- •Глава 7 – “Движение в пористой среде” отражает четко границы приме-
- •Раздел 1. Физические свойства жидкости, газов
- •Глава 1. Основные физические свойства жидкости.
- •1.2. Понятие о жидкости
- •1.3. Плотность, удельный объем, удельный вес, сжимаемость, температурное расширение, поверхностное натяжение жидкости
- •1.4. Вязкость, закон вязкости трения
- •1.5. Приборы для измерения плотности и вязкости
- •Тест – тренинг - контроль 1-1
- •Раздел 2. Гидростатика.
- •Методические указания
- •Глава 2. Законы гидростатики и их практическое
- •2.2. Основное уравнение гидростатики
- •2.3. Гидростатическое давление, его свойства
- •2.4. Центр давления
- •2.5. Давление жидкости на плоскую стенку
- •2.6. Давление жидкости на криволинейные поверхности
- •2.7. Гидростатический парадокс
- •1.3. Давление в покоящейся жидкости
- •1.4. Сила статического давления жидкости на плоскую стенку
- •1.5. Сила статического давления жидкости на криволинейные стенки. Закон Архимеда
- •1.6. Относительный покой жидкости
- •1.6.1. Прямолинейное равноускоренное движение сосуда
- •2.8. Эпюры гидростатического давления
- •2.9. Закон Архимеда
- •2.10. Приборы для измерения давления жидкостей и газов.
- •2.11. Простые гидравлические машины и устройства
- •2.12. Принцип действия гидравлических машин
- •Тест – тренинг - контроль 2-1
- •Раздел 3. Гидродинамика.
- •Методические указания
- •Глава 3. Динамика жидких и газовых сред
- •3.4. Графическая иллюстрация уравнения Бернулли
- •3.5. Алгоритм решения задач по применению уравнения д.Бернулли
- •3.6. Измерение расхода и скорости жидкости
- •3.7. Расходомеры, применяемые в промышленности
- •3.8. Центробежный насос
- •3.9. Достоинства и недостатки ц.Н.
- •3.10. Насосная установка
- •Тест – тренинг - контроль 3-1
- •3.11. Гидравлические сопротивления
- •Методические указания
- •3.12. Число Рейнольдса, режим движения
- •3.13. Шероховатость стенок труб
- •3.14. График Никурадзе
- •3.15. Определение потерь напора в трубопроводах
- •3.16. Влияние различных факторов на коэффициент λ
- •3.17. Потери напора в трубах некруглого сечения
- •3.18. Местное сопротивление
- •3.20. Коэффициенты местных сопротивлений
- •3.21. Алгоритм решения задач по определению суммарных потерь напора
- •3.22. Сопротивление при обтекании тел
- •Тест – тренинг - контроль 3-2
- •Глава 4. Динамика движения жидкости в
- •Методические указания
- •4.1. Классификация трубопроводов
- •4.3. Основные задачи при расчете трубопроводов
- •7. Гидравлический расчёт сложных трубопроводов
- •4.4. Кавитация
- •4.5. Сифонные трубопроводы
- •4.7. Меры борьбы гидравлического удара
- •4.8. Полезное использование гидроудара в нгп
- •4.9. Расчет напорных нефтепроводов
- •Тест – тренинг - контроль 4 -1
- •Глава 5. Истечение жидкости из отверстий и насадок
- •Методические указания
- •5.1. Истечение жидкости из отверстий в тонкой стенке при постоянном давлении
- •8. Истечения жидкости через отверстия и насадки
- •5.2. Истечение жидкости через насадки
- •5.3. Гидравлические струи жидкости. Структура гидравлической струи. Дальность полета струй
- •5.4. Давление струи на твердую преграду
- •Тест – тренинг - контроль 5-1
- •Глава 6. Газодинамика.
