1201
.pdf21
2.5. Термодинамические циклы теплосиловых установок. 2.5.1. Понятие о термодинамическом цикле. Прямые и обратные
циклы.
Темы для самостоятельного изучения
1.Составляющие термодинамического цикла.
2.Изображение термодинамического цикла в системах координат.
3.Характеристика эффективности прямого цикла.
Вопросы для контроля
1.Какие установки работают по прямым термодинамическим циклам?
2.Какие установки работают по обратным термодинамическим циклам?
3.Чем измеряется эффективность прямого цикла?
4.Чем измеряется эффективность обратного цикла?
5.Основная формулировка второго закона термодинамики.
Основная и дополнительная литература
1.Круглов, Г.А. Теплотехника [Текст]: учеб./Г.А. Круглов, Р.И. Бугако-
ва, Е.С. Круглова. – С.- П., М.: Лань, 2010. С.17-18.
2.Шатров, М.Г. Теплотехника [Текст]: учеб./М.Г. Шатров. – М: Акаде-
мия, 2012. – С.106-110.
3.Попов, В.М. Теплотехника [Текст]: тексты лекций/В.М. Попов. Воро-
неж: ВГЛТА, 2015.-С.45-47.
2.5.2.Циклы паротурбинных установок.
Темы для самостоятельного изучения
1.Состав паротурбинной установки.
2.Термодинамические процессы, составляющие цикл паротурбинной установки.
3.Термодинамический КПД паротурбинной установки.
4.Циклы Ренкина в P – υ и Т –S координатах на насыщенном и перегретом паре.
5.Способы повышения термического КПД цикла Ренкина.
22
Вопросы для контроля
1.Является ли цикл Ренкина идеальным?
2.Как определяется термодинамический КПД цикла Ренкина?
3.Как повысить термодинамический КПД цикла Ренкина?
Основная и дополнительная литература
1.Круглов, Г.А. Теплотехника [Текст]: учеб./Г.А. Круглов, Р.И. Бугако-
ва, Е.С. Круглова. – С.- П., М.: Лань, 2010. С.73-76.
2.Шатров, М.Г. Теплотехника [Текст]: учеб./М.Г. Шатров. – М: Акаде-
мия, 2012. – С.160-164.
3.Попов, В.М. Теплотехника [Текст]: тексты лекций/В.М. Попов. Воро-
неж: ВГЛТА, 2015.-С.48-50.
2.5.3. Цикл ДВС с подводом тепла при υ =const.
Темы для самостоятельного изучения
1.Какие двигатели считаются поршневыми двигателями внутреннего сгорания?
2.Рабочее тело поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом тепла при υ=const.
3.Циклы ДВС с подводом тепла при υ=const в P - υ и T – S координатах.
4.Формула термического КПД цикла.
Вопросы для контроля
1.Какие ДВС работают по циклу с подводом тепла при υ=const?
2.Из каких термодинамических процессов состоит цикл?
3.Как повысить термический КПД цикла?
4.Что ограничивает неконтролируемое повышение КПД?
5.Количественное значение КПД цикла.
Основная и дополнительная литература
1.Круглов, Г.А. Теплотехника [Текст]: учеб./Г.А. Круглов, Р.И. Бугако-
ва, Е.С. Круглова. – С.- П., М.: Лань, 2010. С.43-44.
2.Шатров, М.Г. Теплотехника [Текст]: учеб./М.Г. Шатров. – М: Акаде-
мия, 2012. – С.128.
23
3. Попов, В.М. Теплотехника [Текст]: тексты лекций/В.М. Попов. Воро-
неж: ВГЛТА, 2015.-С.50-52.
2.5.4. Цикл ДВС с подводом тепла при P=const.
Темы для самостоятельного изучения
1.Рабочее тело поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом тепла при P=const.
2.Циклы ДВС с подводом тепла при P=const в P - υ и T – S координатах.
3.Формула термического КПД цикла.
Вопросы для контроля
1.Какие ДВС работают по циклу с подводом тепла при P=const?
2.Как повысить термический КПД цикла?
3.Из каких термодинамических процессов состоит цикл?
4.Количественное значение КПД цикла.
Основная и дополнительная литература
1.Круглов, Г.А. Теплотехника [Текст]: учеб./Г.А. Круглов, Р.И. Бугако-
ва, Е.С. Круглова. – С.- П., М.: Лань, 2010. С.45-46.
