7

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Северо-Кавказский федеральный университет»

Методические указания

к практическим занятиям

по дисциплине «ТЕРМОДИНАМИКА И ТЕПЛОТЕХНИКА»

Ставрополь, 2017

Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Термодинамика и теплотехника» для бакалавров направления подготовки 21.03.01 – «Нефтегазовое дело» содержат исходные данные и методики по расчёту и анализу термодинамического процесса, расчётам рекуперативного теплообменника и тепловой изоляции трубопровода.

Методические указания могут быть использованы при выполнении типовых расчётов в соответствующих разделах курсовых работ для других технических направлений подготовки, а также при проведении самостоятельных и практических аудиторных занятий студентов.

Составители: Вислогузов А.Н., Стоянов Н. И.

Рецензент: Воронин А.И.

Методические указания выполнены в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Термодинамика и теплотехника» для бакалавров направления подготовки 21.03.01 – «Нефтегазовое дело» и определяют единый подход к выполнению бакалаврами практических заданий в рамках аудиторных практических занятий, а также в ходе самостоятельной работы.

Методические указания к выполнению практических занятий нацеливают на стимулирование самостоятельной работы бакалавров с тем, чтобы повысить ее роль не только в формировании знаний, но и в накоплении навыков инженерных расчетов и научных исследований.

По своей структуре методические указания включают в себя положения, имеющие обязательный и рекомендательный характер.

1. Цели и задачи практических занятий

Одним из основных методов изучения дисциплины «Термодинамика и теплотехника» является выполнение теплотехнических расчетов на практических занятиях и в ходе самостоятельной работы бакалавра.

Цель практических занятий:

• систематизация и закрепление изучаемого материала;

• увязка теоретических основ курса с решением практических задач по термодинамике и теплотехнике;

• формирование умения по осмыслению теоретических положений и использовать их в инженерной деятельности;

• приобретение умений практического принятия инженерных решений.

Подбор и изучение необходимого материала, самостоятельное выполнение практических заданий позволит бакалавру в большей степени подготовиться к принятию инженерных решений, возникающих в процессе функционирования предприятия в современных условиях.

2. ФОРМУЛИРОВКА ЗАДАНИЯ И ЕГО ОБЪЕМ

2.1 Задания к практическим занятиям

2.1.1 Расчет и анализ термодинамического процесса

Смесь двух газов из начального состояния 1, переходит в результате термодинамического процесса в конечное состояние 2. Определить все параметры состояния смеси или их изменения в начале и конце процесса, работу и теплоту процесса. Построить процесс в масштабе в диаграммах P-V и T-S. Исходные данные выбрать из таблицы 2.1.

2.1.2 Проектный расчет теплообменного аппарата

Определить поверхность нагрева рекуперативного теплообменного аппарата при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей (при движении греющей воды во внутренней трубе, а нагреваемой - по кольцевому каналу между трубами), если расход греющей воды G₁, расход нагреваемой воды G₂, начальные температуры теплоносителей t`<sub>ж1</sub>, t`_ж2 и конечная t``_ж2, внутренний диаметр внутренней трубы d₁, толщина стенки внутренней трубы , коэффициент теплопроводности внутренней трубы _тр, внутренний диаметр наружной трубы d₃, длина секции теплообменника L. Температуры стенки внутренней трубы определены по результатам предварительного расчета на ЭВМ и равны: со стороны греющей жидкости t_с1; со стороны нагреваемой жидкости t_с2. Потерями тепла через внешнюю поверхность теплообменника пренебречь. Данные для решения задачи выбрать по таблице 2.2 из Приложения А.

Изобразить графики изменения температур теплоносителей при обоих схемах движения теплоносителей и схему теплообменника.