- •Методические указания
- •6.1. Понятия: газовая динамика; закономерности течения газов (уравнение неразрывности, уравнение Бернулли); истечение газа из неограниченного объема; весовой расход
- •Тест – тренинг – контроль 6 – 1
- •Глава 7. Движение жидкости в пористой среде
- •Методические указания
- •7.1. Основные понятия и определения фильтрации
- •7.2. Основной закон фильтрации и границы его применения
- •7.3. Закон Дарси
- •7.4. Физический смысл к (коэффициента фильтрации)
- •7.5. Приток грунтовой воды к сооружениям
- •7.6. Простейшие случаи установившейся напорной фильтрации несжимаемой жидкости
- •Тест – тренинг - контроль 7-1
- •Раздел 4. Неньютоновские жидкости
- •Методические указания
- •Глава 8. Режимы движения вязкопластичной
- •8.2. Вязкопластичные жидкости и их свойства
- •Режимы движения вязкопластичной жидкости
- •8.4 Роль бурового раствора в б.Н.Г.С. Условия выноса разбуренной породы на поверхность
- •8.5 Турбобур
- •Раздел 5. Основы термодинамики
- •Глава 9. Основные газовые законы. Теплоемкость
- •Методическое указание
- •9.1. Основные определения и законы идеальных газов.
- •Закон Гей-Люссака
- •Закон Шарля
- •Уравнение состояния идеальных газов.
- •Закон Авогадро
- •Уравнение Менделеева
- •Тест - тренинг - контроль 9-1
- •4. Изотермический
- •9.2. Газовые смеси. Теплоемкость смеси
- •9.3. Понятие газовой смеси. Парциальное давление. Основные характеристики смеси
- •9.4. Теплоемкость: виды, истинная и средняя. Теплоемкость
- •Контрольные вопросы:
- •Тест – тренинг - контроль 9 -2
- •9.5. Внутренняя энергия. Энтальпия. Принцип эквивалентности Методические указания
- •Энтальпия, как функция температуры
- •Тест – тренинг - контроль 9-3
- •Глава 10. Термодинамические процессы изменения состояния
- •Методическое указание
- •10.1. Классификация термодинамических процессов.
- •3. Изотермический процесс.
- •4. Адиабатный процесс.
- •5. Политропный процесс
- •Тест – тренинг - контроль 10-1
- •10.2. Второе начало (закон) термодинамики
- •Математическая запись закона
- •Энтропия
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 11. Теоретические циклы паросиловых и холодильных установок двигателей внутреннего сгорания
- •Методические указания
- •11.1 Простейшая схема п.С.У.
- •11.2. Цикл Ренкина. Пути повышения экономичности п.С.У.
- •11.3. Цикл компрессорной холодильной установки
- •11.4. Теоретические циклы д.В.С. Циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания
- •4.) Цикл со смешанным подводом количества тепла (Цикл Тринклер)
- •11.5. Циклы газотурбинных установок. Цикл гту
- •Тест – тренинг - контроль 11-1
- •Тест – тренинг - контроль 11-2
- •Глава 12. Термодинамические процессы компрессорных машин
- •Методические указания
- •12.1. Классификация компрессоров
- •12.2. Основные процессы работы одноступенчатого поршневого компрессора
- •12.3. Основные характеристики работы поршневого компрессора
- •12.4. Двухступенчатый компрессор
- •12.5 Достоинства и недостатки компрессоров
- •Контрольные вопросы:
- •Тест – тренинг - контроль 12-1
- •Глава 13. Водяной пар. Свойства водяного пара. Дросселирование газов и паров.
- •Методические указания
- •13.1. Процесс парообразования. Виды пара:
- •Тест – тренинг - контроль № 13 – 1
- •13.2. Истечение газов, дроссель – эффект.
- •Методическое указание
- •Раздел 6. Теплообмен.
- •Глава 14. Законы теплообмена.
- •14.1. Виды теплообмена. Формы передачи тепла.
- •14. 2. Передача теплоты теплопроводностью через плоскую однослойную и многослойную стенки
- •14. 3. Основной закон конвективного теплообмена
- •14.4. Теплообмен излучением между твердыми телами
- •14. 5. Теплопередача через плоскую и криволинейную однослойную и многослойную стенки
- •14.6.Теплопередача при переменных температурах (расчет теплообменных аппаратов)
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 15. Топливо, продукты сгорания,
- •15.1. Топливо. Продукты сгорания.
