- •Северо-Западный государственный заочный технический университет
- •1. Информация о дисциплине «теплотехника»
- •1.1. Предисловие
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.1. Содержание дисциплины по гос
- •190601.65 – Автомобили и автомобильное хозяйство.
- •150501 – Материаловедение в машиностроении.
- •150104 – Литейное производство черных и цветных металлов.
- •1.2.2. Объем дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.3. Перечень видов практических занятий и контроля:
- •2. Рабочие учебные материалы
- •2.1. Рабочая программа (136 часов)
- •Раздел 1. Техническая термодинамика (36 часов)
- •Раздел 2. Тепломассообмен (40 часов)
- •Раздел 3. Гидрогазодинамика
- •3.1. Гидростатика. Гидравлика
- •3.2. Газодинамика
- •3.3. Техническая гидрогазодинамика
- •Раздел 4. Топливо и теория горения
- •4.1. Характеристики энергетических топлив
- •4.2. Уравнения сгорания и физико-химические основы горения топлива
- •4.3. Процессы сгорания жидкого, газообразного и твердого топлива
- •5. Промышленная теплоэнергетика (10 часов)
- •5.1. Теплоснабжение населения и предприятий. Экономия энергоресурсов
- •5.2. Снижение энергопотерь и вредных выбросов в окружающую среду
- •2.2. Тематический план дисциплины «теплотехника»
- •2.2.1. Тематический план лекций для студентов заочной формы обучения
- •2.2.2. Тематический план дисциплины «Теплотехника» для студентов очно-заочной формы обучения
- •2.3. Структурно-логическая схема дисциплины «Теплотехника»
- •Раздел 3 Гидрогазо- динамика Раздел 4 Топливо и теория горения Раздел 5 Промышленная теплотехника раздел 2 Тепломассообмен Раздел 1 Техническая термодинамика
- •2.4. Временной график изучения дисциплины «Теплотехника»
- •2.5. Практический блок
- •2.5.1. Практические занятия
- •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 оценки знаний
- •3. Информационные ресурсы дисциплины «теплотехника»
- •3.1. Библиографический список
- •3.2. Опорный конспект введение
- •Раздел 1. Техническая термодинамика
- •Уравнение состояния. Первый закон термодинамики
- •1.1.1. Параметры состояния
- •1.1.2. Функции состояния. Первый закон термодинамики.
- •1.1.3. Теплоемкость газов
- •1.2. Газовые процессы. Второй закон термодинамики
- •1.2.1. Термодинамические процессы
- •1.2.2. Сжатие газа в компрессоре
- •1.2.3. Второй закон термодинамики
- •1.3. Газовые циклы тепловых машин
- •1.3.1. Цикл быстрого сгорания (карбюраторного двс)
- •1.3.2. Цикл медленного сгорания (дизеля)
- •1.3.3. Цикл газотурбинной установки
- •1.4. Реальные газы. Водяной пар
- •1.4.1. Реальные газы
- •1.4.2. Параметры воды и пара
- •1 .4.3. Циклы паротурбинных установок
- •1.4.4. Термодинамика холодильных машин
- •Раздел 2. Тепломассообмен
- •2.1. Теплопроводность
- •Основной закон теплопроводности
- •2.1.2. Дифференциальное уравнение теплопроводности
- •2.1.3. Теплопроводность при стационарном режиме и граничных условиях первого рода
- •2.1.4. Теплопроводность плоской и цилиндрической стенок при стацио-нарном режиме и граничных условиях третьего рода (теплопередача)
- •2.1.5. Регулирование интенсивности теплопередачи
- •2.1.6. Нестационарная теплопроводность
- •2.2. Конвективный теплообмен (теплоотдача)
- •2.2.1. Основные понятия и определения
- •2.2. Гидродинамический и тепловой пограничные слои
- •2.2.3. Основы теории подобия
