. Температура характеризует тепловое состояние тела и определяет степень его нагретости.
Закон теплопроводности, известный также как закон Фурье, гласит, что скорость теплопередачи через материал пропорциональна отрицательному градиенту температуры и площади, перпендикулярной этому градиенту, через который протекает тепло.
15. Передача тепла через плоскую и цилиндрическую стенки.
Теплопередача через плоскую стенку. Теплопередачей называется передача теплоты от горячего теплоносителя к холодному теплоносителю через стенку, разделяющую эти теплоносители.
Передача теплоты теплопроводностью в цилиндрической стенке происходит по тем же законам, что и в плоской стенке. Различие заключается лишь в том, что плоская стенка имеет поверхности одинаковые по площади, а у цилиндрической площадь внутренней поверхности всегда меньше наружной.
16. Конвекция: основы теории конвективного теплообмена, режимы течения, коэффициент теплоотдачи.
КОНВЕКТИ́ВНЫЙ ТЕПЛООБМЕ́Н, процесс переноса энергии (теплоты) между поверхностью конденсированной фазы (обычно твёрдой) и движущейся жидкостью. В теории теплообмена термином «жидкость» обозначают как капельную жидкость, так и газ. К. т. всегда включает молекулярный перенос энергии (теплопроводность) и собственно конвекцию, т. е. перенос энергии, вызванный макроскопич. перемещением в пространстве объёмов жидкости.
Ламинарное течение (от лат. lamina — пластинка), упорядоченное течение жидкости или газа, при котором жидкость или газ перемещается как бы слоями, параллельными направлению течения.
Турбулентное течение(от лат. turbulentus — бурный, беспорядочный), форма течения жидкости или газа, при которой их элементы совершают неупорядоченные, неустановившиеся движения по сложным траекториям, что приводит к интенсивному перемешиванию между слоями движущихся жидкости или газа.
Коэффициент конвективной теплоотдачи α численно характеризует. тепловую мощность, которую рассеивает путем конвекции в окружающую. среду (или воспринимает от нее) единица поверхности твердого тела при. разности температур между ними в 1 градус.
17. Способы интенсификации теплообмена
18. Типы теплообменных аппаратов.
Достоинства:
Вариативность размеров теплообменника и материалов, из которых его изготавливают
Возможность изменять количество пластин и таким образом изменять мощность устройства (если речь не идет о запаянном теплообменнике)
Высокий процент теплопередачи.
Недостатки:
Низкий коэффициент теплопередачи. Эффективность нагрева хуже, чем у пластинчатых теплообменников
Большие габаритные размеры. Большой вес и металлоемкость конструкции. Требует большой площади для монтажа и специального фундамента
При ремонте, не редко, проводят заглушку вышедших из строя трубок. Это снижает теплопередающую поверхность теплообменника
19. Основы сушки влажных материалов.
Сушка – это процесс удаления влаги из материала путем ее испарения и отвода образовавшихся паров
Теоретические основы процесса сушки. Сушка – это процесс удаления влаги из материала путем ее испарения и отвода образовавшихся паров. Аппараты, в которых осуществляют сушку, называются сушилками. При сушке протекают два основных процесса: теплообмен и массообмен. В простейшем виде процесс сушки осуществляют путем контакта нагретого до определенной температуры газа (воздух, топочные газы, инертный газ) с материалом (изделием), подлежащим сушке.
20. Виды и характеристики топлива. Состав различных видов топлива.
Твердое топливо — древесина, древесная щепа, древесные пеллеты, торф, бурый и каменный уголь, горючие сланцы, сапропель, битуминозные пески. Из твердых видов топлив в отопительных котельных в основном сжигают ископаемые угли — бурые, каменные и антрациты.
Жидкое топливо — нефть и продукты ее переработки (мазут, керосин, дизельное топливо); масла (сланцевое масло, отработавшее машинное масло, растительные или животные масла).
Газообразное топливо — природные и искусственные газы. Газообразное топливо — смесь горючих и негорючих газов. В естественном газе в основном содержатся метан, этан и тяжелые углеводороды, а также негорючие газы — углекислый газ и азот.
Твердые и жидкие топлива состоят из горючих (углерода - С, водорода - Н, летучей серы - S л == S ор + S к) и негорючих (азота - N и кислорода - О) элементов и балласта (золы - А, влаги - W). Элементарный состав твердого и жидкого топлива дается в процентах к массе 1 кг топлива. При этом различают рабочую, сухую, горючую и органическую массу топлива.
21. Процессы горения различных видов топлива
23. Основные понятия о работе холодильных установок, их классификация и характеристики, хладагенты, требования к ним.
Холодильные установки - это обширная область специальных знаний, конструкций и способов получения низких температур, от близких к нулю до глубоко отрицательных значений. Эти низкие температуры (холод) создаются в теплоизолированных от окружающей среды объемах (холодильных камерах).
