- •6)Конвективный теплообмен. Факторы, влияющие на конвективный теплообмен.
- •7)Газовые смеси. Способы их задания.
- •8. Холодильный цикл - термодинамический цикл, осуществляемый системой, которая передает тепло от тела с низкой температурой к телу с высокой температурой.
- •9) Калорические параметры состояния, их свойства. Калорическое уравнение состояния.
- •10. Основные элементы котельной установки, их значение.
- •11) Аналитическое выражение 1 закона термодинамики. В каком случае теплота, работа и изменение внутренней энергии считаются положительными. А когда – отрицательными.
- •12) Виды топлива, используемого в котельных установках. Основная характеристика топлив, их различие по содержанию золы и влаги. Условное топливо.
- •13) Классификация термодинамических процессов и их применение в термодинамических процессах. Цель анализа термодинамических процессов.
- •14)Основной закон теплопроводности (Закон Фурье)
- •15)Баланс тепловых потоков для термодинамических процессов (адиабатного, изотермического, изохорного) в соответствии с 1 законом термодинамики
- •16.Истечение. Газов.
- •Процессы
- •Применение
- •Обратный цикл Ренкина
- •31. Раб. Тело, его назначение. Преимущества исп-я газообразных продуктов сгорания перед водяным паром.
- •32. Котельный агрегат и его элементы
- •Двигатель внутреннего сгорания - это устройство, в котором химическая энергия топлива превращается в полезную механическую работу. Циклы работы поршневых двс
- •38. Теплопроводность через плоскую стенку.
- •39. Отличие теоретического цикла двс от действительного.
- •41. Круговые процессы( циклы). Теоретический цикл холодильной машины (обратный цикл Карно).
- •45 Теплопроводимость через цилиндрическую однослойную стенку
- •46. Теплопередача, коэффициент теплопередачи.
- •46. Теплопередача, коэффициент теплопередачи.
- •47. Коэффициент теплоотдачи от рабочего тела к стенке.
- •49. Энтальпия.
- •51. В учебнике стр 213-214.
38. Теплопроводность через плоскую стенку.
1).Однородная плоская стенка
Температуры поверхностей стенки –tст1 и tст2. Плотность теплового потока:
q = -λ∙ ∂t/∂n
Тогда
q = λ/δ∙(tст1 – tст2) = λ/δ∙Δt,
Если R =δ/λ -термическое сопротивление теплопроводности стенки [(м2∙К)/Вт], то плотность теплового потока:
q = (tст1 – tст2)/R
Общее количество теплоты, которое передается через поверхность F за время τ определяется:
Q = q∙F∙τ = (tст1 – tст2)/R·F∙τ .
Многослойная стенка. Рассмотрим 3-х слойную стенку. коэффициенты теплопроводности слоевλ1, λ2, λn, толщина слоевδ1, δ2, δn.
Плотности тепловых потоков через каждый слой стенки:
q = λ1/δ1∙(tс1 – tс2) , q = λ2/δ2∙(tс2 – tс3) , … q = λn/δn∙(tсn – tс(n+1)) ,
Решая эти уравнения, относительно разности температур и складывая, получаем:
q = (t1 – t4)/(δ1/λ1 + δ2/λ2 + δ3/λ3) = (tст1 – tст4)/Ro ,
где: Ro = (δ1/λ1 + δ2/λ2 +…+ δn/λn) – общее термическое сопротивление теплопроводности многослойной стенки.
39. Отличие теоретического цикла двс от действительного.
Протекание действительного цикла в двигателях
значительно отличается от теоретического. Осуществление действительного цикла по сравнению с теоретическим связано не только с конструктивными особенностями двигателя, но и со значительными дополнительными тепловыми и гидравлическими потерями. К потерям
относятся: 1) работа, затраченная на осуществление впуска и очистку
цилиндров двигателя от продуктов сгорания; 2) теплообмен между рабочим телом и охлаждающей средой на протяжении всего времени, в
течение которого осуществляется действительный цикл. В связи с этим
в действительном цикле процессы сжатия и расширения протекают по
политропическим зависимостям. Подвод тепла в процессе сгорания топлива и отвод тепла с выпускными газами происходит в действительном цикле на протяжении определенного времени, а не мгновенно, как в теоретическом.
Отличие действительного цикла от теоретического состоит также
в том, что теплоемкость реального рабочего тела изменяется с изменением температуры, тогда как в теоретическом цикле предполагается,
что рабочее тело является идеальным газом и его теплоемкость не за-
висит от температуры.
40.Математическое выражение 1го з-на термодинамики для потока. - формула первого закона термодинамики для потока. δg- кооф теплового потока, dh- изменение энтольпия, v- оббьем, dp- изменение давления, g(вт/м²)-плотность теплового потока, кали-во теплоты, котор переносится через единицу поверхности.
41. Круговые процессы( циклы). Теоретический цикл холодильной машины (обратный цикл Карно).
2-ой закон термодинамики определяет качественную сторону процесса преобразования теплоты в работу.
Основные условия непрерывно действующего ДВС (двигатель внешнего сгорания):
1. наличие ВИТ (верхний источник теплоты) с t0, который отдает рабочему телу теплоту q1.
2. наличие НИТ (холод.) с t0, который воспринимал бы теплоту q2.
3. наличие рабочего тепла совершающего цикл.
Процесс, совершаемый при последующим непрерывном движении, называется циклом.
Циклы бывают:
1. прямой цикл, характеризующий работу ДВС, когда теплота превращается в работу.(по час. стрелке)
2. обратный цикл, характеризующий работу холодильника, когда работа превращается в тепло.
