- •140101.65 – Тепловые электрические станции
- •140104.65 – Промышленная теплоэнергетика
- •140100.65 – Теплоэнергетика
- •1. Информация о дисциплине «техническая термодинамика»
- •1.1. Предисловие
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.1. Содержание дисциплины по гос
- •1.2.2. Объем дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.3. Перечень видов практических занятий
- •Раздел 1. Основные законы
- •1.2. Первый закон термодинамики
- •1.3. Второй закон термодинамики
- •Раздел 2. Реальные газы. Водяной пар (40 часов)
- •2.1.Свойства и фазовые переходы
- •Реальных газов
- •2.2. Характеристики и процессы водяного пара
- •2.3. Влажный воздух
- •2.4. Термодинамика газового потока. Истечение газов через сопло
- •Раздел 3.Компрессоры.
- •3.2. Циклы двигателей внутреннего сгорания (двс)
- •3.3. Циклы газотурбинных установок (гту)
- •Раздел 4. Циклы паротурбиннных
- •4.2. Циклы пту с промежуточным перегревом и регенеративным отбором пара
- •4.3. Циклы парогазовой и атомной установок
- •Раздел 5. Циклы холодильных и теплонасосных
- •Раздел 6. Элементы химической термодинамики
- •6.2. Уравнение максимальной работы химической рекции
- •Заключение
- •2.2. Тематический план дисциплины
- •2.2.1. Тематический план дисциплины
- •2.2.2. Тематический план дисциплины для студентов заочной формы обучения
- •Техническая термодинамика
- •Раздел 1.
- •Основные законы термодинамики
- •Раздел 2.
- •Реальные
- •Водяной пар
- •Раздел 3.
- •Компрессоры.
- •Циклы тепловых двигателей
- •Раздел 4.
- •Циклы паротурбинных установок
- •Раздел 5.
- •Циклы холодильных и теплонасосных установок
- •Раздел 6.
- •Элементы химической термодинамики
- •2.4. Временной график изучения дисциплины
- •2.5. Практический блок
- •2.5.1. Практические занятия
- •2.5.1.1. Практические занятия (очно – заочная форма обучения)
- •2.5.1.2. Практические занятия (заочная форма обучения)
- •2.5.2. Лабораторный практикум
- •2.5.2.1. Лабораторные работы (очно – заочная форма обучения)
- •2.5.2.2. Лабораторные работы (заочная форма обучения)
- •2.6. Рейтинговая система по дисциплине «Техническая термодинамика»
- •3.Информационные ресурсы дисциплины
- •3.1. Библиографический список
- •3.2. Опорный конспект лекций по дисциплине «техническая термодинамика» Введение
- •Раздел 1. Основные законы термодинамики
- •1.1. Термодинамика идеального газа
- •Основные понятия и определения термодинамики.
- •1.1.1. Законы идеального газа
- •1.1.2. Уравнение состояния
- •Теплоемкость
- •Последнюю формулу еще можно представить в виде
- •Смеси идеальных газов
- •Вопросы для самопроверки
- •1.2. Первый закон термодинамики
- •Обратимые равновесные процессы в идеальных газах
- •Разделив уравнение (б) на уравнение (а), найдем
- •Изопараметрические процессы
- •IV. Адиабатный процесс
- •V. Политропные процессы
- •Вопросы для самопроверки
- •1.3. Второй закон термодинамики
- •1.3.1. Круговые процессы
- •1.3.2. Прямой цикл Карно
- •1.3.3. Обратный цикл Карно
- •1.3.4. Второй закон термодинамики
- •1.3.5. Эксергетический метод исследования
- •1.3.6. Эксергия неподвижного рабочего тела
- •1.3.7. Эксергия потока рабочего тела
- •1.3.8. Эксергия потока теплоты
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 2. Реальные газы. Водяной пар
- •2.1. Свойства и фазовые переходы реальных газов
- •2.1.1. Реальные газы и их свойства
- •Критические параметры некоторых веществ
- •2.1.2. Условия равновесия при фазовом переходе
- •2.1.3. Термические и калорические свойства реальных газов
- •Вопросы для самопроверки
- •2.2. Характеристики и процессы водяного пара
- •2.2.1. Водяной пар и основные процессы водяного пара
- •Испарение - процесс образования пара, происходящий с поверхности жидкости при любой температуре.