2.Шатров, М.Г. Теплотехника [Текст]: учеб./М.Г. Шатров. – М: Акаде-
мия, 2012. – С.129-130.
3.Попов, В.М. Теплотехника [Текст]: тексты лекций/В.М. Попов. Воро-
неж: ВГЛТА, 2015.-С.52-55.
2.5.5. Цикл ДВС с комбинированным подводом тепла.
Темы для самостоятельного изучения
1.Рабочее тело поршневого двигателя внутреннего сгорания с комбинированным подводом тепла.
2.Циклы ДВС с комбинированным подводом тепла в P - υ и T – S координатах.
3.Формула термического КПД цикла.
4.Параметры цикла.
24
Вопросы для контроля
1.Какие ДВС работают по циклу с комбинированным подводом тепла?
2.Как повысить термический КПД цикла?
3.Из каких термодинамических процессов состоит цикл?
4.Количественное значение КПД цикла.
Основная и дополнительная литература
1.Круглов, Г.А. Теплотехника [Текст]: учеб./Г.А. Круглов, Р.И. Бугако-
ва, Е.С. Круглова. – С.- П., М.: Лань, 2010. С.46-48.
2.Шатров, М.Г. Теплотехника [Текст]: учеб./М.Г. Шатров. – М: Акаде-
мия, 2012. – С.123-127.
3.Попов, В.М. Теплотехника [Текст]: тексты лекций/В.М. Попов. Воро-
неж: ВГЛТА, 2015.-С.55-56.
2.5.6. Цикл ГТУ с подводом тепла при P=const.
Темы для самостоятельного изучения
1.Состав газотурбинной установки.
2.Термодинамические процессы, составляющие цикл ГТУ.
3.Цикл ГТУ в P - υ и T – S координатах.
4.Способ повышения КПД установки.
Вопросы для контроля
1.Какое преимущество ГТУ имеет по сравнению с поршневыми ДВС?
2.Формула для определения термического КПД ГТУ.
3.Какая перспектива широкого использования на практике ГТУ?
Основная и дополнительная литература
1.Круглов, Г.А. Теплотехника [Текст]: учеб./Г.А. Круглов, Р.И. Бугако-
ва, Е.С. Круглова. – С.- П., М.: Лань, 2010. С.48-50.
2.Шатров, М.Г. Теплотехника [Текст]: учеб./М.Г. Шатров. – М: Акаде-
мия, 2012. – С.148-152.
3.Попов, В.М. Теплотехника [Текст]: тексты лекций/В.М. Попов. Воро-
неж: ВГЛТА, 2015.-С.56-59.
25
2.5.7. Цикл компрессионной холодильной установки.
Темы для самостоятельного изучения
1.Состав компрессионной холодильной установки.
2.Рабочие тела, используемые в холодильных установках.
3.Термодинамические процессы, составляющие цикл холодильной установки в T – S диаграмме.
4.Параметр, характеризующий эффективность установки.
Вопросы для контроля
1.Какую функцию выполняет дроссельный вентиль в установке?
2.Роль конденсатора в работе установки.
3.Как повысить холодильный коэффициент?
Основная и дополнительная литература
1.Круглов, Г.А. Теплотехника [Текст]: учеб./Г.А. Круглов, Р.И. Бугако-
ва, Е.С. Круглова. – С.- П., М.: Лань, 2010. С.76-77.
2.Шатров, М.Г. Теплотехника [Текст]: учеб./М.Г. Шатров. – М: Акаде-
мия, 2012. – С.171-173.
3.Попов, В.М. Теплотехника [Текст]: тексты лекций/В.М. Попов. Воро-
неж: ВГЛТА, 2015.-С.62-64.
2.5.8. Цикл одноступенчатого поршневого компрессора.
Темы для самостоятельного изучения
1.Какая установка считается компрессором?
2.Принцип работы одноступенчатого поршневого компрессора.
3.Цикл компрессора в P - υ координатах.
4.Формула работы, которую необходимо затратить для осуществления процесса в компрессоре.
5.Максимальное давление, создаваемое одноступенчатым поршневым компрессором.
Вопросы для контроля
1. Какой термодинамический процесс сжатия газов компрессором наиболее оптимален?
