
- •6.090500 «Судовые энергетические установки и оборудование судов»
- •6.100300 «Эксплуатация судовых энергетических установок»
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Термодинамические процессы в идеальном газе
- •Теоретический анализ термодинамических процессов в идеальном газе
- •В координатах p,V и t,s
- •Цикл с политропным расширением, изобарным сжатием и изохорным подводом теплоты
- •И тепловой диаграммах:
- •Цикл с изохорным подводом теплоты, изобарным расширеним и политропным сжатием
- •И тепловой диаграммах:
- •Цикл с адиабатным сжатием, изохорным подводом теплоты, изобарным и политропным расширением
- •И тепловой диаграммах:
- •2. Термодинамические циклы двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных установок
- •2.1. Термодинамические циклы двс со смешанным процессом подвода теплоты
- •На рабочей и тепловой диаграммах:
- •На рабочей и тепловой диаграммах:
- •2.2. Термодинамические циклы газотурбинных установок
- •2.2.1. Цикл простой газотурбинной установки
- •2.2.2. Цикл гту с регенерацией теплоты
- •2.2.3. Цикл гту с двухступенчатым сжатием и промежуточным
- •И промежуточным охлаждением воздуха:
- •2.2.4. Цикл гту с двухступенчатым сжатием, промежуточным
- •3. Термодинамические процессы в реальном газе
- •Термодинамический анализ процессов в реальном газе
- •Изохорный процесс
- •Изобарный процесс
- •По заданным значениям давления и удельного объема
- •И температуры с помощью диаграммы h,s
- •Изотермический процесс
- •3.5. Изоэнтропный процесс
- •На энтропийных диаграммах t,s и h,s
- •Степени сухости и давления с помощью диаграммы h,s
- •3.6. Процесс дросселирования
- •3.7. Процесс течения
- •4. Термодинамические циклы паротурбинных установок
- •4.1. Пту, работающая по циклу Ренкина
- •И её термодинамический цикл
- •4.2. Пту с промежуточным перегревом пара
- •С промежуточным перегревом пара
- •4.3. Пту с регенеративным подогревом
- •4.3.1. Пту с регенеративным подогревом питательной воды
- •4.3.2. Пту с регенеративным подогревом питательной воды
- •Питательной воды в подогревателе поверхностного типа
- •4.3.3. Пту с промежуточным перегревом пара и регенеративным
- •С промежуточным перегревом пара и двумя регенеративными подогревателями питательной воды (первый – поверхностный, второй – смесительный)
- •4.3.4. Исследование влияния последовательности
- •С промежуточным перегревом пара и двумя регенеративными подогревателями питательной воды (первый – смесительный, второй – поверхностный)
- •5. Термодинамика влажного воздуха
- •5.1. Основные понятия, определения и соотношения,
- •5.2. Примеры расчета процессов тепломассообмена
- •6. Методические указания к лабораторным работам
- •Для исследования изотермического процесса
- •Результаты измерений
- •Контрольные вопросы
- •Средней изобарной теплоёмкости воздуха
- •Контрольные вопросы
- •Контрольные вопросы
- •Контрольные вопросы
- •При свободной конвекции
- •Измеряемые в опыте величины
- •Контрольные вопросы
При свободной конвекции
Методика проведения опыта
– последовательно устанавливаем трубу в одно из трёх положений (горизонтальное, вертикальное либо под углом 45 °);
– включаем
электронагреватель, устанавливаем
автотрансформатором напряжение U
100 В;
– замеряем и записываем в соответствующую колонку таблицы измерений, значения напряжения и силы тока в цепи нагревателя;
– для достижения стационарного температурного поля трубу выдерживают в соответствующем положении примерно 5 минут перед началом измерений; стационарность определяется малым изменением температуры стенки трубы (не более 0,5 °С в минуту по показаниям термопары № 3);
– измеряем ЭДС всех пяти термопар; усредненное значение ЭДС переводим в °С при помощи графика, имеющегося на лабораторном столе.
При определении истинной средней температуры поверхности трубы учитываем, что термопары показывают температуру относительно холодного спая, находящегося при температуре помещения. Поэтому окончательно истинная температура трубы (tтр) рассчитывается из соотношения
tтр = tизм–(tт–tи),
где tизм − температура поверхности трубы по показаниям гальванометра, °С;
tт, tи − температура воздуха в лаборатории в момент тарировки термопар и при выполнении лабораторной работы, соответственно.
Таблица 6.6
Измеряемые в опыте величины
Положение трубы |
Температура поверхности трубы, tс, оС |
Показания электроприборов |
Температура стен помещения, оС |
|||||
|
номера термопар
|
напряжение, U, В |
сила тока, I, А |
|
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
|
горизонтальное |
|
|
|
|
|
|
|
|
45 о |
|
|
|
|
|
|
|
|
вертикальное |
|
|
|
|
|
|
|
|
На основании измеренных величин рассчитываем:
– количество теплоты Q, Вт, выделяемое электронагревателем
Q = U·I ,
где U − напряжение, В;
I − сила тока, А;
– количество теплоты Qизл, Вт, отдаваемое трубой излучением
где ε лат= 0,87 — степень черноты окисленной латуни;
с0 = 5,67 Вт/(м2·К4) − коэффициент излучения абсолютно черного тела;
Fтр = πdL, м2 − наружная поверхность трубы (d = 35 мм, L = 1 м)
Ттр, К − температура наружной поверхности трубы;
Тст, К − температура стен лаборатории во время опыта;
– количество теплоты, отводимое от трубы свободной конвекцией
Qк = Q – Qизл .
Значение коэффициента теплоотдачи рассчитывается из соотношения
,
где tв — температура воздуха в лаборатории.
По полученным трем значениям α при горизонтальном и вертикальном расположении трубы, а также при её наклоне под 45° к горизонту (αгор, αвер, α45) надо сделать заключение о том, как и почему изменяется значение коэффициента теплоотдачи при естественной конвекции от одиночной трубы при изменении её пространственного положения.