- •2.2.2. Изопараметрические процессы изменения состояния водяного пара в pv -, Ts - и hs - диаграммах
- •Вопросы для самопроверки
- •2.3. Влажный воздух
- •2.3.1. Свойства влажного воздуха
- •2.3.2. Теплоёмкость и энтальпия влажного воздуха
- •Вопросы для самопроверки
- •2.4. Термодинамика газового потока. Истечение газов через сопло
- •2.4.1. Термодинамика газового потока
- •Замена переменных приводит уравнение к виду
- •2.4.2. Термодинамика потока в каналах переменного сечения
- •2.4.3. Истечение газов через сужающиеся сопла (конфузоры)
- •Вопросы для самопроверки
- •2.4.4. Истечение газа с учетом трения
- •2.4.5. Истечение водяного пара
- •2.5. Расчет процессов дросселирования
- •2.5.1. Уравнение процесса дросселирования
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 3. Компрессоры. Циклы тепловых двигателей
- •3.1. Виды компрессоров и процессы в компрессоре
- •3.1.1. Назначение и типы компрессоров
- •3.1.2. Многоступенчатое сжатие
- •3.1.3. Мощность привода идеального компрессора и коэффициенты полезного действия (кпд)
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2. Циклы двигателей внутреннего сгорания (двс)
- •3.2.1. Циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания (двс)
- •Цикл Oтто
- •Цикл Дизеля
- •Цикл Тринклера
- •3.3. Циклы газотурбинных установок (гту)
- •3.3.1. Принципиальная схема и цикл гту с изобарным подводом теплоты
- •3.3.3. Регенерация теплоты в цикле гту. Многоступенчатое сжатие в компрессоре и ступенчатый подвод теплоты
- •Вопросы для самопроверки
- •3.4. Циклы реактивных двигателей
- •И турбореактивного двигателей
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 4. Циклы паротурбинных установок (пту)
- •4.1. Идеальный и действительный циклы пту
- •4.1.1. Идеальный цикл Ренкина
- •4.1.2. Цикл Ренкина на сухом насыщенном и перегретом паре
- •Следовательно, полезная работа цикла Ренкина равна
- •Термический кпд цикла Ренкина
- •Введем понятие относительного эффективного кпд
- •Далее введем относительный электрический кпд
- •Тогда расход пара на турбину можно выразить в виде
- •Тогда кпд всей пту определится произведением
- •Вопросы для самопроверки
- •4.2. Циклы пту с промежуточным перегревом и регенеративным отбором пара
- •Выражение для термического кпд основного (без промежуточного перегрева) цикла Ренкина:
- •Регенеративный цикл паротурбинных установок
- •Вопросы для самопроверки
- •4.3. Циклы парогазовой и атомной установок
- •4.3.1. Циклы парогазовых установок
- •4.3.2. Схема и цикл атомной теплоэнергетической установки
- •Вопросы для самопроверки
- •4.4. Циклы и устройства прямого преобразования теплоты в электроэнергию
- •4.4.1. Циклы установок с магнитогидродинамическим генератором (мгд-генератор)
- •4.4.2. Термодинамические и термоэлектронные преобразователи
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 5. Циклы холодильных и теплонасосных установок
- •5.1. Циклы воздушной и парокомпрессорной холодильных установок
- •5.1.1. Циклы холодильных установок
- •5.1.2. Цикл воздушной холодильной установки
- •5.1.3. Цикл парокомпрессионной холодильной установки
- •5.1.4. Абсорбционная холодильная установка
- •Вопросы для самопроверки
- •5.2. Передача теплоты тепловым насосом и тепловой трубой
- •5.2.1. Тепловой насос
- •5.2.2. Передача теплоты тепловыми трубами
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 6. Элементы химической термодинамики
- •6.1. Законы термодинамики в термохимии
- •6.1.1. Основные понятия химической термодинамики
- •6.1.2. Тепловой эффект химической реакции
- •6.1.3. Зависимость теплоты реакции от температуры
- •6.1.4. Химическое равновесие
- •Основные определения
- •Константа химического равновесия
- •Химические константы I и условные химические константы j
- •6.1.5. Диссоциация
- •Вопросы для самопроверки
- •6.2. Уравнение максимальной работы химической реакции
- •6.2.1. Химическое сродство. Мера химического сродства
- •Вопросы для самопроверки
- •Глоссарий (словарь терминов)
- •Охрана труда и техника безопасности при проведении лабораторных работ
- •3. Экспериментальная установка и методика опыта
- •Обработка результатов опыта
- •4. Содержание отчета
- •3. Экспериментальная установка и методика опыта
- •Обработка результатов опыта
- •4. Содержание отчета
- •3. Экспериментальная установка и методика опыта
- •4. Содержание отчета
- •3. Экспериментальная установка и методика опыта
- •Обработка результатов опыта
- •4. Содержание отчета
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
- •4.1. Задания на контрольные работы
- •Контрольная работа 1
- •Контрольная работа 2
- •Контрольная работа 3
- •4.2. Методические указания к выполнению контрольных заданий и практических работ
- •Искомая мощность привода компрессора
- •4.3. Тренировочные и контрольные тесты
- •Вопрос 1. Выберите определение понятия «прямой цикл».