- •2.2.4. Обобщение опытных данных на основе теории подобия
- •2.2.5. Теплоотдача при свободной конвекции
- •2.2.6. Теплоотдача при вынужденном движении жидкости
- •2.2.7. Теплоотдача при кипении и конденсации
- •2.3. Тепловое излучение
- •2.3.1. Основные понятия и определения
- •2.3.2. Законы теплового излучения
- •2.3.3. Лучистый теплообмен между телами
- •2.3.4. Излучение газов и паров
- •2.3.5. Процессы сложного теплообмена
- •2.4. Тепловой расчет теплообменных аппаратов
- •2.4.1. Типы теплообменных аппаратов
- •2.4.2. Расчетные уравнения рекуперативных аппаратов
- •2.4.3. Тепловой расчет теплообменных аппаратов
- •2.5. Массообмен
- •Раздел 3. Гидрогазодинамика
- •3.1. Гидростатика. Гидравлика
- •3.1.1. Физические свойства жидкостей
- •3.1.3. Давление жидкости на стенки
- •3.1.5. Движение идеальной жидкости
- •3.1.6. Уравнение Бернулли
- •3.1.7. Измерение полного напора. Трубка Пито
- •3.1.8. Истечение жидкости через отверстия и насадки
- •3.1.9. Уравнение количества движения
- •3.1.10. Число Рейнольдса. Потери напора по длине трубы
- •3.1.12. Гидравлический удар в трубах
- •3.2. Газодинамика
- •3.2.1. Адиабатные соотношения. Скорость звука, число Маха.
- •3.2.2. Уравнение энергии. Критическая и максимальная скорости газа
- •3.2.3. Связь скорости газа с сечением потока. Сопло Лаваля
- •3.2.4. Параметры изоэнтропического торможения газа
- •3.2.5. Истечение газа
- •3.3. Техническая гидрогазодинамика
- •3.3.4. Влияние вязкости. Моделирование в гидрогазодинамике
- •3.3.5. Критерии подобия
- •3.3.6. Пограничный слой
- •3.3.7. Отрыв пограничного слоя
- •3.3.8. Крыло в газовом потоке
- •3.3.9. Лопаточная решетка в газовом потоке
- •3.3.10. Распыливание жидкостей
- •3.3.11. Диффузоры
- •3.2.12. Эжекторы
- •Раздел 4. Топливо и теория горения
- •4.1. Характеристики энергетических топлив
- •4.1.1. Состав и характеристики жидкого топлива
- •4.1.2. Твердые и искусственные топлива
- •4.1.3. Условное топливо. Приведенные характеристики топлива
- •4.2. Физико-химические основы теории горения топлива
- •4.2.1. Стехиометрические соотношения. Количество воздуха, необходимое для горения топлива
- •4.2.2. Объем продуктов сгорания. Уравнения полного и неполного сгорания
- •4.2.3. Физико-химические процессы воспламенения и горения топлива
- •4.3. Процессы сгорания жидкого, газообразного и твердого топлива
- •4.3.1. Сжигание жидкого топлива
- •4.3.2. Сжигание газообразного топлива
- •4.3.3. Сжигание твердого топлива
- •Раздел 5. Промышленная теплоэнергетика
- •5.1. Теплоснабжение предприятий и населенных пунктов
- •5.1.1. Системы теплоснабжения
- •5.1.2. Источники теплоснабжения
- •5.1.3. Вторичные энергоресурсы
- •5.1.4. Биотопливо и установки для его сжигания
- •5.2. Энергосбережение и снижение вредных выбросов
- •5.2.1. Энергосберегающие теплообменные установки на тепловых насосах и тепловых трубах
- •5.2.2. Выход вэр и экономия от их использования
- •5.2.3. Токсичные выбросы в окружающую среду
- •5.2.4. Снижение вредных выбросов и сбросной теплоты
- •3.3. Глоссарий (словарь терминов)
- •Библиографический список к лаблраторному практимуму
- •Лабораторная работа 1 определение теплоемкости воздуха при постоянном давлении
- •1. Цель работы
- •2. Основные теоретические положения
- •3. Экспериментальная установка и методика опыта
- •4. Содержание отчета
- •Лабораторная работа 2 определение коэффициента теплопроводности керамического материала методом трубы
