Методические указания и задания к выполнению контрольных работ для студентов инженерного факультета по специальностям 110301 и 110304

ВОПРОСЫ 1. Почему нельзя представить необратимый процесс изменения состояния рабочего тела в координатах pv и Ts? 2. Какие условия необходимо соблюдать, чтобы термодинамический про­цесс был обратимым? что является причиной необратимости реальных термодинамических процессов ? 3. Почему внутреннюю энергию, энтальпию и энтропию рабочего тела на­зывают параметрами или функциями состояния, а теплоту и работу — функ­циями процесса? 4. В чем отличие записи уравнения первого закона термодинамики для цикла (кругового процесса) и для отдельного произвольного процесса изме­нения состояния рабочего тела? 5. Почему в диапазоне температур Tmax и Tmhn не существует термодина­мического цикла с термическим к. п. д. большим, чем у цикла Карно? 6. В чем сущность второго закона термодинамики? Покажите его дей­ствие на примере любого известного вам теплового двигателя. В чем разница математической записи второго закона термодинамики для обратимого и необ­ратимого процессов? 7. Как доказать, что в рv-диаграмме адиабатный процесс расширения 1 кг идеального газа идет более круто, чем изотермический, считая, что на­чальное состояние газа в обоих случаях одинаково? 8. Пользуясь уравнениями первого закона термодинамики для потока и для закрытой системы, покажите, за счет чего совершаются все виды работы ра­бочего тела в потоке. 9. Покажите, что изохорный, изобарный, изотермический и адиабатный процессы являются частными случаями политропного процесса? 10. Как будет изменяться энтропия каждого из тел в изолированной си­стеме, состоящей из теплоотдатчика, теплоприемника и тепловой машины, ко­торая работает по циклу Карно, полагая, что все процессы в системе обра­тимы? 11. Что такое влажный воздух? какой влажный воздух называется насы­щенным и какой ненасыщенным? чему равны при этих состояниях влажного воздуха парциальное давление и температура пара? 12. Что называется абсолютной и относительной влажностью воздуха? Какую температуру называют температурой точки росы? что такое влагосодержание воздуха и как оно определяется? 13. Для чего применяется сопло Лаваля? Изобразите схематически это сопло. Как меняются вдоль сопла давление и скорость газа? 14. Изобразите тепловой процесс в сопле Лаваля в ts-диаграмме. При­ведите уравнения для определения теоретической и действительной скоростей истечения. 15. Приведите определения следующих процессов и понятий: парообра­зование, конденсация, испарение, кипение, насыщенный пар, влажный и сухой насыщенный пар, перегретый пар. 16. Изобразите на диаграммах pv, Ts и hs изохорный и изотермический процессы превращения влажного насыщенного водяного пара в перегретый. Дайте краткие пояснения. 17. Как с помощью формул и таблиц воды и водяного пара по заданной величине температуры и степени сухости пара определить давление, удельные объем, энтальпию, энтропию и внутреннюю энергию влажного насыщенного пара? Назовите входящие в формулы величины и в каких единицах они вы­ражаются. 18. Изобразите на диаграммах pv, Ts и hs обратимый адиабатный процесс расширения перегретого водяного пара до состояния влажного насыщенного пара. Дайте необходимые пояснения. 19. Изобразите на диаграммах pv, Ts и hs изобарный процесс превраще­ния влажного насыщенного водяного пара в перегретый и обратимый адиабат­ный процесс сжатия влажного насыщенного водяного пара до состояния пере­гретого пара. Дайте необходимые пояснения. 20. Изобразите диаграммы pv и Ts для водяного пара и объясните ха­рактерные области, линии и точки, нанесенные на них. Что называется удель­ной теплотой парообразования? может ли теплота парообразования равняться нулю? 21. Изобразите теоретическую индикаторную диаграмму поршневого комп­рессора для случаев изотермического и адиабатного сжатия. Покажите на ней площади, которыми изображаются работы наполнения, сжатия и вытал­кивания. В каком случае работа сжатия больше? для чего применяется охлаж­дение компрессора? 