- •Вопрос 2. Как зависит холодильный коэффициент идеальной воздушной холодильной установки от степени повышения давления в компрессоре р2/р1?
- •Вопрос 4. Выберите наиболее полное определение понятия «идеальный газ».
- •4.4. Итоговый контроль. Вопросы для подготовки к экзамену
- •Приложение п.1. Теплофизические свойства сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении
- •П.3. Средняя массовая теплоемкость газов при постоянном давлении, [4]
- •П.4. Средняя объемная теплоемкость газов при постоянном давлении,
- •П.5. Относительные молекулярные массы, плотности и объемы киломолей при нормальных условиях, критические температуры и критические давления некоторых газов
- •П.6. Энтальпия 1 м3 газов и влажного воздуха (кДж/м3)
- •П.7. Диаграмма h-s водяного пара
- •П.8. Насыщенный водяной пар (по давлениям)
Вопрос 1. Выберите определение понятия «прямой цикл».
1. Цикл, в котором линия расширения расположена выше линии сжатия.
2. Цикл, в котором линия расширения расположена ниже линии сжатия.
3. Цикл, в котором линии расширения и сжатия совпадают.
4. Цикл, в котором линия подвода теплоты расположена ниже линии отвода теплоты.
Вопрос 2. Как зависит холодильный коэффициент идеальной воздушной холодильной установки от степени повышения давления в компрессоре р2/р1?
1. Монотонно убывает с ростом р2/р1.
2. Монотонно возрастает.
3. Не изменяется.
4. Сначала возрастает, достигает максимума, а затем убывает.
Вопрос 3. В закрытом сосуде находится идеальный газ при избыточном давлении р1 =0,02 МПа при температуре 400 ºС. До какой температуры (ºС) нужно его охладить, чтобы в сосуде установилось разрежение р2 = 0,03 МПа. Барометрическое давление 0,1 МПа.
1. 233.
2. 176.
3. 120.
4. 267.
Вопрос 4. Выберите наиболее полное определение понятия «идеальный газ».
1. Состояние реального вещества, в котором можно пренебречь размерами молекул.
2. Состояние реального вещества, в котором можно пренебречь силами взаимодействия между молекулами.
3. Состояние реального вещества, в котором не существенно влияние вращательного, колебательного и поступательного движения молекул.
4. Состояние реального вещества, в котором можно пренебречь размерами молекул и силами взаимодействия между ними.
Вопрос 5. Как меняется энтальпия идеального газа при дросселировании?
1. Уменьшается.
2. Увеличивается.
3. Колеблется около некоторого среднего значения.
4. Остается неизменной.
Вопрос 6. Идеальный газ, занимающий объем 0,05 м3, при давлении 0,1 МПа сжимается изотермически до половины объема. Определите количество теплоты (кДж) процесса.
1. 3,47.
2. -3,47.
3. -34,7.
4. -1,73.
Вопрос 7. Масса идеального газа при неизменных температуре и плотности увеличивается вдвое. Что при этом произойдет с давлением?
1. Увеличится в 2 раза.
2. Уменьшится в 2 раза.
3.
Уменьшится в
раза.
4. Не изменится.
Вопрос 8. Какими свойства обладает внутренняя энергия идеального газа?
1. Зависит от давления, не зависит от объема.
2. Зависит от объема и температуры.
3. Не зависит от давления и температуры.
4. Не зависит от объема и температуры.
Вопрос 9. Как работает тепловой насос?
1. Теплота окружающей среды с низкой температурой повышается, за счет затраты механической энергии, до уровня пригодного для отопления.
2. Окружающая среда (воздух, вода) непосредственно подается насосом для отопителя.
3. Теплота, отнятая от окружающей среды, аккумулируется в баке с водой.
Вопрос 10. На каком принципе работает тепловая труба?
