- •Каковы цели и задачи, решаемые дисциплиной «Техническая термодинамика»?
- •Что необходимо для непрерывного преобразования q в l?
- •Какие рабочие вещества используются для преобразования теплоты в работу?
- •Дайте определение понятию «идеальный газ».
- •4А. Дайте определение понятию «реальный газ».
- •Какие параметры состояния используются для характеристики термодинамического состояния рабочего тела?
- •Дайте определение понятию «внутренняя энергия» рабочего тела
- •Дайте определение понятию «энтальпия» рабочего тела
- •Дайте определение понятию «энтропия» рабочего тела
- •Дайте определение понятию «теплоёмкость» рабочего тела
- •Какая функциональная зависимость теплоёмкости?
- •Сформулируйте, охарактеризуйте и докажите два свойстваT,s-диаграммы
- •1.Что входит в понятие «исследовать термодинамический процесс»?
- •2.Какие исходные данные необходимы для исследования термодинамического процесса?
- •Основные аналитические соотношения между термическими параметрами состояния идеального газа в термодинамических процессах
- •Основные соотношения для определения теплоты и работы
- •20. Как рассчитывается теплота в политропном процессе?
- •21. Запишите соотношение для расчета изменения энтропии в изохорном процессе.
- •22. Запишите соотношение для расчета изменения энтропии в изобарном процессе.
- •Соотношения между внутренней энергией, теплотой и работой в политропных процессах расширения
- •23. В какой совокупности политропных процессов теплота, подводимая к рабочему телу, частично идёт на выполнение работы, а частично превращается во внутреннюю энергию тела?
- •24. В какой совокупности политропных процессов работа получается частично за счёт теплоты, подводимой к рабочему телу, а частично за счет внутренней энергии тела?
- •25. В какой совокупности политропных процессов внутренняя энергия тела расходуется на работу, а также одновременно отводится в окружающую среду в виде теплоты?
- •1. Чем подобны и чем отличаются первый и второй законы термодинамики?
- •2. Приведите самую общую формулировку второго закона термодинамики.
- •3. Приведите частные формулировки второго закона термодинамики.
- •3. Запишите аналитическое выражение второго закона термодинамики
- •4. Изобразите на p,V диаграмме произвольные прямой и обратный термодинамические циклы. Охарактеризуйте условия их выполнения.
- •5. Изобразите на t,s диаграмме произвольный прямой и обратный циклы. Охарактеризуйте условия их осуществления.
- •7. Чем характеризуется степень эффективности обратного термодинамического цикла, используемого для переноса теплоты от холодного к более нагретому телу (в окружающую среду)?
- •Изобразите в p,V и t,s координатах энергетический цикл Карно? Назовите процессы, образующие его.
- •Термический кпд цикла Карно определяется из соотношения
- •2. Запишите и проанализируйте выражение для термического кпд теоретического цикла двс, работающего по термодинамическому циклу Тринклера.
- •4. Запишите и проанализируйте выражение для термического кпд теоретического цикла двс, работающего по термодинамическому циклу Отто.
- •6. Выполните сравнение эффективности всех трёх теоретических циклов двс при одинаковых значениях степени сжатия ε и отводимой в цикле теплоте q2.
- •7. Выполните сравнение эффективности всех трёх теоретических циклов двс при одинаковых значениях степени сжатия ε и подводимой в цикле теплоте q1.
- •8. Выполните сравнение эффективности всех трёх теоретических циклов двс при одинаковых значениях теплонапряженности и отводимой в цикле теплоте q2.
- •9. Выполните сравнение эффективности всех трёх теоретических циклов двс при одинаковых значениях максимального давления рмакс и подводимой теплоте в цикле q1.
- •10. Запишите и проанализируйте выражение для термического кпд теоретического цикла двс, работающего по термодинамическому циклу Дизеля.
- •11. Проанализируйте влияние степени сжатия ε на значения термических кпд теоретических циклов двс и причины её ограничения.
- •12. По какому теоретическому циклу работают современные судовые двигатели внутреннего сгорания?
- •1. Изобразите принципиальную схему и объясните принцип действия простейшей открытой газотурбинной установки.
- •3. Выведите и проанализируйте выражение для термического кпд цикла
- •4. Изобразите принципиальную схему гту открытого типа с регенерацией теплоты.
- •5. Изобразите термодинамический цикл гту открытого типа с регенерацией теплоты отработавших газов в координатах p,V и t,s.
- •6. Дайте определение понятию «степень регенерации». Какое отличие между понятиями «предельная» и «полная» регенерация.
- •Выведите выражение для термического кпд гту с регенерацией теплоты.
- •Выполните термодинамическое сопоставление циклов гту с изотермическим и адиабатным сжатием воздуха в компрессоре.
- •Выполните термодинамический анализ циклов гту с изотермическим сжатием воздуха в компрессоре и регенерацией теплоты.
- •Выполните термодинамическое сопоставление циклов гту с изотермическим и адиабатным сжатием воздуха в компрессоре и регенерацией теплоты.
