- •Міністерство освіти і науки україни
- •Теплотехніка Теоретичні, практичні та довідкові матеріали Навчально-методичний посібник для самостійного опанування
- •Ардашев в.О., п’ятак о.В. “Теплотехніка. Теоретичні, практичні та довідкові матеріали”. Навчально-методичний посібник для самостійного опанування. – Херсон, хнту, 2008. - 188 с.
- •1. Параметри стану робочих тіл
- •1.1. Основні розрахункові рівняння
- •У бас: Од. Маси – 1 фунт (lbm). Сила - паундаль
- •Для двох різних станів газу
- •Газові суміші
- •Ентропія суміші
- •Ентропія змішування
- •Розв’язання задач
- •1.3. Задачі для самостійного розв’язання
- •Питання для самоперевірки та контролю засвоєння знань
- •2. Перший та другий закони термодинаміки
- •2.1.Основні розрахункові рівняння
- •2.1.1. Перший закон
- •2.1.2. Другий закон
- •2.2. Розв’язання задач
- •Незалежність теплоємності від температури
- •Лінійна залежність
- •3. Нелінійна залежність
- •2.3. Задачі для самостійного розв’язання
- •Питання для самоперевірки та контролю засвоєння знань
- •3. Термодинамічні процеси ідеальних газів
- •Основні розрахункові рівняння
- •Теплоємність суміші газів
- •3.2. Розв’язання задач
- •3.3. Задачі для самостійного розв’язання
- •3.4. Питання для самоперевірки та контролю засвоєння знань
- •4. Термодинамічні процеси водяної пари
- •4.1. Основні розрахункові рівняння
- •4.2. Розв’язання задач
- •Довжина колектора
- •4.3. Задачі для самостійного розв’язання
- •Питання для самоперевірки та контролю засвоєння знань
- •5. Термодинамічні процеси вологого повітря
- •5.1. Основні розрахункові рівняння
- •5.2. Розв’язання задач
- •Кількість вологи у повітрі при початкових параметрах
- •У загальному випадку точка суміші визначається за правилом важеля:
- •1. Визначення параметрів повітря в характерних точках процесу
- •2. Витрати теплоти на нагрівання повітря в калорифері
- •3. Побудова процесів вологого повітря в і-d діаграмі
- •4. Кількість вологи, відібраної від пряжі в сушарці
- •5. Витрати теплоти і кількість відібраної вологи при відсутності процесу змішування потоків повітря
- •5.3. Задачі для самостійного розв’язання
- •Питання для самоперевірки та контролю засвоєння знань
- •6. Цикли теплових двигунів
- •6.1. Прямі і необоротні термодинамічні цикли
- •6.2. Процеси стиснення в компрессорах
- •6.3. Цикли двигунів внутрішнього згоряння
- •6.4. Цикли газотурбінних установок
- •6.5. Цикл Ренкіна паросилової установки
- •6.6. Цикл парокомпресійної холодильної установки
- •6.7. Розв’язання задач
- •1. Розрахунок параметрів стану в характерних точках
- •2. Розрахунок робіт компресора
- •К.К.Д. Компресора та потужність приводу
- •Параметри стиснення в трьохступінчастому компресорі
- •5. Побудова діаграм
- •1. Розрахунок термічних параметрів стану в характерних точках циклу
- •Зображення циклу в р-V і t-s координатах
- •2. Визначення термічного к.К.Д. І роботи циклу
- •3.Порівняння термічного к.К.Д. Циклу гту з термічним к.К.Д. Циклу Карно
- •Побудова циклу в p-V і t-s координатах
- •6. Порівняння термічного к.К.Д. Розрахованого циклу з термічним к.К.Д. Циклу двигуна внутрішнього згоряння
- •Зображення циклу в p-V і т-s координатах
- •Розрахунок параметрів стану в характерних точках циклу
- •Розрахунок кількості теплоти, роботи і зміни внутрішньої енергії в термодинамічних процесах, що складають цикл
- •Визначення термічного і внутрішнього к.К.Д. Циклу
- •4. Порівняння термічного к.К.Д. Даного циклу з термічним к.К.Д. Циклу Карно
- •5. Побудова розрахованого циклу в р-V і т-s координатах
- •6. Розрахунок зміни термічного к.К.Д. Циклу при зміні тиску і температури пари перед турбіною і зниження тиску пари, що відробило, після турбіни
- •7. Розрахунок годинної витрати палива
- •Визначення параметрів стану в характерних точках циклу
- •Розрахунок питомої холодопродуктивності, кількості теплоти, відданої в навколишнє середовище, витрат роботи в компресорі, холодильного коефіцієнта, роботи циклу
- •3. Побудова розрахованого циклу в р-V і т-s координатах
- •4. Побудова залежності холодильного коефіцієнта від витрат роботи в компресорі
