- •1. Техническая термодинамика. Основные понятия: термодинамическая система, рабочее тело, основные параметры состояния.
- •2. Реальный газ. Уравнение Ван-дер-Ваальса и Вукаловича-Новикова.
- •3. Теплоёмкость газов. Зависимость теплоёмкости от температуры. Теплоёмкость смеси газов.
- •4. Внутренняя энергия. Энтальпия.
- •5. 1 Закон тд. Работа расширения или сжатия газа.
- •6. Изобарный, адиабатный.
- •7. Изохорный и изотермический.
- •8. 2 Закон тд.
- •9. Круговые процессы. Прямые и обратные циклы. Оценка их эффективности. Цикл Карно.
- •10. Водяной пар. Фазовая Pt – диаграмма водяного пара.
- •12. Одноступенчатый паровой компрессор. Определение работы сжатия в различных процессах.
- •13. Многоступенчатое сжатие. Его преимущество перед одноступенчатым сжатием.
- •14. Пояснить целесообразность охлаждения поршневого компрессора. Имеет ли одноступенчатый поршневой компрессор предел сжатия?
- •15. Циклы двс. Сравнение циклов.
- •16. Схема и циклы гту. Сравнительный анализ двс и гту.
- •16.2. Рабочий процесс гту
- •17. Псу, цикл Ренкина, его кпд. Способы повышения кпд цикла Ренкина.
- •18. Схемы и циклы парогазовой установки.
- •21. Схема и цикл компрессионной установки.
- •22. Тепловой насос. Определение его эффективности.
- •24. Основы теплофикации. Оценка эффективности тэц.
- •25. Теплопередача. Способы передачи теплоты. Основные закономерности. Физика процессов.
- •26. Температурное поле. Градиент температуры. Закон Фурье.
- •27. Теплопроводность через однослойную и многослойную стенки. Теплопроводность цилиндрической стенки.
- •28. Конвекционный теплообмен. Закон Ньютона – Рихмана. Факторы влияющие на интенсивность кто.
- •29. Критериальные уравнения кто. Свободная и вынужденная конвекция.
- •30. Теплообмен излучением. Законы излучения твёрдых тел. Применение экранов.
- •31. Излучение газов. Отличие от излучения твёрдых тел, их закономерности.
- •32. Виды теплообменных аппаратов. Основные расчетные уравнения.
- •33. Конструктивный поверочный расчёт теплообменников.
- •34. Теплопередача. Коэффициент передачи через плоскую стенку. Его физический смысл.
- •35. Топливо. Способы задания топлива, состав топлива.
- •36. Основные технические характеристики твёрдого топлива.
- •37. Котельные установки. Основное вспомогательное оборудование.
- •38. Тепловой баланс парогенератора.
- •39. Водоподготовка.
- •40. Теплообменники. Прямо- и противоточные схемы движения теплоносителей, их особенности.
- •41. Теплота сгорания топлива. Условное топливо.
29. Критериальные уравнения кто. Свободная и вынужденная конвекция.
Используя теорию подобия из системы дифференциальных уравнений 10.4, 10.9, 10.10 и 10.11 можно получить уравнение теплоотдачи (10.3) для конвективного теплообмена в случае отсутствия внутренних источников тепла в следующем критериальной форме:
Nu = f2(Х; Ф; X0; Y0; Z0; Re; Gr; Pr) , (10.12)
где: X0; Y0; Z0 – безразмерные координаты; Nu = α ·l0/λ - критерий Нуссельта (безразмерный коэффициент теплоотдачи), характеризует теплообмен между поверхностью стенки и жидкостью (газом); Re = w·l0/ν - критерий Рейнольдса, характеризует соотношение сил инерции и вязкости и определяет характер течения жидкости (газа); Gr = (β·g·l03·Δt)/ν2 - критерий Грасгофа, характеризует подьемную силу, возникающую в жидкости (газе) вследствие разности плотностей; Pr = ν/а = (μ·cp)/λ - критерий Прандтля, характеризует физические свойства жидкости (газа); l0 – определяющий размер (длина, высота, диаметр).
Свободная конвекция в неограниченном пространстве.
а). Горизонтальная труба диаметром d при 103<(Gr··Pr)жd <108.