22. Как определяется термический к. п. д. идеального цикла поршневых дви­гателей внутреннего сгорания с изохорным и изобарным подводами теплоты? какой из этих к. п. д. при одинаковых максимальных и минимальных темпе­ратурах в циклах больше и почему? 23. Как влияют в цикле Ренкина давление и температура пара на вход в турбину, а также давление в конденсаторе на величину термического к. н.д. цикла? Для объяснения используйте схемы, изображенные в диаграмме hs. 24. Изобразите схему паровой компрессорной холодильной установки. Опе­шите кратко принцип ее работы. Изобразите идеальный цикл работы уста­новки в диаграмме Ts, Чем отличаются паровые компрессорные установки от абсорбционных? 25. Изобразите схему газотурбинной установки с изобарным подводом теплоты и ее цикл в координатах pv и Ts. Дайте краткие пояснения. Назовите основные методы повышения термического к. п. д. газотурбинной установки. 26. Приведите принципиальную схему паросиловой установки, работающей по циклу Ренкина, и изобразите цикл работы в координатах pv и Ts. 27. Изобразите схему двухконтурной атомной теплоэнергетической уста­новки и объясните принцип ее действия. В чем состоят принципиальные отли­чия этой установки от обычных паросиловых установок? 28. Что называется теплофикацией? в чем ее преимущества перед раз­дельной выработкой тепловой и электрической энергии? каким параметром оце­нивают экономичность теплоэлектроцентрали? 29. Чем вызвано создание поршневых двигателей внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты? Изобразите идеальный цикл такого двигателя в диаграммах pv и Ts. Напишите формулу для определения термического к. п. д. этого цикла. Дайте необходимые пояснения. 30. Для чего в паросиловой установке, работающей по циклу Ренкина, применяется вторичный перегрев пара? Изобразите цикл такой установки в диа­грамме hs. Дайте краткие пояснения. 31. Сформулируйте основной закон теплопроводности (закон Фурье) и при­ведите его математическое выражение. Объясните физический смысл знака «минус». Что такое тепловой поток и поверхностная плотность теплового по­тока? 32. Приведите уравнения для поверхностной плотности теплового потока при стационарном распространении теплоты теплопроводностью через трех­слойную плоскую стенку. Как определяются температуры между слоями? По­кажите распределение температур в этой стенке. 33. В чем состоит разница между линейной и поверхностной плотностями теплового потока при стационарном распространении теплоты теплопровод­ностью через двухслойную цилиндрическую стенку? как определяется темпе­ратура между слоями? Покажите распределение температур в этой стенке. 34. В чем разница между линейной и поверхностной плотностями теплово­го потока при стационарной теплопередаче сквозь цилиндрическую стенку? Что такое граничные условия третьего рода? Покажите характер распределения температур в теплоносителях и разделяющей их стенке. 35. Что такое критериальное уравнение (уравнение подобия) и для чего его применяют? какие теоретические положения лежат в его основе? почему это уравнение называется полуэмпирическим? 36. Объясните характер и причины изменения коэффициента теплоотдачи для случаев нагрева и охлаждения жидкости при свободной конвекции вдоль вертикальной трубы, расположенной в пространстве неограниченного объема. Как это обстоятельство учитывается в критериальном уравнении? 37. Какие особенности теплоотдачи имеют место при кипении жидкости и конденсации пара? что такое критический коэффициент теплоотдачи? какие факторы и как влияют на теплообмен при конденсации? 38. Покажите характер изменения температур рабочих жидкостей при дви­жении их вдоль поверхности нагрева для прямотока и противотока. В каком случае поверхность рекуперативного теплообменника будет меньше и почему? 39. В чем различие излучения газов от излучения твердых тел? возможно ли с помощью одного экрана уменьшить теплообмен в несколько раз? 40. В каких случаях можно применять среднеарифметический температур­ный напор, а в каких нужно применять среднелогарифмический? в чем осо­бенность среднелогарифмического температурного напора при конденсации и ис­парении жидкости? Методические указания к выполнению задания 2 1. Перед выполнением задания 2 студент-заочник должен озна­комиться с методикой решения аналогичных задач по примерам, приведенным в сборнике задач [5]. 