Циклы двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных установок
Циклы двигателей внутреннего сгорания. Циклы газотурбинных установок. Цикл газотурбинной установки с использованием теплоты реакции химических процессов. Понятие о циклах реактивных двигателей. Анализ циклов. Изображение циклов в диаграммах p-v и T-s.Термический КПД цикла теплового двигателя. Внутренний относительный КПД и внутренний абсолютный КПД цикла. Методы повышения КПД. Эксергетический метод анализа циклов.
Вопросы для самопроверки:
1. Какой цикл называется идеальным?
2. Почему процессы сжатия или расширения во всех идеальных циклах тепловых двигателей принимают адиабатными?
3. Можно ли по характеру процесса подвода теплоты узнать, какой цикл рассматривается (поршневой или газотурбинный двигатель)?
4. Циклы каких двигателей характеризует изохорный отвод теплоты и почему?
5. С ростом какого параметра увеличивается термический КПД любого цикла?
6. Чем ограничивается степень сжатия у различных типов поршневых двигателей?
7. Чем ограничивается и как выбирается степень повышения давления у газотурбинных двигателей?
Циклы паросиловых установок
Принципиальная схема паросиловой установки. Цикл Ренкина и его исследование. Влияние начальных и конечных параметров на термический КПД цикла Ренкина. Изображение цикла в p-v-, T-s- и h-s-диаграммах. Пути повышения экономичности паросиловых установок, теплофикационный цикл. Бинарный и парогазовый циклы. Понятие о циклах атомных силовых установок.
|
|
|
Вопросы для самопроверки:
1. Как изображается работа насоса в pv-диаграмме для цикла Ренкина или Карно?
2. От каких параметров и как зависит ht цикла Ренкина?
3. Как меняется степень сухости пара за турбиной при увеличении давления пара турбиной при постоянной начальной температуре? В чем вред работы турбины на паре с большой степенью влажности?
4. Как влияет начальная температура перегретого пара на степень сухости его при выходе из турбины?
5. Для чего применяется вторичный перегрев пара?
Циклы холодильных машин, теплового насоса и термотрансформаторов (обратные термодинамические циклы)
Циклы холодильных установок. Холодильный коэффициент и холодопроизводительность. Цикл паровой и воздушной компрессорной холодильной установки. Характеристика холодильных агентов, применяемых в паровых холодильных установках. Понятие об абсорбционных и пароэжекторных холодильных установках. Трансформаторы: сущность трансформации, коэффициент преобразования теплоты, циклы, понижающего и повышающего трансформаторов, циклы совместного получения теплоты и холода.
Вопросы для самопроверки:
1.Какой параметр характеризует эффективность холодильной установки?
|
|
|
2. Каковы основные недостатки воздушной компрессорной холодильной установки?
3. Изобразите в Ts-диаграмме цикл воздушной компрессорной холодильной установки и эквивалентный ей обратный цикл Карно.
4. Почему в паровых холодильных установках целесообразно применять процесс дросселирования, а в воздушных – адиабатное расширение в турбине?
5. Какими свойствами должны обладать хладагенты?
6. Какими способами получают сжиженные газы?
7. Как работает тепловой насос?
ТЕОРИЯ ТЕПЛООБМЕНА
(для всех групп специальностей)
Основные понятия и определения
Предмет и задачи теории теплообмена. Значение теплообмена в промышленных процессах. Основные понятия и определения. Виды переноса теплоты. Теплопроводность, конвекция и излучение. Сложный теплообмен.
Теплопроводность
1. Основные положения учения о теплопроводности. Закон Фурье. Коэффициент теплопроводности. Механизм передачи теплоты в металлах, диэлектриках, полупроводниках, жидкостях и газах. Дифференциальное уравнение теплопроводности для однородных изотропных тел; условия однозначности. Коэффициент температуропроводности.
|
|
|
2. Теплопроводность при стационарном режиме. Теплопроводность однослойной и многослойной плоской и цилиндрической стенки при граничных условиях I рода. Теплопроводность сферической стенки. теплопроводность при стационарном режиме и граничных условиях III рода (теплопередача). Теплопередача через однослойную и многослойную плоскую и цилиндрическую стенки; коэффициент теплопередачи. Пути интенсификации процесса теплоотдачи. Критический диаметр тепловой изоляции. Выбор целесообразного теплового материала.
Вопросы для самопроверки:
1. Как передается теплота в процессе теплопроводности?
2. Сформулируйте основной закон теплопроводности.
3. Каков закон распределения температуры по толщине плоской и цилиндрической стенок?
4. При каком условии расчет цилиндрической стенки можно заменить расчетом плоской стенки.
Конвективный теплообмен
1. Основные положения учения о конвективном теплообмене. Физическая сущность конвективного теплообмена. Уравнение Ньютона – Рихмана. Дифференциальные уравнения теплообмена; уравнение движения вязкой жидкости, уравнение теплопроводности для потока движущейся жидкости, уравнение теплоотдачи на границе потока и стенки, уравнение закона сохранения массы. Условия однозначности к дифференциальным уравнениям конвективного теплообмена. Основные положения теории пограничного слоя. Местный и средний коэффициенты теплоотдачи.
|
|
|
2. Основы теории подобия и моделирования. Основные определения. Условия подобия физических явлений. Теоремы подобия. Критериальные уравнения, определяющие критерии. Методы моделирования. Физический смысл основных критериев подобия. Анализ размерностей. Понятие о математическом моделировании.
Вопросы для самопроверки:
1. Сформулируйте основной закон теплоотдачи конвекцией.
2. Какой критерий характеризует вынужденную конвекцию?
3. Из каких уравнений выводятся все критерий Re, Gr, Pr и Nu? 4. Какой критерий характеризует свободную конвекцию?
5. Что характеризует критерий Нуссельта?
6. Что такое определяющая температура и определяющий размер?
7. Почему при обтекании стенки жидкостью в непосредственной близости от поверхности стенки температурный градиент резко увеличивается?
8. В чем особенности теплоотдачи при кипении воды и компенсации водяного пара? Какие режимы кипения вам известны?
Теплообмен излучением
Общие понятия и определения. Частоты теплового излучения, баланс лучистого теплообмена. Основные законы лучистого теплообмена. Теплообмен излучением между телами, разделенными прозрачной средой; коэффициент облученности: теплообмен излучением между телами, произвольно расположенными в пространстве. Защита от излучения.
Вопросы для самопроверки:
1. Какие длины волн ограничивают видимые и какие – тепловые лучи?
2. Что происходит с лучистой энергией, падающей на поверхность твердого тела? Что такое абсолютное черное, абсолютно белое и диатермическое тело?
3. Что графически изображает закон Планка? Можно ли и как на этом графике показать излучательную способность тела?
4. Сформулируйте закон смещения Вина и объясните его связь с законом Планка.
5. О чем говорит закон Кирхгофа и каково его практическое применение?
6 . Сформулируйте закон Стефана-Больцмана и объясните его связь с законом Планка.
7. Дайте определение абсолютно черного и серого тел, поглощательной способности и степени черноты.
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 331; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!