- •Выполните термодинамический анализ циклов гту с многоступенчатым сжатием и многоступенчатым расширением
- •13. Запишите выражение для расчета термического кпд гту с двухступенчатым сжатием, промежуточным охлаждением и регенерацией теплоты отработавших газов
- •14. Какие величины обычно задаются в качестве исходных при расчете термического кпд гту с двухступенчатым сжатием, промежуточным охлаждением и регенерацией теплоты отработавших газов
- •1. Сформулируйте общие принципы работы пту.
- •2. Изобразите принципиальную схему и охарактеризуйте принцип действия базового цикла пту (цикла Ренкина).
- •3. Изобразите теоретический цикл базового цикла пту (цикла Ренкина) на диаграммах р,V; т,s и h,s.
- •4. Особенности расчета теоретических циклов пту с помощью h,s диаграммы?
- •5. Особенности теоретических паросиловых циклов с паровой машиной.
- •6. Особенности расчета термических кпд теоретических циклов пту?
- •7. Как рассчитывается работа насоса в теоретических циклах пту?
- •8. Объясните алгоритм расчета параметров рабочего тела теоретических циклов пту?
- •8. Как зависит термический кпд теоретических циклов пту от значения начальных параметров пара?
- •8А. Как зависит термический кпд теоретических циклов пту от давления пара в конденсаторе?
- •8Б. Как зависит термический кпд теоретических циклов пту от температуры пара перед турбиной?
- •8В. Как зависит термический кпд теоретических циклов пту от давления пара перед турбиной?
- •9. Цикл пту с адиабатным сжатием влажного пара.
- •10. Цикл пту с предельным регенеративным подогревом питательной воды.
- •Цикл пту с регенеративным подогревом питательной воды частично отработавшим паром.
- •Изобразите принципиальную схему и цикл пту с регенеративным подогревом питательной воды частично отработавшим паром.
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Каковы цели и задачи, решаемые дисциплиной «Техническая термодинамика»?
Основной целью и задачей дисциплины «Техническая термодинамика» является изучение законов непрерывного преобразования теплоты (Q) в работу (L) и повышения эффективности этого процесса.
Что необходимо для непрерывного преобразования q в l?
Для непрерывного преобразования теплоты Q в работу L необходимо рабочее тело и организовать (обеспечить) чередующиеся (циклически повторяющиеся) процессы подвода теплоты к рабочему телу от горячего источника и её частичного отвода в окружающую среду.
Какие рабочие вещества используются для преобразования теплоты в работу?
Для непрерывного преобразования теплоты в работу используются вещества, которые находятся в газообразном (парообразном) состоянии. Это обусловлено тем, что газы существенно изменяют свой объём при изменении температуры и давления, а это является основным условием получения (затраты) работы. В зависимости от значения и соотношения параметров (р и Т) протекания процессов газы бывают идеальными или реальными.
Дайте определение понятию «идеальный газ».
Идеальный газ (идеально газовое состояние) это такое состояние вещества, при котором нет (или можно не учитывать!) межмолекулярные взаимодействия и собственный объём молекул, образующих газ. Строго говоря, идеального газа не существует, но при определённых параметрах состояния и их соотношениях: когда давление стремится к нулю и/или температура высокая, то всякий газ можно рассматривать как идеальный.
4А. Дайте определение понятию «реальный газ».
Реальный газ (реальное газовое состояние) это такое состояние вещества, при котором есть (и учитывается!) межмолекулярные взаимодействия и собственный объём молекул, образующих газ. Реальный газ (перегретый пар) при определённой совокупности термодинамических процессов (условиях) может быть превращён в насыщенный пар, во влажный пар, в кипящую (насыщенную) жидкость, наконец, в обычную жидкость (крановую, колодезную, бюветную).
Какие параметры состояния используются для характеристики термодинамического состояния рабочего тела?
Для характеристики термодинамического состояния рабочего тела используются термические и калорические параметры состояния. К термическим параметрам состояния относятся давление р, измеряемое в Н/м2=Па (Паскаль); удельный объём v, измеряемый в м3/кг; температура — в градусах Кельвина T K=t °C+ 273,15. К калорическим свойствам (параметрам состояния) относятся: удельные внутренняя энергия u, кДж/кг, энтальпия h, кДж/кг, энтропия s, кДж/(кг К) и теплоёмкость С, кДж/(кг К).
6. Как взаимосвязаны между собой термические параметры состояния идеального газа?
Термические параметры состояния идеального газа связаны между собой уравнением состоянием идеального газа, которое называется уравнением состояния Клапейрона: для 1-го кг идеального газа уравнение имеет вид: pv=RT; для М кг газа — pV=MRT, а также уравнением Менделеева-Клапейрона для 1 моля газа: pVµ=RµT . В приведенные уравнения давление р подставляется (и получается!) в Па, удельный объём v в м3/кг, объём V в м3, удельная газовая постоянная, рассчитываемая из соотношения R=Rµ/µ, в Дж/(кг К), температура Т в градусах Кельвина, объём моля газа в м3/Моль, и, наконец, универсальная газовая постоянная Rµ=8314 Дж/(Моль К)