1. Труба открыта с одного конца и заполнена теплоносителем.
2. Герметичная труба с теплоносителем внутри, движение которого осуществляется под действием капиллярных сил при нагревании одного конца трубы.
3. Труба открыта с обеих сторон, по которой прокачивается горячий теплоноситель.
Контрольные тесты к разделу 6
Вопрос 1. Что называется химической реакцией?
1. Процесс превращения под действием теплоты одних веществ в новое вещество с другими свойствами.
2. Процесс перемешивания одних веществ с другими веществами.
3. Процесс смешивания однофазных веществ с веществами, находящимися в многофазном состоянии.
4. Процесс смешивания разных веществ, находящихся в многофазном состоянии.
Вопрос 2. Что такое стехиометрическое уравнение химической реакции?
1. Уравнение химической реакции, выражающее численное соотношение между количествами, массами, объемами, реагирующих компонентов (веществ) реакций.
2. Уравнение химической реакции с указанием компонентов реакции и количества выделившейся или поглощенной теплоты.
3. Уравнение химической реакции с указанием количества молекул компонентов реакций.
4. Уравнение химической реакции состоящее из исходных компонентов и конечных веществ.
Вопрос 3. Что называется концентрацией компонентов смеси?
1. Количество молекул (или киломолей) исходного вещества в единице объема реагирующей смеси.
2. Количество исходных компонентов в многокомплектной смеси.
3. Доля одного из исходных компонентов в многокомпонентной смеси.
4. Доля одного из инертных компонентов в реагирующей многокомпонентной смеси.
Вопрос 4. Какими параметрами характеризуется реагирующая химическая реакция?
1. Давлением, температурой и концентрацией компонентов.
2. Давлением и концентрацией компонентов.
3. Температурой и концентрацией компонентов.
4. Давлением и температурой компонентов.
Вопрос 5. Что такое тепловой эффект химической реакцией?
1. Уменьшение внутренней энергии химической реакции.
2. Выделение минимального количества теплоты и получение максимальной работы в химической реакции.
3. Поглощение теплоты в химической реакции.
4. Выделение максимального количества теплоты и получение минимальной работы в химической реакции.
Вопрос 6. Какую зависимость устанавливает закон Гесса?
1. Тепловой эффект химической реакции зависит от начального состояния термодинамической системы.
2. Тепловой эффект химической реакции зависит от начального и конечного состояния системы.
3. Теловой эффект химической реакции зависит от конечного состояния системы.
4. Тепловой эффект химической реакции зависит от работы расширения или сжатия.
Вопрос 7. Что называется скоростью химической реакцией?
1. Изменение теплоты реакции в единицу времени.
2. Изменение температуры реакции в единицу времени.
3. Изменение количества вещества в молях, прореагировавшего в единице объема за единицу времени.
4. Изменение количества реагирующих веществ пропорционально их стехиометрическим коэффициентам.
Вопрос 8. По какой форме определяется константа равновесия по молярным концентрациям химической реакции?
1.
.
2.
.
3.
.
4.
.
Вопрос 9. Что такое термическая диссоциация?
1. Распад химического соединения на более простые частицы при повышении давления.
2. Распад химического соединения на более простые частицы при уменьшении давления.
3. Распад молекул на несколько простых частиц при повышении температуры.
4. Отношение числа распавшихся молекул к общему числу молекул.
Вопрос 10. Что устанавливает закон Нернста?
1. Вблизи абсолютного нуля максимальные работы и тепловые эффекты в реакциях, протекающих в конденсированных системах, равны.
2. При абсолютном нуле суммарная теплоемкость конденсированных веществ равна нулю.
3. При абсолютном нуле энтропия конденсированных веществ равна нулю.
4. При абсолютном нуле теплоемкость каждого вещества в отдельности равна нулю.
Правильные ответы по разделу 5:
Разделы |
Вопросы |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
1 |
3 |
3 |
4 |
3 |
1 |
4 |
3 |
4 |
3 |
2 |
2 |
2 |
3 |
2 |
3 |
1 |
1 |
2 |
2 |
4 |
4 |
3 |
4 |
2 |
3 |
2 |
2 |
1 |
1 |
1 |
2 |
1 |
4 |
1 |
2 |
4 |
2 |
4 |
2 |
4 |
1 |
1 |
2 |
5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
4 |
1 |
4 |
2 |
1 |
2 |
6 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
3 |
4 |
3 |
1 |
