МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДОНБАСЬКА ДЕРЖАВНА МАШИНОБУДІВНА АКАДЕМІЯ

С.О. Коновалова

ОРГАНІЗАЦІЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ СТУДЕНТА З ДИСЦИПЛІНИ «ТЕПЛОФІЗИЧНІ ПРОЦЕСИ» для технічних спеціальностей заочної форми навчання

Затверджено

на засіданні вченої ради

Протокол № __

від _____________ р.

Краматорськ 2015

УДК 621.1.016

ББК 31.31

К 64

Коновалова С.О.

К 64 Організація самостійної роботи студента з дисципліни «Теплофізичні процеси» для технічних спеціальностей заочної форми навчання. – Краматорськ: ДДМА, 2015. – 58 с.

У посібнику наведено основні положення щодо організації самостійної роботи студентів з дисципліни «Теплофізичні процеси», надано тематичний план лекцій, основні питання, що виносяться на контрольну роботу, залік або іспит. Наведено рекомендації щодо підготовки до виконання контрольної роботи, основні теоретичні відомості з кожної теми, а також довідковий матеріал. Даний посібник складено з метою зменшення непродуктивних витрат часу студента на підготовку до занять, сприяє більш раціональному плануванню часу.

УДК 621.1.016

ББК 31.31

© С.О. Коновалова, 2015

© ДДМА, 2015

ЗМІСТ

1ЗАГАЛЬНІ ВКАЗІВКИ ДО САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ НАД КУРСОМ “ТЕПЛОФІЗИЧНІ ПРОЦЕСИ” 6

2 ТЕМАТИЧНИЙ ПЛАН ЛЕКЦІЙ 7

3 СТИСЛИЙ КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ 9

3.1 Модуль 1 Основи технічної термодинаміки 9

3.1.1 Тема 1.1 Властивості робочих тіл. Основні параметри. Рівняння стану. Суміші ідеальних газів. Теплоємність газів. 9

3.1.1.1 Загальні теоретичні положення 9

2.1.2 Тема 1.2 Перший закон термодинаміки. Внутрішня енергія та робота розширення газу, ентальпія, ентропія. Термодинамічні процеси ідеальних газів. 16

2.1.2.1 Загальні теоретичні положення 16

2.1.2.2 Приклади тестових завдань для самоконтролю 22

2.1.2.3 Приклади розв’язання розрахункових завдань 22

2.1.3 Тема 1.3 Другий закон термодинаміки. Прямий та оборотний цикл Карно. Математичний вираз другого закону термодинаміки. 25

2.1.3.1 Загальні теоретичні положення 25

2.2 Модуль 2 Теорія теплообміну. Прикладна теплотехніка. 25

2.2.1 Тема 2.1 Теплопровідність. Теплопередача. Основні положення 25

2.2.1.1 Загальні теоретичні положення 25

2.2.2 Тема 2.2 Теплопровідність плоскої та циліндричної стінки при стаціонарному режимі и граничних умовах 1-го і 3-го роду 28

2.2.2.1 Загальні теоретичні положення 28

2.2.2.3 Приклади розв’язання розрахункових завдань 39

2.2.3 Тема 2.3 Конвективний теплообмін. Основи теорії подоби. Числа подоби 41

2.2.3.1 Загальні теоретичні положення 41

2.2.4 Тема 2.5 Основи теплового розрахунку теплообмінних апаратів 45

2.2.4.1 Загальні теоретичні положення 45

2.2.4.3 Приклади розв’язання розрахункових завдань 48

3 ПРИКЛАДИ ПИТАНЬ ТА РОЗРАХУНКОВИХ ЗАВДАНЬ ДЛЯ ПІДГОТОВКИ ДО СПИТУ АБО ЗАЛІКУ 49

3.1 Приклади питань 49

3.2 Приклади розрахункових завдань 51

ЛІТЕРАТУРА 54

Додаток А 55

Додаток Б 56

Додаток В 57

Додаток Г 57

ВСТУП

Теплофізичні процеси – це загальнотехнічна дисципліна, що вивчає методи одержання, перетворення, передачі і використання теплоти, а також принципи дії і конструктивних особливостей тепло- і парогенераторів, теплових машин, апаратів і пристроїв.

Курс "Теплофізичні процеси" складається з 3-х основних розділів:

- основи технічної термодинаміки;

- теорія теплообміну;

- прикладна теплотехніка.

Термодинаміка вивчає закони перетворення енергії в різних фізико-хімічних процесах, що відбуваються в макроскопічних системах і супроводжуються тепловими ефектами. У залежності від задач дослідження визначають загальну, хімічну, технічну термодинаміку, термодинаміку біологічних систем та інше.

Технічна термодинаміка розглядає процеси взаємного перетворення теплоти і роботи. Вона встановлює зв'язок між тепловими, механічними і хімічними процесами, що відбуваються в теплових і холодильних машинах, вивчає процеси, що відбуваються в газах і парах, а також властивості цих тіл при різних фізичних умовах.

Теорія теплообміну вивчає самодовільні необоротні процеси поширення теплоти у просторі.

Технічна термодинаміка та теорія теплообміну є теоретичним фундаментом прикладної теплотехніки.