- •1. Цель работы
- •2. Основные теоретические положения
- •3. Экспериментальная установка и методика опыта
- •Порядок выполнения работы
- •Форма 2
- •4. Содержание отчета
- •Лабораторная работа 3 теплоотдача горизонтальной и вертикальной труб при свободном движении воздуха
- •1. Цель работы
- •2. Основные теоретические положения
- •3. Экспериментальная установка и методика опыта
- •4. Содержание отчета
- •Лабораторная работа 4
- •1. Цель работы
- •2. Основные теоретические положения
- •3. Зкспериментальная установка и методика опыта
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчета
- •Лабораторная работа 5 определение влажности и зольности топлива
- •1. Цель работы
- •2. Определение влажности топлива
- •2.1. Основные теоретические положения
- •2.2. Описание лабораторной установки
- •2.3. Порядок выполнения работы
- •Форма 5а
- •2.4. Содержание отчета
- •3. Определение зольности топлива
- •3.1. Основные теоретические положения
- •Зольность топлива в расчете на сухую массу пересчитывают по формуле %:
- •3.2. Описание лабораторной установки
- •3.3. Порядок выполнения работы
- •3.4. Содержание отчета
- •4. Блок контроля освоения д исциплины
- •Тема 1.1. Уравнение состояния газа. Первый закон термодинамики
- •Тема 1.4. Циклы компрессоров и тепловых двигателей. Циклы холодильных машин (Зад 2,3,4)
- •Тема 2.2 Теплопроводность через стенки
- •Тема 2.3. Теплообмен при конвекции и фазовых превращениях
- •Тема 2.4. Теплообмен излучением. Расчеты теплообменных аппаратов
- •Тема 3.2. Режимы течения газовых потоков
- •Тема 4.2. Уравнение сгорания и физико–химические основы горения топлива.
- •4.2. Тренировочные и контрольные тесты Тренировочные тесты
- •Тренировочные тесты по разделу 1
- •Тренировочные тесты по разделу 2
- •Тренировочные тесты по разделу 3
- •Тренировочные тесты по разделу 4
- •Тренировочные тесты по разделу 5
- •Правильные ответы на тренировочные тесты
- •Контрольные тесты по разделу 2
- •Контрольные тесты по разделу 3
- •Контрольные тесты по разделу 4
- •Контрольные тесты по разделу 5
- •Оглавление
- •Павлов Евгений Павлович
- •191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, д.5
Правильные ответы на тренировочные тесты
Раздел 1: 1-1, 2-1, 3-3, 4-2, 5-3, 6-4. Раздел 2: 1-2, 2-4, 3-1, 4-1, 5-1. Раздел 3: 1-1, 2-2, 3-1, 4-3, 5-2. Раздел 4: 1-4, 2-4, 3-3, 4-3, 5-4. Раздел 5: 1-1, 2-2, 3-3, 4-1, 5-2.
Контрольные тесты
Контрольные тесты по разделу 1
1. Как перевести единицы давления – атмосферы в паскали? 1 ат равна:
1 Па
1 МПа
Примерно 0,1 МПа
760 мм рт.ст.
2. Каким выражением определяется приращение внутренней энергии du?
1. p dv
2. cp dt
3. cv dt
4. T ds
3. Как связана газовая постоянная R с теплоемкостями cр и cv ? Она равна:
1. cp
2. c p + cv
3. cp/cv
4. cp - cv
4. Происходит сжатие газа. В каком процессе на сжатие затрачивается
наименьшая работа?
1. Адиабатном
2. Изотермическом
3. Политропном при n = 1,5
4. Политропном при n = 1,3
5. Какой физический смысл имеет энтропия s?
1. Увеличение энтропии является количественной мерой потери работоспособности системы
2. Изменение энтропии характеризует изменение температуры газа
3. Увеличение энтропии позволяет определить к.п.д. тепловой машины
4. Увеличение энтропии позволяет определить работу цикла
6. Что такое степень сухости x водяного пара?
