Билет n5

Вопрос №1 Термодинамическое уравнение состояния

Термическое уравнение состояния связывает макроскопические параметры системы. Для системы с постоянным числом частиц его общий вид можно записать так: или другими словамивыражает связь между давлением Р температурой Т и удельным объемом V (или плотностью) гомогенного вещества в состоянии равновесия

Вопрос №2 Коэффициент избытка воздуха при сжигании топлив, его определение.  

Коэффициент  избытка воздуха -это отношение действительно израсходованного при горении количества воздуха к теоретически необходимому.

Отношение действительного расхода воздуха Vд, подаваемого на сжигание топлива, к его теоретическому значению Vт называют коэффициентом избытка воздуха:

α = Vд / Vт Коэффициент избытка воздуха в общем случае зависит от вида сжигаемого топлива, его состава, типа горелок, способа подачи воздуха, конструкции топочного устройства и т.д. Для сжигания природного газа обычно принимают α = 1,05... 1,15.

Вопрос №3 Критерии теплового подобия и их физический смысл

При анализе и решении сложных тепловых явлений и процессов, а также обработке и обобщении данных экспериментальных исследований в теории теплопередачи применяют безразмерные теплофизические комплексы, называемые критериями теплового подобия. Эти же критерии распространяются и на процессы сушки для изучения миграции влаги в материале, ее испарения и т. д., и тогда их называют гигрометрическими или влагообменными критериями подобия . Применительно к нагреванию и сушке древесины используют безразмерные критерии теплового, гигрометрического и гидродинамического подобия

Основные критерии подобия,изпользуемые при тепловых расчетах

1. Рейнольдс Re (определяет режим течения жидкости - ламинарный или турбулентный) 2. Прандтль Pr (отношение кинематической вязкости к коэффициенту температуропроводности) 3. Грасгоф Gr (естественная конвекция) 4. Нуссельта Nu (вынужденная конвекция) 5. Био Bi (критерий термической массивности тела, определяется как отношение сопротивления передачи тепла теплопроводностью к сопротивлению передачи тепла конвекцией) 6. Фурье Fo (безразмерное время)

Билет n6

Вопрос №1 Теплоемкость идеальных газов. Уравнение Майера.

Теплоемкость идеального газа — это отношение количества теплоты, сообщенного газу, к изменению температуры δТ, которое при этом произошло.

Согласно 1 началу термодинамики существует 2 способа изменить внутреннюю энергию тела (в нашем случае идеального газа): передать ему тепло или совершить над ним работу. Вывод формулы для теплоемкости в идеальном процессе

dU=δQ+δA, где δA — работа окр. среды над газом.

δAокр.среды=-δAгаза

δQ=dU+δAгаза

В расчете на 1 моль:

С=δQ/ΔT=(ΔU+pΔV)/ΔT

ΔU=CV*ΔT

C=CV+(pΔV/ΔT)

Уравнение МайераCp = Cv + R Оно показывает, что расширение моля идеального газа при постоянном давлении и изменении его температуры на 1 Кельвин требует дополнительного, по сравнению с изобарическим расширением, количества теплоты, необходимого для совершения работы. Это значение равно универсальной газовой постоянной

Вопрос №2Теоретический и действительный расход воздуха при горении топлива.

Теоретический расчет воздуха для горенияПо соотношению объемной доли кислорода в объеме воздуха можно получить следующее равенство:

Lмин. =

100%21%

• O2, мин. = 4,762 • O2, мин.,

то есть для получения 1 м3 кислорода необходимо 4,762 м3 воздуха. Теоретический расход воздуха Lмин. определяется на основании долей отдельных газов в горючей смеси: Lмин. = ∑ri • Liмин

Действительный расход воздуха для горения.Действительный расход воздуха определяется по формуле:L = λ • L_мин.,

где λ — коэффициент избытка воздуха. Значение коэффициента избытка воздуха варьируется в пределах 1,1 — 1,4. Более высокий коэффициент приводит к избыточному горению и увеличивает потери кислорода вместе с отходящим газом. Значение коэффициента избытка определяется по формуле:

λ = CO_{2, макс.} CO_{2, изм}

Вопрос №3.Основное уравнение конвективного теплообмена в критериальной форме

Используя теорию подобия из системы дифференциальных уравнений можно получить уравнение теплоотдачи для конвективного теплообмена в случае отсутствия внутренних источников тепла в следующем критериальной форме:Nu = f2(Х; Ф; X0; Y0; Z0; Re; Gr; Pr)

где:X0;Y0;Z0 –безразмерныекоординаты;Nu = α ·l0/λ - критерий Нуссельта (безразмерный коэффициент теплоотдачи), характеризует теплообмен между поверхностью стенки и жидкостью (газом);

Re = w·l0/ν - критерий Рейнольдса, характеризует соотношение сил инерции и вязкости, и определяет характер течения жидкости (газа); Gr = (β·g·l03·Δt)/ν2 - критерий Грасгофа, характеризует подьемную силу, возникающую в жидкости (газе) вследствие разности плотностей; Pr = ν/а = (μ·cp)/λ - критерий Прандтля, характеризует физические свойства жидкости (газа); l₀ – определяющий размер (длина, высота, диаметр).