26
2.Что препятствует осуществлению процесса сжатия газов в компрессоре по изотерме?
3.По какому процессу сжатия осуществляется работа компрессора на практике?
4.Что необходимо для получения сжатых газов с давлением более 12 ат-
мосфер.
Основная и дополнительная литература
1.Круглов, Г.А. Теплотехника [Текст]: учеб./Г.А. Круглов, Р.И. Бугако-
ва, Е.С. Круглова. – С.- П., М.: Лань, 2010. С.51-58.
2.Шатров, М.Г. Теплотехника [Текст]: учеб./М.Г. Шатров. – М: Акаде-
мия, 2012. – С.134-138.
3.Попов, В.М. Теплотехника [Текст]: тексты лекций/В.М. Попов. Воро-
неж: ВГЛТА, 2015.-С.59-62.
3.1. Основы теории теплообмена. Теплопроводность. 3.1.1. Закон Фурье. Коэффициент теплопроводности.
Темы для самостоятельного изучения
1.Перенос тепла теплопроводностью в газах.
2.Передача тепла теплопроводностью в жидкостях и диэлектриках.
3.Передача тепла теплопроводностью в металлах.
4.Понятие о температурном поле.
5.Понятие о температурном градиенте.
6.Тепловой поток.
7.Изотермическая поверхность.
8.Формулировка закона Фурье.
9.Физический смысл коэффициента теплопроводности.
10.Численные значения коэффициента теплопроводности для газов, жидкостей, неметаллических материалов и металлов.
11.Основные факторы, влияющие на коэффициент теплопроводности.
Вопросы для контроля
1.Чем передаётся тепло теплопроводностью в газах?
2.Каким путём передаётся теплота в жидкостях и диэлектриках?
27
3.Чем передаётся теплота в металлах?
4.Изобразите одно, двух и трёхмерные стационарные температурные по-
ля.
5. Изобразите одно, двух и трёхмерные нестационарные температурные
поля.
6.Что понимается под термином удельный тепловой поток?
7.Что означает знак минус в уравнении закона Фурье?
8.Какой фактор оказывает наибольшее влияние на коэффициент теплопроводности?
Основная и дополнительная литература
1.Круглов, Г.А. Теплотехника [Текст]: учеб./Г.А. Круглов, Р.И. Бугако-
ва, Е.С. Круглова. – С.- П., М.: Лань, 2010. С.94-96.
2.Шатров, М.Г. Теплотехника [Текст]: учеб./М.Г. Шатров. – М: Акаде-
мия, 2012. – С.182-183.
3.Попов, В.М. Теплотехника [Текст]: тексты лекций/В.М. Попов. Воро-
неж: ВГЛТА, 2015.-С.65-69.
3.1.2. Теплопроводность плоской однослойной стенки.
Темы для самостоятельного изучения
1.Одномерная задача стационарной теплопроводности плоской однослойной стенки.
2.Основное уравнение для решения данной задачи.
3.Уравнение теплопроводности однослойной плоской стенки.
4.Мероприятия по изменению теплопроводности данной стенки.
Вопросы для контроля
1.Какое ограничение устанавливается для коэффициента теплопроводности материала стенки λ при решении задачи теплопроводности?
2.Зависит ли величина теплового потока через стенку от времени?
3.Какое уравнение берётся за основу при решении задачи?
4.Как повысить теплопроводность через плоскую однослойную стенку?
5.Как снизить теплопроводность через плоскую однослойную стенку?
28
Основная и дополнительная литература
1.Круглов, Г.А. Теплотехника [Текст]: учеб./Г.А. Круглов, Р.И. Бугако-
ва, Е.С. Круглова. – С.- П., М.: Лань, 2010. С.96-98.
2.Шатров, М.Г. Теплотехника [Текст]: учеб./М.Г. Шатров. – М: Акаде-
мия, 2012. – С.186-188.
3.Попов, В.М. Теплотехника [Текст]: тексты лекций/В.М. Попов. Воро-
неж: ВГЛТА, 2015.-С.69-70.
3.1.3. Теплопроводность плоской многослойной стенки.
Темы для самостоятельного изучения
1.Уравнение теплопроводности n – слойной плоской стенки.
2.Основное уравнение для решения данной задачи.
