Тема 8. Топливо и основы горения

ТЕПЛОТЕХНИКА

Методические указания

по изучению дисциплины и задания

Для контрольной работы

студентом заочного обучения по направлениям подготовки:

35.03.06 – «Агроинженерия»,

23.03.03 – «Эксплуатация транспортно – технологических машин и комплексов»,

23.05.01 – «Наземные транспортно – технологические средства», 19.03.02 – «Продукты питания из растительного сырья»,

20.03.01 – «Техносферная безопасность»

Пермь 2014

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Студент – заочник, руководствуясь рабочей программой (см. с. 3) и настоящими методическими указаниями, самостоятельно изучает материал, включенный в темы программы дисциплины, по рекомендованным учебникам и учебным пособиями (см. с. 6) .

С целью предварительной ориентации в изучаемом материале студентам в начале семестра читаются установочная и обзорные лекции по основным разделам курса. Отдельные лабораторные работы и практические занятия имеют целью показать прикладной характер материала дисциплины, объем требуемых навыков в использовании справочной литературы и проведении вычислительных работ. Закрепление знаний, полученных студентами в процессе самостоятельного изучения материала курса, осуществляется путем ответов на вопросы и решения задач контрольной работы. При необходимости студенты могут получить индивидуальные или групповые консультации на кафедре «Технический сервис автомобилей и тракторов» ПГСХА.

Самостоятельное изучение материала дисциплины должно быть последовательным, согласно нумерации тем. Содержание той или иной темы желательно увязать с примером ее использования в практике теплотехники. Следует иметь в виду, что математические приемы помогают глубже разобраться в явлениях и процессах, и ни в коем случае не заслоняют их физической сущности.

Как при анализе теоретического материала, так и при выполнении расчетов на лабораторных занятиях и решении задач, необходимо обращать внимание на единицы величин, с которыми производятся математические операции. Надо учитывать, что единица всякой величины, как правило, отражает ее физический смысл и, кроме того, позволяет выявить ошибки в процессе вычислений.

Для лучшего усвоения материала дисциплины рекомендуется составлять конспект по каждой теме.

Материал пособия может быть использован для самоконтроля при изучении дисциплины студентами очного обучения по указанным специальностям.

Рабочая программа

Введение

Предмет теплотехники, место и роль в подготовке дипломированного специалиста. Связь теплотехники с другими дисциплинами учебного плана. Основные исторические этапы становления теплотехники, роль теплотехники в научно-техническом прогрессе. Значение теплотехники в сельскохозяйственном производстве. Проблема экономии топливно-энергетических ресурсов, защита окружающей среды. Основные задачи курса.

Раздел I. Техническая термодинамика

Тема 1. Законы термодинамики

Предмет технической термодинамики и ее методы. Термодинамическая система. Состояния системы. Основные параметры состояния. Понятие термодинамического процесса. Энергия системы. Теплота и работа как формы передачи энергии. Внутренняя энергия. Энтальпия. Первый закон термодинамики, его сущность и формулировки. Аналитическое выражение первого закона термодинамики. Второй закон термодинамики, его сущность и основные формулировки. Аналитическое выражение второго закона термодинамики. Энтропия. Изменение энтропии в обратимых и необратимых процессах. Понятие цикла и его термического КПД.

Тема 2. Термодинамические свойства рабочих тел

Газ как рабочее тело. Уравнение состояния идеального газа. Газовые смеси. Способы задания состава газовых смесей. Определение кажущейся молярной массы и газовой постоянной смеси. Теплоемкость. Массовая, объемная и молярная теплоемкости. Теплоемкость при постоянном объеме и давлении. Зависимость теплоемкости от температуры. Средняя и истинная теплоемкости. Теплоемкость смеси газов. Термодинамические процессы, методы их исследования. Политропные процессы. Термодинамический анализ политропного процесса. Термодинамический анализ изопараметрических процессов: изохорного, изобарного, изотермического, адиабатного. Характерные группы термодинамических процессов. Диаграммы состояния. Реальные газы и пары. Фазовые переходы Водяной пар как рабочее тело. Процессы парообразования в pv и Ts-координатах.