- •15.2. Понятие о котельной установке, котельном агрегате и
- •15.3. Основные параметры работы парового котельного агрегата
- •15.4. Основные теории массопередачи
- •15. 5. Понятия о равновесии между фазами
- •15.6. Основное уравнение массопередачи
- •15.7. Основные законы термодинамики равновесных систем
- •Раздел 7. Массообмен
- •Глава 16. Основные законы равновесных систем и
- •16.1. Основные теории массопередачисистемы
- •16. 2. Абсорбция и десорбция
- •1. Сущность процесса абсорбции и десорбции
- •2. Сущность процесса экстракции
- •3. Сущность процесса адсорбции
- •2. Характеристики адсорбентов
- •Контрольные вопросы:
- •Тест – тренинг - контроль 16 – 1
ПРЕДИСЛОВИЕ
Неизбежность электронных учебников с курсом лекций обусловлена
возрастанием роли и значения компьютеров, мультимедиообучения, которые
включаеют деятельность преподавателя по зозданию, переработке, хранению,
передаче и накоплению информационного материала.
Учитывая накопленный опыт и отсутствие учебников по предмету
«Тепломассообмен», созданое комплексное учебное пособие включает: краткое
изложение лекций по программе курса, включая электронный курс всех разделов
предмета.
По окончанию лекционного материала по темам, включены
контрольные вопросы для самопроверки. Примеры решения
задач по темам. Контроль знаний на первом этапе обучения после изучения
каждой темы (тест – контроль – тренинг). Повторный контроль знаний после изучения
всего раздела (рубежный срез проводится в компьютерном классе в программе
«Познание – 20».
Фундаментом элекронного курса лекции «Тепломассообмен» является:
рабочая программа по предмету, составленная в соответствии с Государственными
требованиями к минимуму содержания и к уровню подготовки выпускников по
специальности 150411 “Монтаж и техническая эксплуатация промышленного
оборудования”.
Целями данного учебного пособия является:
1. четкое и краткое изложение основных понятий, определений, сравнительных
таблиц, таблиц сводных, уравнений, законов;
2. изучение изложенного материала, как инструмента для решения прикладных задач
по темам;
3. освоение первоначальных знаний по функциональным блокам и алгоритму.
В соответствии с поставленными целями материал изложен в предисловии,
введении, семи разделах, шестнадцати главах, заключении.
Введение – вступление к основному тексту учебного пособия. Его цель –
познакомить студента с сущностью проблемы и роли тепломассообмена в подготовке
техников выбранной специальности.
Первый раздел – “Физические свойства жидкости” – состоит из одной
главы. Материал первой главы включает основные физические свойства жидкости,
сравнительные таблицы зависисмости этих свойств от температуры, давления;
сводные таблицы для определения основных физических свойств жидкости; принцип
работы приборов для измерения плотности, вязкости жидкости.
Второй раздел – “Гидростатика” начинается изложением
видов гидростатического давления, приведены основные формулы для определения
давления, основная единица измерения давления, соотношение единиц измерения.
Приведены примеры расчетов задач по данной теме, их правильное оформление при
решении. Дается понятие о центре давления и определение координат центра давления.
Четко проведена линия соответствия давления и силы давления. Принцип построения
эпюр гидростатического давления. Изложен материал по приборам для измерения
давления и принцип действия гидравлических машин, основанный на законах гид-
ростатики.
Третий раздел – “Гидродинамика” – включает пять глав: в первой главе
отражены не только виды движения жидкости, основные определения гидродинамики,
таблица перевода массового и объемного расхода. Коротко изложен материал по
основному уравнению гидродинамики – уравнению Д.Бернулли, его энергетический
и геометрический смысл и интерпритация. На основании уравнения Д.Бернулли
можно определить одну из основных характеристик работы насосов – полный напор.
Принцип работы динамического насоса – центробежный насос – достоинства,
недостатки и основные характеристики работы насоса, принцип пропорциональности,
т.е. зависимости мощности, подачи от частоты вращения.
Здесь же дан алгоритм решения задач по определению полного напора,
мощности, потерь напора на трение, местные сопротивления, суммарные потери по
длине трубопровода. Приведены таблицы по определению коэффициента шерохова-
тости и местных сопротивлений.
В главе “Динамика движение жидкости в трубопроводах” приведена
таблица АК “Транснефть” нефте и газопровода, основные задачи гидрорасчета
трубопровода. Роль гидравлического удара и кавитации в нефтегазовой промышлен-
ности. Пример расчета напорного нефтепровода.
В пятой и шестой главе “Истечение жидкости из отверстий и насадок” и
“Газодинамика” отражены темы истечения жидкости из насадков и их практическое
применение, закономерность течения газов из неограниченного объема, весовой
расход. Дан пример решения задач по определению расхода при истечении из
отверстий, и действительной скорости.
Глава 7 – “Движение в пористой среде” отражает четко границы приме-
нения законов фильтрации, разницу “репрессия” – “депрессия”, виды движения
грунтовых вод.
В разделе 4 – “Неньютоновские жидкости” прослеживается связь вязко-
пластичной жидкости с другими неньютоновскими жидкостями, также дан алгоритм
определения режима движения вязкопластичной жидкости.
В последних разделах 6 – 7 “Теплообмен” – “Массообмен” систематизирован
материал по законам теплообмена и массообмена.
В результате изучения материала студент должен:
- знать и уметь использовать электронный материал на ЭВМ;
- осуществлять процесс передачи материала на свои съемные носители;
- иметь представление о: месте и роли предмета “Тепломассообмен” в дальнейшей
практике и изучение специальных предметов методах и средствах сбора,
хранения, передачи и наклпления материала технологии решения задач.
Примерная программа дисциплины “Тепломассообмен” предназначена для
реализации Государственных требований к минимуму содержания и уровню подго-
товки выпускников специальности 150411 “Монтаж и техническая эксплуатация
промышленного оборудования” предусматривает углубленное изучение отдельных
разделов и тем. Поэтому некоторые темы учебного пособия изложены несколько шире программы, заложенной в образовательный стандарт. Это дает возможность использо-
вать материал учебного пособия не только студентам факультета 150411, но и
130504 – “Бурение нефтяных и газовых скважин”, 130503 – “Разработка и эксплуатация
нефтяных и газовых месторождений”, 240404 – “Переработка нефти и газа”.
ВВЕДЕНИЕ
Информационные достижения дают возможность большиноство обучающих
обращаться к электронным учебникам, программному тестированию, использовать
macromedio Flaiche в процессе изложения материала. Что дает более высокий
уровень обучаемости студентов, углубленного изучения материала по темам,
накопления, редактирования передачи, хранения.
Курс “Тепломассообмен” знакомит студентов с процессами получения и
преобразования различных видов энергии и способами передачи теплоты от одного
физического тела, а также с основными законами гидравлики.
Гидравлика – наука, изучающая законы равновесия и движения жидкостей и
способы применения этих законов к решению конкретных технических задач.
Эти законы широко используют при решении практических задач во
многих областях техники: гидромеханизации, водоснабжении, нефтеперерабатывающей
и добывающей промышленности, машиностроении, и др.
Теплообмен – отрасль техники, занимающаяся вопросами получения и
передачи теплоты.
Различают два вида использования теплоты – энергетический и технологи-
ческий.
Энергетическое использование теплоты основано на процессах преобразо-
вания теплоты в механическую работу. Эти процессы изучают в технической
термодинамике.
Технологические устройства, в которых осуществляется преобразование теплоты в работу, называют тепловыми двигателями. К ним относятся двигатели
внутреннего сгорания, паровые и газовые турбины.
Массообмен – связан с процессами перехода одной фазы в другую.
Этот процесс нашел большее применение в переработке нефти и газа, кроме нефтедобывающей промышленности.