2. При решении задач 8, 9, 10, посвященных топливу, значения энталь­пии углекислоты , азота, водяных паров  и воздуха  следует брать из приложения 1 сборника задач [5]. 3. При решении задач 14—20: посвященных котельным установкам, могут возникнуть затруднения, связанные с вычислением величин энтальпии пара и воды. Необходимо знать, что энтальпия перегретого пара (hп.п) определяется по h-s-диаграмме или по таблицам перегретого пара по известным величинам давления и температуры перегретого пара. Энтальпия котловой (кипящей) воды (/к.в) находится по таблицам сухого насыщенного пара и воды (величина h') по заданному давлению в котельном агрегате, а энтальпия питательной воды (hп.в) по заданной температуре воды. 4. В задачах 21—25 величины мощности и расхода пара паровых турбин с отбором пара вычисляют по формуле Энтальпия пара, поступающего из отбора (hп), и энтальпия пара в конденса­торе (/к) определяются по формулам Энтальпия пара при начальных параметрах пара (/0) находится по /s-диаграм­ме. Энтальпии пара при адиабатном расширении пара от начального состоя­ния до давления в отборе турбины (hпа) и от давления отбора до давления в конденсаторе определяются по hs-диаграмме по заданным величинам давле­ний в отборе (рп) и конденсаторе (рк). 5. При решении задач 26 — 30, посвященных конденсаторам паровых турбин, энтальпия конденсатора (h'к) и температура насыщенного пара нахо­дятся по таблицам сухого насыщенного пара и воды по заданному давлению ;пара в конденсаторе. Задание 2 ЗАДАЧИ 1. Определить высшую теплоту сгорания рабочей массы, приведенную влажность, приведенную зольность и тепловой эквивалент бурого угля марки БЗ, если состав его горючей массы: Сг — 71,1%, Нг = 5,3%, Sгл = 1,9%, Nr=1,7%, Ог=20%, зольность по сухой массе Aс = 36% и влажность рабочая WP = 18%. 2. В топке котла сжигается смесь, состоящая из 800 кг каменного угля марки Д состава: C1p = 58,7%. Н1Р = 4,2%, (Spл)1= 0,3%, N1p = 1,9%, O1p =9,7%, A1p =13,2%, W1p = 12% и 1200 кг каменного угля марки Г состава: C2p = 66,0%, Н2Р = 4,7%, S2P =0,5%, N2p = 1,8%, O2p = 7,5%, А2p = 11%, W2p = 8,5%. Определить состав рабочей массы и низшую теплоту сгорания смеси. 3. Для котельной, в которой установлены котлы с различными топками, подвезено 60 • 103 кг каменного угля марки Д состава: C1p = 49,3%, Н1p = 3,6%, S1p = 3,0%, N1p = 1,0%, O1p = 8,3%, A1p = 21,8%. W1Р = 13% и 54 • 103 кг ка­менного угля марки А состава: C2p = 63,8%, Н2Р = l,2%, S2pл = 1,7%, N2p = 0,6%, O2p = 1,3%, A2p = 22,9%, W2p = 8,5%. Определить, на какой проме­жуток времени хватит этих запасов топлива, если известно, что топки, рабо­тающие на угле марки Д, расходуют 2,5 • 103 кг/ч условного топлива, а топки, работающие на угле марки А, расходуют 2,1 • 103 кг/ч условного топлива. 4. В топке котла сжигается 600 м3 природного газа состава: СН4 — 94,1%, С2Н6 = 3,1%, С3Н8 = 0,6%, С4Н10 = 0,2%, С5Н12 = 0,8%, N2 = 1,2%, Опреде­лить объем ' продуктов полного сгорания газа при коэффициенте избытка воздуха в топке αт = 1,15. 5. Определить объем сухих газов и содержание в них С02 и S02, обра­зующихся при полном сгорании 1 кг каменного угля марки К состава: CP = 54,7%, HP = 3,3%, Spл = 0,8%. Np = 0,8%, ОР = 4,8%, АР = 27,6%, WP = = 8,0%. Коэффициент избытка воздуха в топке αт = 1,3. 6. В топке котла сжигается 2 • 103 кг малосернистого мазута состава: CP = 84,65 %. HP = 11.7 %, Spл = 0,3 %, OP = 0,3 % , АР = 0,05 %, WP = 3 %. Определить объем продуктов полного сгорания мазута при коэффициенте избытка воздуха в топке αт = 1,15. 7. Определить объем двух- и трехатомных газов и содержание в них СО2 и SО2, образующихся при полном сгорании 1 кг каменного угля марки Г состава: CP = 49,8%, HP = 3,2%, Spл = 0,4%, NP = 0,8%, OP = 6,3%, АР = = 34%, WP = 5,5%. Коэффициент избытка воздуха в топке αт = 1,3. 