Тема 3. Термодинамика потока газа

Особенности движения идеального газа. Уравнение энергии потока газа. Уравнение скорости движения. Параметры торможения. Критические параметры. Движение газа по каналам. Секундный массовый расход газа в каналах. Сопла и диффузоры. Характер изменения параметров по длине сопла. Дросселирование газов, изменение параметров в процессе дросселирования. Понятие об эффекте Джоуля-Томпсона. Температура инверсии. Практическое использование процесса дросселирования.

Тема 10. Циклы теплоэнергетических установок

Термодинамические циклы тепловых машин, оценка их эффективности. Идеальный цикл Карно. Циклы ДВС с изохорным и изобарным подводом тепла. Цикл со смешанным подводом тепла. Термический КПД циклов, их сравнительный анализ. Цикл газотурбинной установки (ГТУ) при изобарном подводе теплоты и его термический КПД. Принципиальная схема паросиловой установки.

Тема 11. Циклы компрессоров и холодильных машин

Классификация компрессоров. Одноступенчатый поршневой компрессор (ОПК), его принцип действия и показатели. Идеальный и действительный циклы ОПК. Работа сжатия. Многоступенчатое сжатие. Распределение давления по ступеням поршневого компрессора. Мощность компрессора. Особенности работы динамического компрессора.

Принцип получения низких температур. Обратный цикл Карно. Типы холодильных установок. Хладагенты. Холодильный коэффициент и холодильная мощность. Цикл воздушной холодильной установки. Паровая компрессорная холодильная машина, ее принцип работы и цикл. Понятие о

тепловых насосах.

Раздел II. Основы теории теплообмена

Тема 4. Теплопроводность

Основные понятия и определения. Виды теплообмена. Закон Фурье. Коэффициент теплопроводности. Дифференциальное уравнение теплопроводности. Условия однозначности. Коэффициент температуропроводности. Стационарная теплопроводность. Теплопроводность однослойной и многослойной плоской и цилиндрической стенок. Понятие о нестационарной теплопроводности.

Тема 5. Конвективный теплообмен

Сущность конвективного теплообмена. Уравнение Ньютона-Рихмана. Коэффициент теплоотдачи, факторы на него влияющие. Методы определения коэффициента теплоотдачи. Основы теории теплового подобия. Правила подобия. Критерии теплового подобия, их смысл. Критериальные уравнения. Теплоотдача при свободном и вынужденном движениях теплоносителя. Понятие о теплоотдаче при изменении агрегатного состояния теплоносителя.

Тема 6. Лучистый теплообмен

Сущность теплообмена излучением. Законы теплового излучения. Теплообмен излучением между телами, разделенными прозрачной средой. Излучение газов. Теплообмен излучением в топках и камерах сгорания. Защита от излучения.

Тема 7. Теплопередача и теплообменные аппараты

Сложный теплообмен. Уравнение теплопередачи. Коэффициент теплопередачи. Теплопередача через плоскую, цилиндрическую и оребренную стенки. Интенсификация теплопередачи. Тепловая изоляция. Назначение, классификация и схемы теплообменных аппаратов. Основы расчета теплообменных аппаратов. Средний температурный напор.

Раздел III. Теплотехническое обеспечение объектов

Обитания

Тема 8. Топливо и основы горения

Понятие топлива. Элементарный состав компонентов топлива и условная химическая формула. Стехиометрическое соотношение компонентов топлива. Коэффициент избытка окислителя. Энергетические характеристики топлив. Механизм горения и воспламенения топлив. Особенности сжигания гомогенных и гетерогенных топлив. Экологические проблемы сжигания топлив. Пути экономии топлив. Альтернативные горючие.

Тема 9. Влажный воздух

Влажный воздух. Основные величины, характеризующие состояние

влажного воздуха. Диаграмма id влажного воздуха. Расчет процессов обработки влажного воздуха.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: