УМКД Теплотехника / 04-РП, 250403.65, ЗФ

3

Теплотехника: Программа учебной дисциплины для студентов специальности 250403.65 «Технология деревообработки» направления 250400 «Технология лесозаготовительных и деревообрабатывающих производств» / Сост. Мансуров С.В. -Лесосибирск: Лф СибГТУ,- 2009.- 20 с.

Программа составлена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта от 17.03.2000 года, на основе рабочего учебного плана направления 250400 “ Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств”

Утверждена на заседании кафедры информационных и технических систем протокол № 2 от « 5 » октября 2009 г.

Рекомендована к изданию научно-методическим советом протокол № 6 от « 7 » октября 2009 г.

4

4.Требования к уровню освоения программы и формы

5

ВВЕДЕНИЕ

Изучение курса «Теплотехника» предусмотрено структурой учебного плана для специальности 250403.65 «Технология деревообработки». Курс тесно связан и опирается на такие ранее изученные дисциплины как «Физика», «Высшая математика».

Программа курса составлена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта.

Целью настоящего курса является теоретическая и практическая подготовка будущих специалистов по методам получения, преобразования и использования тепловой энергии в такой степени, чтобы они могли выбирать и при необходимости эксплуатировать теплотехническое оборудование предприятий лесотехнического комплекса. Специалист должен уметь решать задачи максимальной экономии топливно-энергетических ресурсов, материалов, интенсификации и оптимизации технологических процессов и использования ВЭР.

Курс предусматривает изучение, как фундаментальных основ дисциплины, так и материала прикладного характера. В связи с этим, курс включает следующие разделы: «Техническая термодинамика», «Теплопередача» и «Теплоснабжение и котельные установки». В последнем освещаются темы, связанные с решением проблем теплоснабжения предприятий.

Программой предусмотрено чтение лекций, проведение лабораторных и практических занятий. В ходе изучения данного курса студент слушает лекции, посещает практические занятия, выполняет лабораторные работы и расчетно-графические, занимается индивидуально. Особое место в овладении данным курсом отводится самостоятельной работе, связанной с выполнением курсовой работы «Теплоснабжение промышленного предприятия».В результате изучения курса студент должен знать законы получения и преобразования энергии, методы анализа эффективности

6

использования тепловой энергии, принципы работы теплоиспользующих установок.

Курс «Теплотехника» общим объемом 140 часов изучается в течение седьмого семестра.

Изучение курса завершается экзаменом в седьмом семестре. Обязательным условием допуска студента к экзамену является

выполнение и защита лабораторных работ и курсовой работы.

студентами фундаментальных знаний о законах осуществления тепловых процессов, знание основ теплоснабжения промышленных предприятий отрасли, умение разбираться в конструкциях теплоиспользующих и теплоэнергетических установок и способах экономного использования энергетических ресурсов в условиях работы предприятия.

1. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН КУРСА «ТЕПЛОТЕХНИКА»

Раздел 1.3 ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ И КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ (модуль 3)

8

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ «ТЕПЛОТЕХНИКА»

РАЗДЕЛ 1. 1 ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА (модуль 1)

Тема 1.1.1 ПРЕДМЕТ И МЕТОД ТЕРМОДИНАМИКИ. ИДЕАЛЬНЫЕ ГАЗЫ И ИХ СМЕСИ

Рабочее тело. Основные параметры состояния. Термодинамический процесс. Равновесные и неравновесные процессы. Обратимые и необратимые процессы.

Определение идеального газа. Уравнение состояния. Газовая постоянная. Закон Дальтона. Способы задания смесей. Парциальный объем смеси. Определение молекулярной массы смеси и ее газовой постоянной. Связь между объемными и массовыми долями. Определение парциальных давлений смеси. Теплоемкость идеального газа. Зависимость теплоемкости от температуры. Средняя и истинная теплоемкости. Теплоемкость газовой смеси.

Тема 1.1.2 ПЕРВЫЙ И ВТОРОЙ ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ

Формулировка первого закона термодинамики. Аналитическое выражение первого закона через внутреннюю энергию. Внутренняя энергия идеального газа как функция состояния газа. Изменение внутренней энергии идеального газа. Работа термодинамического процесса. P,v- диаграмма идеального газа. Определение работы в Р,v-диаграмме. Энтальпия идеального газа как функция состояния тела. Изменение энтальпии идеального газа. Аналитическое выражение первого закона термодинамики через энтальпию. Основы термодинамики потока (открытые системы). Второй закон термодинамики. Сущность второго закона термодинамики и основные его формулировки. Аналитическое выражение второго закона

9

термодинамики. Энтропия как функция состояния. Изменение энтропии идеального газа. Система координат T,s. Определение теплоты в этой диаграмме. Термодинамические процессы с идеальным газом (изобарный, изохорный. изотермный, адиабатный и политропные). Аналитическое исследование и их графическое изображение в P,v- и T.s – диаграммах.

Тема 1.1.3 ПОЛИТРОПНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ЦИКЛЫ

Уравнение политропного процесса. Показатель политропы. Теплоемкость политропного процесса. Классификация политропных процессов. Определение энергетических характеристик политропных процессов. Круговые термодинамические процессы (циклы). Прямые и обратные циклы. Обратимые и необратимые циклы. Оценки эффективности прямого и обратного циклов. Прямой обратимый цикл Карно. Теорема Карно. Среднеинтегральные температуры подвода и отвода теплоты. Изменение энтропии и работоспособность изолированной термодинамической системы. Понятие об эксергии.

Тема 1.1.4 РЕАЛЬНЫЕ ГАЗЫ И ПАРЫ. ИХ СВОЙСТВА. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Водяной пар. Основные определения. Процесс парообразования в P,v- и Т,s-диаграммах. Теплота парообразования. Свойства в критической точке. Определение параметров воды и водяного пара. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. Р,t-диаграмма водяного пара. Тройная точка. Расчет основных процессов водяного пара с помощью таблиц и h,s- диаграммы.

10

Тема 1.1.5 ТЕРМОДИНАМИКА ПОТОКА

Истечение газа и пара. Уравнение первого закона термодинамики для потока. Работа проталкивания и техническая работа. Дросселирование газа и пара. Изменение параметров рабочего тела при адиабатном истечении, при адиабатном дросселировании. Эффект Джоуля-Томпсона. Особенности дросселирования реального газа. Температура инверсии. Практическое использование процессов дросселирования. Изображение процесса дросселирования в h, s-диаграмме. Расчет редукционно-охладительных установок.

Компрессорные установки. Расчет мощности компрессора.

РАЗДЕЛ 2.2 ТЕПЛОПЕРЕДАЧА (модуль 2)

Тема 1.2.1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Предмет и задачи теории теплообмена. Значение теплообмена в промышленных процессах, в частности при обработке древесины. Основные понятия. Виды переноса теплоты.

Тема 1.2.2 ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

Основные понятия. Закон Фурье. Коэффициент теплопроводности. Механизм переноса теплоты в реальных телах. Уравнение Фурье. Условия однозначности. Коэффициент температуропроводности. Теплопроводность при стационарном режиме. Теплопроводность однослойной и многослойной плоской и цилиндрической стенок при граничных условиях 1 рода.