- •Параметры состояния рабочего тела, способы и единицы их измерения.
- •Примерный состав продуктов сгорания и способы его измерения.
- •Способы измерения расходов теплоносителей и учета тепловой энергии в системах отопления и гвс.
- •Основные газовые законы. Уравнение состояния идеального газа.
- •Какой параметр остается неизменным в адиабатическом процессе и почему?
- •Что такое энтальпия? Как изменяется энтальпия в процессе дросселирования идеального газа?
- •Первый закон термодинамики и его записи через внутреннюю энергию и энтальпию.
- •Записать формулы для расчета количества тепла, необходимого для нагрева м кг газа на t°c при постоянном объеме и давлении.
- •Дайте одну из формулировок II закона термодинамики. Приведите его математическую запись.
- •Принцип работы вечных двигателей I-го II-го рода.
- •Что такое помпаж и как его избежать?
- •Как запускаются мощные центробежные и поршневые компрессоры?
- •Для чего служат промежуточные и концевые холодильники в компрессоре?
- •Цикл идеального теплового двигателя и его к.П.Д. (цикл Карно).
- •Цикл Ренкина и его к.П.Д.
- •Способы повышения эффективности использования топлива в цикле Ренкина
- •Влажный воздух и его характеристики.
- •Как рассчитать тепловую мощность, необходимую для получения м кг/с перегретого пара с параметрами р и т?
- •Основные способы распространения тепла.
- •Основной закон теплопроводности — закон Фурье.
- •Что такое коэффициент теплопроводности, его размерность, от чего зависит его величина, где его взять для выполнения расчетов?
- •Порядок величины коэффициента теплопроводности для различных веществ.
- •Виды конвекции, и чем они отличаются.
- •Основное уравнение конвективного теплопереноса — уравнение Ньютона.
- •Что такое коэффициент теплоотдачи, его размерность, как его определить для выполнения расчетов?
- •От чего зависит коэффициент теплоотдачи? Порядок его величины для различных случаев теплообмена.
- •Что такое коэффициент теплопередачи. И от чего он зависит?
- •Как рассчитать тепловой поток теплопроводностью через плоскую стенку?
- •Как рассчитать тепловой поток теплопроводностью через многослойную плоскую стенку.
- •Как рассчитать тепловой поток излучением между двумя бесконечными плоскими стенками? Между телами произвольной формы?
- •Как рассчитать средний температурный напор Δt в теплообменнике? При каких условиях среднелогарифмический напор можно заменить среднеарифметическим?
- •Виды теплообменников и области их преимущественного применения.
- •Основные этапы выполнения теплового и конструктивного расчета теплообменника.
- •Основные этапы выполнения поверочного расчета теплообменника.
- •Преимущества и недостатки мини – тэц и крупных тэц, расположенных за городом.
- •Какие единицы измерения концентрации растворов используются в водоподготовке (молярная, мольная) и почему?
- •Понятие щелочности воды. (Метод его определения).
- •Понятие жесткости воды. (Метод его определения).
- •Какие виды жесткости бывают, и какие из них наиболее опасны для паровых и водогрейных котлов?
- •Показатель концентрации ионов водорода в воде – рН.
- •Назначение Na – катионирования. Как меняются при этом свойства воды?
- •Понятие продувки котла. Зачем нужна, какая бывает и как осуществляется?
- •Каким образом используется тепло продувочной воды?
- •Тепловой баланс котла. Примерные величины основных потерь.
- •Теплота сгорания.(Как определяются?).
- •Низкотемпературная коррозия и меры борьбы с ней.
- •Способы регулирования температуры перегретого пара в паровых котлах.
- •Перечислите вредные выбросы из котла и укажите методы их снижения.
- •Зачем ставится экономайзер в котле, и почему его ставят в рассечку с воздухоподогревателем?
- •Как определяются гидравлические потери на местных сопротивлениях? От чего зависит величина коэффициента местного сопротивления ξм?
- •Что такое кавитация? Перечислите разрушительные факторы кавитации.
- •Причины возникновения и способы устранения кавитации в насосах.
- •Гидродинамический смысл числа Рейнолдса Re, его размерность и способ расчета.
- •Как рассчитать массовый расход рабочей среды при стационарном течении в трубопроводе диаметра d?
- •Как рассчитать объемный расход несжимаемой жидкости при стационарном течении в трубопроводе диаметра d?
- •Каковы причины использования многоступенчатых нагнетателей?
- •Причины возникновения и способы компенсации осевой силы в нагнетателях.
- •Основные типы энергетических насосов (по назначению).