- •5. Розрахунок витрати холодильного агента, витрати холодної води на конденсатор і теоретичної потужності приводу компресора
- •6. Побудова циклу холодильної установки в р-I діаграмі
- •6.8. Задачі для самостійного розв’язання
- •6.9. Питання для самоперевірки та контролю засвоєння знань
- •7. Процеси теплопередачі
- •7.1. Основні розрахункові рівняння
- •7.2. Розв’язання задач
- •7.3. Задачі для самостійного розв’язання
- •7.4. Питання для самоперевірки та контролю засвоєння знань
- •8. Конвективні процеси переносу теплоти
- •8.1. Основні розрахункові рівняння
- •8.2. Розв’язання задач
- •Розв’язання: Визначальна температура рідини
- •Визначаємо, чи має місце вплив конвекції на теплообмін у трубі. Визначальна температура
- •Коефіцієнт тепловіддачі від поверхні теплообмінника до повітря
- •Критична густина теплового потоку
- •8.3. Задачі для самостійного розв’язання
- •8.4. Питання для самоперевірки та контролю засвоєння знань
- •9. Процеси теплообміну випромінюванням
- •9.1. Основні розрахункові рівняння
- •9.2. Види променистих потоків
- •9.3. Теплообмін між тілами довільно розміщеними у просторі
- •9.4. Розв’язання задач
- •9.2. Задачі для самостійного розв’язання
- •9.4. Питання для самоперевірки та контролю засвоєння знань
- •10. Теплообмінні апарати
- •10.1. Основні розрахункові рівняння Рівняння теплового балансу:
- •Довжина трубок
- •10.2. Розв’язання задач
- •Живий перетин трубок
- •Еквівалентний діаметр міжтрубного простору
- •Розрахунок
- •Розрахунок коефіцієнта тепловіддачі від гарячої води до стінки труби (міжтрубний простір)
- •Розрахунок коефіцієнта тепловіддачі від стінки до холодної води (внутрішній простір труб)
- •Розрахунок величини поверхні нагрівання
- •Елементи конструктивного розрахунку теплообмінника Довжина трубок поверхні теплообмінника
- •Підбір теплообмінника
- •Характеристика теплообмінника
- •Розрахунок коефіцієнта тепловіддачі від гарячої води до внутрішньої поверхні труби
- •Розрахунок коефіцієнта тепловіддачі від ребристої поверхні до повітря
- •Теплова продуктивність однієї секції калорифера
- •10.3. Задачі для самостійного розв’язання
- •10.4. Питання для самоперевірки та контролю засвоєння знань
- •11. Процеси згоряння палива
- •11.1. Основні розрахункові рівняння
- •11.2. Розв’язання задач
- •11.3. Розв’язання задач самостійно
- •11.4. Питання для самоперевірки та контролю засвоєння знань
- •12. Тепловий баланс котлоагрегата
- •12.1. Основні розрахункові рівняння Теплота, що вноситься в топку котла (розпоряджувальна теплота)
- •Тепловий баланс може бути записаний
- •Розв’язання задач
- •Вихідні дані до складання теплового балансу
- •12.4. Питання для самоперевірки та контролю засвоєння знань
- •Література
- •Додатки
- •Приставки для утворення кратних і часткових одиниць
- •Молекулярні маси, густини та об’єми кіломолей при нормальних умовах і газові сталі найважливіших газів
- •Інтерполяційні формули для середніх масових та об’ємних теплоємностей газів
- •Теплоємність кисню1
- •Теплоємність водяної пари
- •Теплоємність повітря
- •Теплоємність азоту
- •Теплоємність окису вуглецю
- •Теплоємність водню
- •Теплоємність вуглекислого газу
- •Теплоємність сірчистого газу
- •Насичена водяна пара (по температурам) параметри надані в одиницях системи сі
- •Насичена водяна пара (по тискам) параметри надані в одиницях системи сі
- •Вода та перегріта водяна пара параметри надані в одиницях системи сі (числа зліва від східчастої лінії відносяться до води)
- •Густина та парціальний тиски повітря
- •Насичена водяна пара аміаку (нn3)
- •Насичена пара вуглекислоти (со2)
- •Фізичні властивості води на лінії насичення
- •Термодинамічні властивості перегрітої пари фреону-22
- •Значення параметрів а і в при конденсації водяної пари
- •Дані для визначення діаметра d' кожухотрубного теплообмінника
- •Технічна характеристика водоводяних підігрівників
4.3. Задачі для самостійного розв’язання
Задача № 1. Визначити параметри:
1. Рідини, нагрітої до температури насичення tн при pн=(0,1+0,1N) МПа. Чи буде вода кипіти, якщо її tв=(90+5N)оC.