Установки для получения низких температур можно разделить на три группы: а) установки для умеренного охлаждения (до минус 1800С);
б) установки для выработки глубокого холода (до минус 2700С);
в) установки для достижения сверхнизких температур (ниже минус 2700С).
Установки для получения глубокого холода получили применение в экспериментальной технике, а также широко используются для сжижения газов и разделения газовых смесей.
Получение сверхнизких температур, близких к абсолютному нулю, необходимо для некоторых аппаратов и приборов, используемых при изучении сверхтекучести, сверхпроводимости и в других физических исследованиях.
Все типы холодильных установок можно классифицировать по ряду сходных признаков. Каждый из них отражает только одну характерную особенность установки, поэтому в определении холодильной установки может быть два и более признака. Холодильные установки или станции могут различаться по следующим показателям (признакам):
а) по назначению: стационарные и передвижные с централизованным и децентрализованным охлаждением для холодоснабжения, теплоснабжения, смешанного тепло- и холодоснабжения, для аккумулирования тепловой энергии и ее транспорта;
б) по производительности: крупные -- производительностью свыше 3,0 МВт, средние -- до 1,00 МВт, мелкие -- до 60 кВт;
в) по режиму работы: стационарные, нестационарные, непрерывные или цикличные, нестационарные с аккумулятором тепловой энергии.
г) по виду холодильного агента: аммиачные, фреоновые, этановые, пропановые, углекислотные, на смесях холодильных агентов.
д) по виду охлаждения: с непосредственным, промежуточным охлаждением.
е) по принципу действия: на компрессорные холодильные машины, требующие для производства холода затраты механической работы (от парового или электрического привода) и абсорбционные и пароэжекторные установки, требующие для производства холода затраты тепла.
Основным назначением холодильных машин является выработка искусственного холода или отвод тепла от охлаждаемого тела в окружающую среду, имеющую более высокую температур. При помощи холодильных установок можно понижать температуру различных объектов или в ограниченных объёмах поддерживать более низкую температуру по сравнению с окружающей средой.
Роль холодильных машин в промышленности и народном хозяйстве в настоящее время весьма значительна. Холодильные установки не только стали неотъемлемым оборудованием пищевых предприятий, но и служит мощным средством для интенсификации процессов в различных отраслях техники: в химической промышленности - производстве пластмасс и искусственных волокон, на транспорте, особенно в авиации, - для кондиционирования воздуха, в машиностроении - для низкотемпературной термической обработки металлов, в строительстве - для замораживания грунтов. Сейчас холод широко применяется для кондиционирования воздуха в театрах, ресторанах, в цехах промышленных предприятий, а также в медицине и медицинской промышленности, в быту на торговых базах и в магазинах.
24. Принципиальная схема и принцип работы теплового насоса, его преимущества и недостатки.
Принцип работы теплового насоса заключается в поглощении и последующем выделении тепловой энергии в процессе испарения и конденсации жидкости а так же в смене давления и последующем изменении температуры конденсации и испарения. Тепловой насос изменяет движение тепла — заставляет двигаться в обратном направлении. То есть ТН тот же гидравлический, перекачивающий жидкости снизу-вверх, вопреки природному движению сверху-вниз.
Достоинства
Первое и несомненное преимущество тепловых насосов — значительная экономия электроэнергии. Да, им, в отличие от солнечных коллекторов, она необходима, однако в гораздо меньших количествах. Например, электрический котел (или обогреватель) забирает столько же энергии, сколько выдает тепла. Тепловой насос, наоборот, тратит минимум электроэнергии, а тепла производит в три-семь раз больше. Оборудование может потратить 5 кВт/ч, однако тепла оно выделяет не менее 17 кВт/ч. Высокий КПД — самое привлекательное качество тепловых котлов.
К недостаткам:
1. Цена тепловых насосов и стоимость обустройства геотермальной системы. Причем окупится оборудование далеко не сразу. Владельцам придется ждать как минимум 5 лет. Исключение — воздушные устройства, не требующие дополнительных вложений.
2. Необходимость добавления дополнительного источника тепла в тех регионах, где температура нередко бывает ниже -20°. Такая система называется бивалентной. Если не справляется тепловой насос, то подключается теплогенератор (газовый котел, электрообогреватель).
3. Экологичность, все же находящаяся под вопросом. Для человека угрозы нет, но она существует для экосистемы. Например, в грунте живут микроорганизмы — анаэробы. При сильном охлаждении пространства около труб им грозит неминуемая гибель.
4. Почти необходимость обеспечить в доме трехфазную электросеть. Для исправной работы теплового насоса надо свести к минимуму перепады напряжения, которые способны спровоцировать поломку установки.
Дата добавления: 2022-07-02; просмотров: 29; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!