- •Что такое «самотяга» дымовой трубы?
- •Способы регулирования производительности нагнетателей, их преимущества и недостатки.
- •Каков принцип действия направляющих аппаратов у нагнетателей?
Цикл идеального теплового двигателя и его к.П.Д. (цикл Карно).
Рисунок 5. Т – S диаграмма цикла Карно.
На данной диаграмме (рисунок 5) представлен некий замкнутый цикл. Система последовательно переходит из точки 1 в 2 затем 3, 4 и снова в 1. Из графика видно, что процесс 1 → 2 является изотермическим (происходит при Т1 = const) и процесс 3 → 4, также является изотермическим (происходит приT2=const). Процессы 2 → 3 и 4 → 1 являются адиабатными, поскольку в них не происходит изменение энтропии, тоdS= 0, следовательно,dQ= 0 илиQ= const. Причем в процессе 2→ 3 происходит охлаждение рабочего тела за счет совершения работы телом, а в процессе 4 → 2 происходит нагрев рабочего тела, за счет совершения работы над телом.
Количество тепла, подводимое к системе: Q1=T1×(S2-S1) - площадь прямоугольника 1-2-S2-S1-1 (вся область закрашенная голубым и зеленым).
Количество тепла, отдаваемое системой: Q2 = T2 × (S2-S1)площадь прямоугольника 3-S2-S1-4-3 (область, закрашенная голубым цветом).
Работа цикла - разность подведенной и отведенной теплоты: L = Q1 - Q2(область, закрашенная зеленым).
К.П.Д цикла:
Главной особенностью данного цикла является то, что при данном перепаде температур у любого другого цикла КПД будет меньше. Другими словами максимально возможным КПД при данном перепаде температур является КПД цикла Карно. Диаграмма Т-Sдает наглядное доказательство этого утверждения. Любой другой цикл в диапазоне температурТ1-Т2, на диаграмме будет иметь соотношение площадей меньшее, чем соотношение площадей прямоугольников. В связи с площадями на диаграмме возникло выражение - степень заполнения цикла – насколько площади работы цикла близки к площадям прямоугольников
Важным следствием из формулы для КПД цикла Карно является то, что для увеличения КПД необходимо увеличивать температуру подвода тепла T1, и снижать температуру отвода теплаT2. На любых энергетических установках с пароводяным циклом, использующих в качестве конечного поглотителя тепла окружающие пространство, (АЭС, ТЭЦ) зимой к.п.д. выше за счет снижения температуры окружающей средыT2.
Циклы ДВС с подводом тепла при P=const и V=const и их к.п.д.
Т – S диаграмма цикла Карно
Анализируя работу тепловых двигателей, французский инженер Карно в 1824 г пришел к выводу, что более выгодным круговым процессом является цикл, состоящий из двух изотермических и двух адиабатных процессов, т.к. он характеризуется наибольшим к.п.д. В цикле Карно рабочее тело изотермически, а затем адиабатно расширяется, после чего снова изотермически (при более низкой температуре) и потом адиабатно сжимается. Цикл, который совершает идеальный газ некоторой массы, складывается из четырех процессов:
1. Рабочее тело приводят в контакт с нагревателем-источником тепла постоянной температуры Тн. При изотермическом расширении на участке 1-2 от нагревателя отбирается теплоQн. Вследствие этого температура газа остается неизменной.
2. Отсоединяем нагреватель от рабочего тела и при тепловой изоляции даем газу адиабатно расширяться. Внутренняя энергия газа уменьшается, и его температура падает до Тх.
3. Приводим газ в контакт с холодильником, имеющим постоянную температуру Тх, причемТх< Тн. После этого газ сжимаем изотермически, и выделяющееся при этом теплоQхотбирается холодильником.
4. Рабочее тело отсоединяем от холодильника и в условиях тепловой изоляции газ адиабатно сжимается до исходного состояния. Таким образом, нагреватель отдал газу теплоту Qн, а холодильник отобрал теплотуQх. Разность(Qн-Qх)определяет полезную работу за один цикл, т.е.A=(Qн-Qх), а работа на адиабатных участках взаимно компенсируется. Отношение полезной работыАгаза, совершенной за один цикл, к затраченной энергии нагревателя определяет к.п.д. тепловой машины: ηмакс=(Qн-Qх)/Qн. Либо к.п.д. численно равен отношению разности температур нагревателяТни холодильникаТк абсолютной температуре нагревателя.
ηмакс =(Tн-Tх)/Tн
Работа, совершаемая газом в результате изменений его состояний по любому замкнутому циклу, пропорциональна площади цикла на диаграмме pV.