Nuжdср. = 0,5·(Grжd ·Pr ж)0,25 (Pr ж/Prст)0,25 . (10.13)
б). Вертикальная труба и пластина: 1). ламинарное течение - 103<(Gr ·Pr)ж <109:
Nuжdср. = 0,75· (Grжd ·Pr ж)0,25·(Pr ж/Prст)0,25 . (10.14)
2). турбулентное течение - (Gr ·Pr)ж > 109:
Nuжdср. = 0,15· (Grжd ·Pr ж)0,33 ·(Pr ж/Prст)0,25 . (10.15)
Здесь значения Grжd и Pr ж берутся при температуре жидкости (газа), а Prст при температуре поверхности стенки. Для воздуха Pr ж/Prст = 1 и формулы (10.13-10.15) упрощаются. 2. Вынужденная конвекция. Режим течения определяется по величине Re. а). Течение жидкости в гладких трубах круглого сечения. 1). ламинарное течение – Re < 2100
Nuжdср. = 0,15·Reжd0,33·Prж0,33·(Grжd·Prж)0,1·(Prж/Prст)0,25·εl , (10.16)
где εl - коэффициент, учитывающий изменение среднего коэффициента теплоотдачи по длине трубы и зависит от отношения длины трубы к его диаметру (l/d). 2). переходной режим – 2100 < Re < 104
Nuжdср. = К0·Prж0,43·(Prж/Prст)0,25·εl . (10.17)
Коэффициент К0 зависит от критерия Рейнольдса Re
3). турбулентное течение – Re = 104
Nuжdср. = 0,021· Reжd0,8·Prж0,43· (Prж/Prст)0,25·εl . (10.18)
б).Обтекание горизонтальной поверхности. 1). ламинарное течение – Re < 4·104
Nuжdср. = 0,66·Reжd0,5·Prж0,33 ·(Prж/Prст)0,25. (10.19)
2). турбулентное течение – Re > 4·104
Nuжdср. = 0,037·Reжd0,5·Prж0,33 ·(Prж/Prст)0,25 . (10.20)
в). Поперечное обтекание одиночной трубы (угол атаки = 900). 1). при Reжd = 5 - 103
Nuжdср. = 0,57·Reж0,5·Prж0,38 ·(Prж/Prст)0,25 . (10.21)
2). при Reжd = 103 - 2·105
Nuжdср. = 0,25 ·Reж0,6·Prж0,38 ·(Prж/Prст)0,25 . (10.22)
30. Теплообмен излучением. Законы излучения твёрдых тел. Применение экранов.
Может происходить между двумя телами расположенными на значительном расстоянии друг от друга. Характерной особенностью лучистого теплообмена является отсутствия непосредственного соприкосновения тел, а так же отсутствия теплоносителей в виде жидкости или газа. Согласно электромагнитной теории света носителями лучистой энергии являются электромагнитные волны излучаемые телами. Лучистая энергия падающая на тело в зависимости от его свойств, формы и состояния поверхности в общем случае частично поглощается и переходит в тепловую энергию, частично проходит сквозь него и частично отражается в окружающее пространство. Длина волн различных излучений изменяется от нуля до бесконечности. Мы будем рассматривать только видимые и тепловые лучи.
λволн = 0,4÷0,76 мкм, тепловых(инфракрасных) = 0,76÷400мкм.
Q = QA + QD + QB
А – поглощательная,
D – пропускательная способность тела,
R – отражательная.
А = 1 D = R = 0 – абсолютно черное тело
D = 1 A = R = 0 – абсолютно прозрачное тело,
R = 1 A = D = 0 – абсолютно белое тело.
Законы излучения.
Закон Планка – установил зависимость между интенсивностью излучения абсолютно черного тела, длиной волны и температурой.
λ – длина волны, Т – абсолютная температура, С1, С2 – константы.
Закон смещения Вина – с повышением температуры максимум смещается в сторону коротких длин волн.
Т1 > T2 > T3 при (λ = 0, Е0 = 0) (λ = ∞, Е0 = 0) λмах ·Т= 2,9
Закон Стефана – Больцмана – полное количество энергии, излучаемое 1м2 поверхности для всех длин волн от λ = 0 до λ = ∞ определяется:
- для чёрного тела, - для серого тела. ε – степень черноты.
Закон Кирхгофа – устанавливает зависимость между излучательной и поглощательной способностью тела. .
Отношение излучательной способности к поглощательной для любых тел = излучательной способности абсолютно черного тела и зависит только от температуры.
Применение экрана.
Тепловой поток от 1 пластины ко 2: . При условии установления экрана с ε как у 1 и 2 поверхности, тепловой поток излучения уменьшится в 2 раза. Если будут 2,3,…,n экранов, тепловой поток будет уменьшаться в раз.
.