1. Отношение массы паровой фракции к массе жидкой фракции
2. Отношение массы паровой фракции к общей массе влажного пара
3. Отношение температуры пара к температуре насыщения
4. Масса паровой фракции в единице объема
7. Чему равна энтальпия hx влажного насыщенного пара со степенью сухости x?
1. rx
2. h΄
3. h΄ + rx
4. h́́́΄΄ - rx
8. Для чего при высоких степенях сжатия газа применяются многоступен-чатые компрессоры с охлаждением между ступенями?
1. Чтобы уменьшить нагрузку на подшипники
2. Чтобы уменьшить объемные потери
3. Чтобы избежать недопустимо высоких температур газа
4. Чтобы повысить к.п.д. компрессора
9. Что такое термический к.п.д. теплового двигателя?
1. Отношение низшей температуры цикла к наивысшей
2. Отношение работы цикла к подведенной теплоте
3. Отношение отведенной теплоты к подведенной
4. Отношение снимаемой с двигателя мощности к теоретической
10. Почему термодинамическая эффективность дизельного ДВС выше, чем
карбюраторного?
1. Дизельное топливо дешевле бензина
2. В дизелях не нужна система зажигания
3. Процесс подвода теплоты в дизельном ДВС происходит по изобаре, т.е. при более высокой средней t
4. Дизелю не угрожает детонация горючей смеси
11. В чем преимущество дизеля перед ГТУ?
1. У дизеля выше к.п.д.
2. Дешевле изготовление
3. Дешевле топливо
4. Проще в обслуживании
12. Что такое холодильный коэффициент холодильной установки?
1. Отношение теплоты q2, отводимой от охлаждаемого тела, к теплоте q1, сбрасываемой
в окружающую среду
2. Отношение q1/q2
3. Отношение q1 к работе l, затрачиваемой компрессором на сжатие хладоагента
4) Отношение q2/l
Контрольные тесты по разделу 2
1. Какой материал из перечисленных имеет наибольший коэффициент теплопроводности ?
1. Сталь углеродистая
2. Сталь нержавеющая
3. Медь
4. Стекло
2. По какому закону изменяется температура по толщине цилиндрической стенки?
1. Линейному
2. Параболическому
3. Логарифмическому
4. Гиперболическому
3. Какую размерность имеет коэффициент температуропроводности a ?
1. м2/с
2. Дж/(кг К)
3. Вт/(м К)
4. Вт/(м2 К)
4. Дж/(м2 К)
4. Каким выражением определяется число Фурье Fo ?
1. a / l2
2. l /ст
3. /a
4. l /ж
5. Температура стенки tcт , ее площадь F, температура жидкости tж . Чему равен тепловой поток Q (формула Ньютона-Рихмана)?
1. F (tст - tж).
2. F tcт / tж
3. F (tcт - tж )
4. F tст / tж
6. Характерный размер обтекаемой стенки l. Каким выражением определяется число Нуссельта?
1. (tст - tж )/l
2. l(tcт - tж)
3. l /
4. l /
7. Каким выражением определяется число Прандтля?
1. /a
2. wl /
3. wl /a
4. a /
8. Что такое кризис кипения в большом объеме?
1. Начало образования пузырьков пара на нагреваемой поверхности
2. Быстрый рост количества паровых пузырьков
3. Кипение на стенке со слоем накипи низкой теплопроводности
4. Переход от пузырькового кипения к пленочному
9. Какой степени температуры Т твердого тела пропорциональна излучаемая энергия?
1. Первой
2. Второй
3. Третьей
4. Четвертой
10. Что такое степень черноты излучающего тела?
1. Отношение мощности излучения серого тела к мощности излучения абсолютно-черного тела при той же температуре
2. Отношение мощности излучения к конвективному теплосъему
3. Отношение мощности излучения к потоку теплоты, подводимой теплопроводностью
4. Цветовая характеристика излучаемой поверхности
11. Каким выражением определяется тепловой поток Q при теплопередаче?
1. t / l
2. кFt
3. F t
4. c0FT 4
