БИЛЕТ 2

1)Принцип сохранения массы для (нерелятивистских) систем с многокомпонентными потоками. Примеры составления материального баланса для аппаратов и машин

газоразделительных установок.

Типы систем:

•Изолированная система – система, не обменивающаяся с окружающей средой (другими системами) материальными потоками ( массой) и энергией ( теплотой, работой).

•Закрытая система – система, не обменивающаяся с окружающей средой (другими системами) материальными потоками ( массой), но обменивающаяся с ней энергией.

•Открытая система – система, обменивающаяся с окружающей средой и материальными и энергетическими потоками.

Масса изолированной и закрытой системы всегда остаётся постоянной.

Для открытой системы закон сохранения массы можно записать в двух вариантах.

Стационарный режим (основные параметры системы неизменны во

времени):

− = 0

Нестационарный (неустановившийся) режим (материальные и

энергетические потоки изменяются во времени):

− = (изменениемассы системы во времени)

Задача: в ВРУ подаётся воздух расходом G=100 кгч , при н.у.: из ВРУ

выходит три потока: азота, кислород, аргон при н.у. и с известными объёмными концентрациями.

Необходимо определить расходы потоков, выходящих из ВРУ. Воздух принимается тройной смесью (азот, кислород, аргон)

Рисунок 7. Иллюстрация к задаче. В – поток воздуха, А – поток азота, К – поток кислорода, Ар – поток аргона.

2)Охлаждение газообразных веществ в условиях открытой и закрытой термодинамической системы. Минимальная работа, необходимая для охлаждения в условиях P=const и V=const.

3)Назначение теплообменных аппаратов. Простейший расчёт теплообменного аппарата.

Теплообменные аппараты – устройства для передачи теплоты от потока к другим потокам или среде с которой происходит обмен теплотой.

Перенос теплоты осуществляется без отвода работы.

Классифицируются по следующим признакам:

•По принципу работы

Регенераторы – теплообменные аппараты в которых теплота в начале передается от потока к теплоёмкой массе регенератора (насадку), а затем от насадка к другому потоку. Теплота между потоками передаётся периодически, а не непрерывно.

Рекуператоры – теплота от одного потока передаётся другому потоку или среде через теплопроводящую стенку. Процесс переноса теплоты непрерывен.

•По числу потоков

Однопоточные

Двухпоточные

Трехпоточные и многопоточные

•По назначению

•По направлению движения потоков

Прямоточные (потоки сонаправлены)

Противоточные (потоки текут в противоположные стороны)

Перекрестноточные (потоки скрещиваются под прямым углом)

•По агрегатному состоянию вещества

Конденсаторы (один из потоков или среда конденсируется)

Испарители ( один из потоков или среда испаряется)

Конденсаторы-испарители (один поток испаряется –другой ожижается)

Обычные газовые или жидкостные

•По типу конструкции

БИЛЕТ 3

1)Принцип сохранения энергии. Потоки энергии (тепловые, электрические, механические, магнитные и др.) и их численное определение. Физический смысл энтальпии потока для открытых систем. Энергетический баланс для открытых и закрытых низкотемпературных систем.

Параметрами состояния называются физические величины, которые определяют состояние системы, обычно их можно измерить приборами.

(Температура (Т), объём (V) и удельный объём (v), паросодержание смеси (x), параметр состояния двухфазной области)

Для однокомпонентной и однофазовой системы, например газ, необходимо определить два параметра , обычно это давление и температура ( иногда объём), для того чтобы однозначно знать состояние системы.

В двухфазной области изобары совпадают с изотермами, поэтому для полного задания системы, необходимо знать пару p и x, либо пару p и v.

Функция состояния – физическая величина, изменение которой связано с внешним воздействиями, действующими на систему. Функция состояния – энергетическая характеристика системы и выражается в единицах энергии или удельная энергии.

U – внутренняя энергия, Дж

u – удельная внутренняя энергия, Дж/кг

H – энтальпия, Дж (H = U + pV)

h – удельная энтальпия, Дж/кг (h = u + pv)

S – энтропия, Дж/К

s – удельная энтропия, Дж/(кг*К)

Внутренняя энергия (U) используется как энергетическая характеристика закрытой системы.

Энтальпия(H) используется как энергетическая характеристика открытой системы. Также достаточно широко используется: для описания термодинамических процессов низкотемпературных систем – свободная энергия Гельмгольца и Гиббса. Физический смысл энтальпииможно определить как сумма внутренней энергиисистемы и энергии, которая «хранится» в виде давления, производимого системой, и объёма, который