8. Определить энтальпию продуктов сгорания при коэффициенте избытка воздуха ат = 1, образовавшихся при полном сгорании 1 м3 природного газа состава: СН4 = 98,9% , С2Н6 = 0,3% , С3Н8 = 0,1 % , С4Н10 = 0,1 % , N2 = 0,4%, СО2 = 0,2%, если известно, что температура газов на выходе из топки t = 1000°С. 9. Определить энтальпию продуктов сгорания на выходе из топки, полу­чаемых при полном сгорании 1 кг каменного угля марки Д состава: CP = 58,7%, HP = 4,2%, Spл = 0,3%, NP = 1,9%, OP = 9,7%, Ар = 13,2%, WP = = 12%, если известно, что температура газов на выходе из топки ϑ = 1100°С. Коэффициент избытка воздуха в топке αТ = 1,3. 10. Определить энтальпию продуктов сгорания на выходе из топки, по­лучаемых при полном сгорании 1 кг высокосернистого мазута состава: CP = 83%, HP = 10,4%, Spл = 2,8%, OP = 0,7%, Ар = 0,1%, WP = 3%,

Похожие:

	Методические указания к выполнению контрольных работ по дисциплине “ Методические указания к выполнению контрольных работ по дисциплине “Основы внешнеэкономической деятельности” для студентов экономических...		Методические указания по его изучению и по выполнению контрольных... Л. К. Коростелёва Фармацевтическая технология: Методические указания, программа и контрольные задания для студентов заочного отделения...
	Методические указания к выполнению контрольных работ по дисциплине «Информатика» Задания и методические указания к выполнению контрольных работ по дисциплине «Информатика». Екатеринбург, фгаоу впо «Российский государственный...		Методические указания по выполнению контрольных работ для студентов... Методические указания предназначены для выполнения самостоятельных работ на I, II, III курсах гуманитарных специальностей заочного...
	Методические указания по изучению дисциплины и выполнению контрольных... Педагогика: Методические указания по изучению дисциплины и выполнению контрольных работ /Университет га. С. – Петербург, 2012		Методические указания по выполнению контрольных работ по дисциплине Методические указания по выполнению контрольных работ по дисциплине «Правовые основы российского государства» для студентов по специальности...
	Методические указания по изучению курса и выполнению контрольных... География воздушного транспорта : Методические указания по изучению курса и выполнению контрольных работ/ Университет га. С. – Петербург,...		Методические указания по изучению курса и выполнению контрольных работ Для студентов зф Автоматизированные системы бронирования и продажи авиационных услуг: Методические указания по изучению курса и выполнению контрольных...
	Методические указания по выполнению контрольных работ №1,2 Для самостоятельной... Английский язык. Методические указания по выполнению контрольных работ №1, 2 для самостоятельной работы студентов-заочников первого...		Методические указания по выполнению контрольных работ для экономических специальностей Методические указания по выполнению контрольных работ по дисциплине "Экономическая теория" для студентов экономических специальностей–...
	Методические указания по выполнению контрольных работ для студентов... Данные методические указания по выполнению контрольных работ по иностранному языку (английскому, немецкому, французскому) предназначены...		Методические указания для студентов заочного обучения Настоящие методические указания ставят своей целью ознакомить студентов с объемом знаний, которые им необходимо усвоить; требованиями,...
	Методические указания по дисциплине «Рынок ценных бумаг» по выполнению... Методические указания составлены на основании требований Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования...		Методические указания по их выполнению для студентов экономического... Задания для контрольной работы и методические указания по их выполнению для студентов
	Методические указания по выполнению контрольных работ общие положения... Методические указания и задания контрольной работы по дисциплине для студентов специальностей 080301 – Коммерция (торговое дело);...		Методические указания по выполнению контрольных работ… Задания для... Для специальности: 080502 «Экономика и управление на предприятии (ресторанно-гостиничного бизнеса, туризма)»