1931

УДК 621.1

Попов В.М. Теплотехника [Электронный ресурс]: методические указания для самостоятельной работы студентов по специальности 23.05.01 – Наземные транспортно-технологические средства / В. М. Попов; ВГЛТУ. - Воронеж, 2020. - 32 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № от )

Рецензент: заведующий кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ им. Петра I Д.Н. Афоничев

5

ВВЕДЕНИЕ

Учебным планом по направлению подготовки бакалавров 23.03.03 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов, 15.03.02 – Технологические машины и оборудование, 35.03.02 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств предусмотрена дисциплина «Теплотехника».

Изучение данной дисциплины позволит студентам получить знания методов производства, преобразования, передачи и использования тепловой энергии, а также принципов действия и конструктивных особенностей тепло- и парогенераторов, тепловых и холодильных машин, теплообменных аппаратов и устройств.

В соответствии с рабочими программами для студентов заочной формы обучения по дисциплине «Теплотехника» предусмотрено самостоятельное изучение материала для направлений «Эксплуатация транспортнотехнологических машин и комплексов», «Технологические машины и оборудование», «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств».

6

1. ФОРМА И СОДЕРЖАНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

В рабочих программах по дисциплине «Теплотехника» для различных направлений подготовки студентов заочной формы обучения на аудиторные занятия отводится ограниченное число лекций и лабораторных работ. По этой причине большинство основных вопросов по данной дисциплине студенты обязаны изучать самостоятельно.

Для осуществления контроля самостоятельного изучения в период экзаменационной сессии предусмотрена проверка знаний студентов в форме тестовых заданий, коллоквиумов, включающих различные вопросы по изучаемым разделам дисциплины.

Дисциплина «Теплотехника» предусматривает следующие основные те-

мы:

Раздел 1. Техническая термодинамика

Глава 2. Анализ основных термодинамических процессов.

1.Изохорный процесс.

2.Изобарный процесс.

3.Изотермный процесс.

4.Адиабатный процесс.

5.Политропный процесс и его обобщающее значение.

Глава 3. Водяной пар.

1.Процесс парообразование. P – υ диаграмма водяного пара.

2.Энтропийные диаграммы водяного пара.

Глава 4. Термодинамика потока газа или пара.

1.Уравнение 1го закона термодинамики для термодинамических процес-

сов, осуществляемых при потоке газа.

2.Истечение газов и паров через сопла.

3.Дросселирование газов и паров.

Глава 5. Термодинамические циклы теплосиловых установок.

1.Понятие о термодинамическом цикле. Прямые и обратные циклы.

2.Циклы паротурбинных установок.

3.Цикл ДВС с подводом тепла при υ = const.

4.Цикл ДВС с подводом тепла при Р = const.

7

5.Цикл ДВС с комбинированным подводом тепла.

6.Цикл ГТУ с подводом тепла при Р= const.

7.Цикл компрессионной холодильной установки.

8.Цикл одноступенчатого поршневого компрессора.

Раздел 2. Основы теории теплообмена.

Глава 1. Теплопроводность.

1.Закон Фурье. Коэффициент теплопроводности.

2.Теплопроводность плоской однослойной стенки.

3.Теплопроводность плоской многослойной стенки.

4.Теплопроводность цилиндрической однослойной стенки.

Глава 2. Конвективный теплообмен.

1.Основной закон конвективного теплообмена. Коэффициент теплоотда-

чи.

2.Основные факторы, влияющие на теплоотдачу. Критериальные уравнения конвективного теплообмена.

3.Теплоотдача в неограниченном пространстве.

4.Теплоотдача при вынужденном движении жидкости в цилиндрических каналах.

5.Теплоотдача при поперечном обтекании жидкостью цилиндров.

6.Теплоотдача при кипении жидкости.

7.Теплоотдача при конденсации пара.

Глава 3. Тепловое излучение.

1.Лучеиспускательная способность тела.

2.Закон Стефана-Больцмана. Степень черноты тела.

3.Влияние экранов на процесс излучения.

Глава 4. Теплопередача. Сложный теплообмен.

1.Уравнение теплопередачи. Коэффициент теплопередачи.

2.Теплопередача через однослойную плоскую стенку.

3.Теплопередача через многослойную плоскую стенку.

4.Теплопередача через однослойную цилиндрическую стенку.

5.Интенсификация процесса теплоотдачи.

6.Тепловая изоляция.

8

Глава 5. Теплообменные аппараты.

1.Типы теплообменных аппаратов.

2.Основы теплового расчёта рекуперативных теплообменников.

3.Конструкторский расчёт теплообменных аппаратов.

Раздел 3. Основы теории теплообмена.

Глава 1. Теплоэнергетические установки.

1.Энергетическое топливо. Технические характеристики топлива. Элементарный состав топлива.

2.Моторные топлива для поршневых ДВС.

3.Котельные установки, их состав.

4.Котельные агрегаты, их разновидности.

5.Тепловой баланс котельного агрегата.

6.Топочные устройства, их разновидности. Сжигание топлива.

7.Горение топлива.

9

2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЕ СТУДЕНТОВ

2.1. Техническая термодинамика. Основные понятия и положения технической термодинамики.

2.1.1. Газовые смеси.

Темы для самостоятельного изучения

1.Газовые смеси как рабочие тела тепловых машин.

2.Задание газовой смеси массовым составом.

3.Задание газовой смеси объёмным составом.

Вопросы для контроля

1.Что понимается под газовой смесью?

2.Какое отношение имеет закон Дальтона к понятию газовая смесь?

3.Как называется давление, которое оказывает отдельный газ на стенки сосуда, в который заключена смесь газов?

4.Что понимается под весовой или объёмными долями газа в смеси?

Основная и дополнительная литература

1.Круглов, Г.А. Теплотехника [Текст]: учеб./Г.А. Круглов, Р.И. Бугакова, Е.С. Круглова. – С.- П., М.: Лань, 2010. С.10-11.

2.Шатров, М.Г. Теплотехника [Текст]: учеб./М.Г. Шатров. – М: Акаде-

мия, 2012. – С.21-26.

3.Попов, В.М. Теплотехника [Текст]: тексты лекций/В.М. Попов. Воро-

неж: ВГЛТА, 2015.-С.11-12.

2.1.2.Теплоёмкость газов.

Темы для самостоятельного изучения

1.Удельная теплоёмкость газа.

2.Разновидности теплоёмкостей в зависимости от единицы количества газа, участвующего в процессе.

3.Разновидности теплоёмкостей в зависимости от процесса, в котором участвует газ.