3.Мероприятия по изменению теплопроводности многослойной плоской
стенки.
Вопросы для контроля
1.Почему требуется создавать между соседними слоями стенки плотный механический контакт?
2.Почему считается, что тепловые потоки через каждый слой являются одинаковыми?
3.По какому закону изменяется температура внутри каждого слоя плоской многослойной стенки?
Основная и дополнительная литература
1.Круглов, Г.А. Теплотехника [Текст]: учеб./Г.А. Круглов, Р.И. Бугако-
ва, Е.С. Круглова. – С.- П., М.: Лань, 2010. С.97-98.
2.Шатров, М.Г. Теплотехника [Текст]: учеб./М.Г. Шатров. – М: Акаде-
мия, 2012. – С.188-189.
3.Попов, В.М. Теплотехника [Текст]: тексты лекций/В.М. Попов. Воро-
неж: ВГЛТА, 2015.-С.70-72.
29
3.1.4. Теплопроводность цилиндрической однослойной стенки.
Темы для самостоятельного изучения
1.Уравнение для определения теплопроводности однослойной цилиндрической стенки.
2.Основное уравнение, применяемое для решения задачи определения теплопроводности однослойной цилиндрической стенки.
3.Мероприятия по изменению теплопроводности однослойной цилиндрической стенки.
Вопросы для контроля
1.Какой закон положен в основу решения задачи теплопроводности
стенки?
2.Зависит ли коэффициент теплопроводности от времени как условие решения задачи?
3.Как повысить теплопроводность однослойной цилиндрической стенки?
4.Как снизить теплопроводность однослойной цилиндрической стенки?
Основная и дополнительная литература
1.Круглов, Г.А. Теплотехника [Текст]: учеб./Г.А. Круглов, Р.И. Бугако-
ва, Е.С. Круглова. – С.- П., М.: Лань, 2010. С.98-99.
2.Шатров, М.Г. Теплотехника [Текст]: учеб./М.Г. Шатров. – М: Акаде-
мия, 2012. – С.189-191.
3.Попов, В.М. Теплотехника [Текст]: тексты лекций/В.М. Попов. Воро-
неж: ВГЛТА, 2015.-С.72-73.
3.2. Конвективный теплообмен.
3.2.1. Основной закон конвективного теплообмена. Коэффициент теплоотдачи.
Темы для самостоятельного изучения
1.Формула закона Ньютона-Рихмана.
2.Физический смысл коэффициента теплоотдачи.
3.Формулировка процесса конвективного теплообмена или теплоотдачи.
30
Вопросы для контроля
1. Как осуществляется передача тепла между жидкостью и твёрдой стен-
кой?
2.Что понимается под термином «жидкость»?
3.Что усложняет определение количества тепла, передаваемого теплоот-
дачей?
4.Применима ли формула закона Ньютона-Рихмана при теплоотдаче от жидкости к стенке и наоборот?
5.Какова размерность коэффициента теплоотдачи?
Основная и дополнительная литература
1.Круглов, Г.А. Теплотехника [Текст]: учеб./Г.А. Круглов, Р.И. Бугако-
ва, Е.С. Круглова. – С.- П., М.: Лань, 2010. С.99-100.
2.Шатров, М.Г. Теплотехника [Текст]: учеб./М.Г. Шатров. – М: Акаде-
мия, 2012. – С.193-195.
3.Попов, В.М. Теплотехника [Текст]: тексты лекций/В.М. Попов. Воро-
неж: ВГЛТА, 2015.-С.75-76.
3.2.2. Основные факторы, влияющие на теплоотдачу. Критериальные уравнения конвективного теплообмена.
Темы для самостоятельного изучения
1.Влияние физических свойств жидкости на теплоотдачу.
2.Влияние интенсивности движения жидкости на теплоотдачу.
3.Влияние температурных условий на теплоотдачу.
4.Влияние формы, размеров и положения поверхности теплообмена на теплоотдачу.
5.Критериальное уравнение конвективного теплообмена в общем виде.
Вопросы для контроля
1.Физический смысл критерия Нуссельта.
2.Физический смысл критерия Прандтля.
3.Физический смысл критерия Грасгофа.
4.Физический смысл критерия Рейнольдса.
5.Из какого критерия находится коэффициент теплоотдачи?