Циклы могут быть обратимыми и необратимыми.
t=; qn=q1-q2=lполезн, qзат= q1
=; если q1= q2, то t=0; если q1=, q2=0, то t=1
1t0 – термический КПД всегда 0, но 1; КПД не может быть = 1
Действие КПД для цикла Карно t = 60%
Особенности цикла Карно: состоит из 2-х изотерм (1-2,4-3, т.е. t0 – const). Из 2-х адиабат (2-3, 4-1). В процессе свершения L получаем полезную работу.
Lполез= q1-q2
Lрасш=Lизот+Lад ; Lсжат= Lизот+Lад ; Lад. расш.=- Lад. сжат.
р= - степень расширения.
t=1-- термический КПД для обратимого цикла Карно, не зависит от свойств работающего тепла, а определяется только температурами.
Обратимый цикл Карно характеризует работу тепловых насосов и холодильных машин. Также характеризует перемещение теплоты от нижнего источника к верхнему за счет затраченной работы.
По прямым циклам работают все тепловые двигатели. Цикл называется обратным, если в р- диаграмме линии процессов сжатия расположены выше линий процессов расширения. В этом случае работа, ограниченная контуром цикла, осуществляется от постороннего источника энергии.
В обратном цикле направление величин q1 и q2 изменяется на обратное, т.е.теплота q2 передается рабочему телу от холодного источника, а теплота q1 отдается горячему источнику. Следовательно, в обратном цикле теплота переходит от холодного тела к горячему, но это должно обязательно сопровождаться затратой работы. Обратимые циклы существуют в холодильных установках
43Принципиальная схема поршневого компрессора (рис. 3.1) включает цилиндр 1, поршень 2, всасывающий 3 и нагнетательный 4 клапаны, шток 5 и кривошипно-шатунный механизм, состоящий из крейцкопфа 6, шатуна 7 и кривошипа 8.
Рис. 3.1. Схема поршневого компрессора
Рабочий процесс в поршневом компрессоре осуществляется за четыре этапа:
расширение газа во вредном пространстве цилиндра компрессора (в клапанах и околоклапанном пространстве, в зазоре между крышкой цилиндра и плоскостью АА, соответствующей крайнему положению поршня);
всасывание (расширение и всасывание происходят при движении поршня от плоскости АА до плоскости ВВ на длине хода поршня s; при этом всасывающий клапан открывается не сразу, а лишь после того, как газ, находящийся во вредном пространстве цилиндра, расширится, и его давление станет меньше давления во всасывающей линии, в этот момент откроется клапан 3, и газ начнет поступать в цилиндр компрессора);
сжатие (происходит при движении поршня от плоскости ВВ до плоскости СС);
нагнетание (происходит при движении поршня от плоскости СС до плоскости АА; нагнетание газа в трубопровод начинается тогда, когда давление газа в цилиндре превысит давление в нагнетательной линии, в этот момент откроется клапан 4, и газ начнет поступать в трубопровод).
Расширение и сжатие газа в компрессоре связаны с изменением его температуры и являются объектом изучения технической термодинамики.
Характер изменения объема газа зависит от условий теплообмена между газом, деталями компрессора и окружающей средой. В зависимости от этого сжатие или расширение могут происходить:
без теплообмена (адиабатический процесс); т. е. с нагревом газа при его сжатии или охлаждением газа при его расширении;
с частичным теплообменом (политропический процесс);
с полным теплообменом (изотермический процесс), т.е. с сохранением одной и той же, постоянной при сжатии и расширении, температуры газа.
Как видно из определений, адиабатический и изотермический процессы являются частными случаями политропического процесса.
Политропический процесс изменения состояния идеального газа удовлетворяет уравнению:
p · Vm = const, (3.1)
где р - давление; V - объем газа; m - показатель политропы.
При адиабатических процессах m обозначается через k и называется показателем адиабаты и равен 1,67 для одноатомных газов, 1,4...1,41 для двухатомных и 1,2...1,3 для трех- и многоатомных газов.
При изотермическом процессе m = 1.
Из условий работы поршневого компрессора видно, что процессы сжатия и расширения газа происходят в основном при политропическом процессе.
Изменение температуры газа можно определить, используя уравнение состояния идеального газа:
р · V = R · T, (3.2)
где R - газовая постоянная; Т - абсолютная температура газа в цилиндре в °К.
Для политропического процесса температура после сжатия равна:
(3.3) где Т2 - конечная температура газа после сжатия;Т1 - начальная температура газа в °К.
44. Токсичность продуктов сгорания Токсичными называют вещества, оказывающие негативные воздействия на организм человека и окружающую среду. Основными токсичными веществами являются оксиды азота (NOх), оксид углерода(СО), различные углеводороды(СН), сажа и соединения, содержащие свинец и серу.
NO – при сгорании азотсодержащих полимеров образуются. Действует на кровь. NO2 - бурый газ. Раздражение слизистых. Оттёк лёгких.
СО – мало растворим в воде. Получается при неполном сгорании органики. СО легко проникает через пористые материалы. Связь гемоглобина с СО прочнее, чем с О2. Вдыхание 5 % СО в составе воздушной смеси в течении 5-10 минут - смертельно.
(СН) состоят из исходных или расплавленных молекул топлива, которые не принимали участия в сгорании. Особое влияние оказывают выбросы бензола, толуола, полициклических ароматических углеводородов(ПАУ) и в первую очередь бензпирена. ПАУ относятся к концерогенным веществам, они не выводятся из организма а со временем накапливаются и способствуют образованию злокачественных опухолей.
Сажа-твердый продукт, состоящий в основном из углерода. Представляет собой механический загрязнитель носоглотки и легких. Свойство сажи-накапливать на своей поверхности канцерогенные вещества