2. Параметри сухої насиченої пари при tн=(100+5N)оC.
3. Параметри вологої насиченої пари при рн=(0,1+0,1N) МПа і x=0,7+0,01N.
4. Параметри перегрітої пари при рп.п=(0,1+0,1N) МПа і tп.п =400оС.
Задача № 2. Водяна пара з початковим тиском p1=0,5N МПа і ступенем сухості пари x1=0,9 перегрівається в пароперегрівнику котлоагрегату до t2=(400+10N)оC. Потім пара дроселюється в клапані парової турбіни до p1'=(p1–0,5N) МПа та адіабатно розширюється до p2=0,01МПа.
По i – s діаграмі визначити:
Кількість теплоти, витраченої на перегрів пари.
Ступінь сухості пари наприкінці адіабатного розширення.
Роботу адіабатного розширення.
Термічний к.к.д. циклу Ренкіна за формулою t=(i1 – i2)/(i1 – i2');
i2' = cpm t2 = 4,19 t2.
Задача № 3. Визначити кількість теплоти, що витрачається на ізотермічне розширення і наступне ізохорне нагрівання водяної пари. Від початкових параметрів p1=(0,1+0,1N) МПа і x1=0,9 пара ізотермічно розширюється до p2=0,05 МПа, а потім ізохорно нагрівається до t2=(400+10N)оC.
Задача № 4. По своєму індивідуальному варіанту вирішити задачі 1,2,3 (п.3.2.).
Задача № 5. Самостійно в i – s діаграмі вирішити задачі 4, 5, 6, 7, 8 (п.3.2.) для 1 кг пари. Варіанти рішення задач:
№ задачі |
р1,МПа |
p2,МПа |
t1,С |
t2,С |
x1 |
x2 |
Задача 4 |
3+0,3N |
- |
- |
400+10N |
0,9 |
- |
Задача 5 |
3+0,3N |
- |
400+10N |
- |
- |
0,85 |
Задача 6 |
3+0,3N |
0,1 |
- |
- |
0,88 |
- |
Задача 7 |
3+0,3N |
0,02 |
400+10N |
- |
- |
- |
Задача 8 |
5 |
0,005 |
- |
- |
0,85+0,001 |
- |
Задача № 6. У паровому котлі об’ємом V=(10+0,5N) м3 знаходиться маса води і пари М=(2000+40N) кг при pп=(5+0,5N) МПа і температурі насичення. Визначити маси води і сухої насиченої пари.
Задача № 7. Знайти масу, внутрішню енергію, ентальпію та ентропію насиченої водяної пари об’ємом V=(5+N) м3 при тиску p=(0,1+0,1N) МПа і сухості пари x=0,8.
Питання для самоперевірки та контролю засвоєння знань
Параметри рідини, нагрітої до температури кипіння.
Параметри сухої насиченої пари.
Параметри волого насиченої пари.
Параметри перегрітої пари.
Побудова процесів водяної пари в i-s діаграмі: ізобарного, ізохорного, ізотермічного, адіабатного, дроселювання.
Формули для визначення теплоти в процесах водяної пари.
Формули для визначення роботи в процесах водяної пари.