- •Цель и задачи дисциплины
- •План предполагаемого объема часов по темам и видам учебных занятий
- •Основные условные обозначения
- •Раздел I техническая термодинамика
- •Основные положения технической термодинамики.
- •Основные понятия и определения.
- •Основные параметры термодинамики.
- •Физический смысл газовой постоянной
- •2. Основное уравнение кинетической теории газов.
- •3. Состав смеси в массовых и в объемных долях
- •Постоянная теплоемкость
- •Переменная теплоемкость
- •Средняя теплоемкость
- •Теплоемкость при постоянном объеме и давлении
- •Для продуктов горения
- •Для реального газа
- •Теплоемкость смеси газов
- •Вопросы для самоконтроля
- •Внутренняя энергия и её свойства
- •Энтальпия газа
- •Работа газа
- •Вопросы для самоконтроля
- •Изохорный, изобарный, изотермический, адиабатный и политропный процессы.
- •Содержание второго закона термодинамики и его формулировки. Круговые процессы, прямой и обратный цикл. Термический к.П.Д. Цикла. Цикл Карно и холодильный коэффициент.
- •Аналитическое выражение 2-го закона термодинамики. Энтропия газов и диаграмма ts. Статистическое толкование 2-го закона и ошибочность положений Клаузиуса. Термодинамические процессы
- •Изобарный процесс
- •Изотермический процесс
- •Адиабатный процесс
- •Круговые процессы или циклы
- •Цикл Карно (Сади Карно 1824 г.)
- •Обратный цикл Карно
- •Общее свойство обратимых и необратимых циклов
- •Энтропия газов (превращение газов)
- •Диаграмма тs
- •Рассмотрим изотермический процесс
- •Политропные процессы в ts диаграмме
- •Вопросы для самоконтроля
- •Цикл со смешанным подводом тепла (цикл Тринклера).
- •(Цикл Тринклера)
- •(Цикл Отто)
- •(Цикл Дизеля)
- •Вопросы для самоконтроля
- •Влажный воздух как смесь сухого воздуха и водяного пара.
- •Основные параметры влажного воздуха.
- •Диаграмма I-d влажного воздуха
- •Вопросы для самоконтроля
- •Понятие о насадках для истечения паров и газов
- •При адиабатном истечении:
- •Комбинированное сопло Лаваля
- •Истечение водяного пара
- •Вопросы для самоконтроля
- •Процесс образования пара.
- •Диаграммы p-V, t-s и I-s для водяного пара.
- •Основные термодинамические процессы в I-s диаграмме водяного пара.
- •Энтропия процесса получения пара
- •Диаграмма I – s Общий метод решения задач по диаграмме I – s
- •Для всех процессов
- •Вопросы для самоконтроля
- •Цикл Карно для пара
- •Цикл Ренкина
- •Цикл Ренкина c насыщенным паром
- •Цикл Ренкина с перегретым паром
- •Цикл Ренкина с промежуточным перегревом пара
- •Вопросы для самоконтроля
- •Компрессорных машин
- •Рабочий процесс одноступенчатого компрессора и изображение его в p-V и t-s координатах.
- •Работа и мощность на привод компрессора.
- •Термодинамическое обоснование многоступенчатого сжатия.
- •Термодинамическое обоснование многоступенчатого сжатия
- •Вопросы для самоконтроля
- •Сущность процесса.
- •Изменение состояния газа и пара при дросселировании.
- •Эффект Джоуля-Томсона.
- •Вопросы для самоконтроля
- •3. Термические к.П.Д. Циклов и методы их повышения.
- •4. Понятие о бинарных циклах.
- •Работа гту
- •Бинарные циклы
- •Принципиальная схема парогазовой установки и ее ts-диаграмма
- •Преимущества парогазовой установки:
- •Вопросы для самоконтроля
- •Принципиальная схема и цикл паровой компрессионной холодильной установки.
- •Холодопроизводительность.
- •Принцип работы тепловых насосов и отопительный коэффициент.
- •Холод получают:
- •Упрощенный действительный цикл паровой компрессионной холодильной машины
- •Холодопроизводительность
- •Принцип работы тепловых насосов и коэффициент преобразования
- •Вопросы для самоконтроля
- •Раздел II теория теплообмена
- •Основные понятия и определения.
- •Теплопроводность для одно- и многослойных плоскостей различных конфигураций.
- •Основной закон теплопроводности. Закон Фурье.
- •Для реальных:
- •Теплопроводность однородной плоской стенки
- •Теплопроводность многослойной стенки
- •Теплопроводность однослойной цилиндрической стенки
- •Теплопроводность многослойной цилиндрической стенки
- •Вопросы для самоконтроля
- •Факторы процесса теплопередачи
- •Дифференциальное уравнение теплоотдачи
- •Основы теории подобия физических явлений
- •Вопросы для самоконтроля
- •Излучение светящегося пламени
- •Вопросы для самоконтроля
- •Теплопередача
- •Теплопередача через плоскую стенку
- •Теплопередача через многослойную стенку
- •Теплопередача через цилиндрическую стенку
- •Вопросы для самоконтроля
- •Литература
- •Содержание
Диаграмма I-d влажного воздуха
По оси ординат – i
По оси абсцисс – d
Ось абсцисс проводится под углом 135º, что приводит к компактности диаграммы.
П оэтому i не параллельны оси d и имеют наклон. Для удобства отсчета от начала координат проводится горизонталь cd, на которую спроектированы значения i1, i2, i3 и т.д.
Линии φ строят до изотермы 100 ºС, т.е., когда рп < атмосферного давления. Когда Рп = Рв.в. эти линии теряют смысл, т.к. при Рп = Рв.в., d = ∞, потому что: и Рв.в. – Рп. = 0
tм – температура мокрого термометра, которую принимают постоянной. Влажный воздух в процессе испарения при i = const. tм < tс.в.
Вопросы для самоконтроля
Дайте определение влажного воздуха.
Что такое насыщенный и ненасыщенный влажный воздух?
Что такое абсолютная и относительная влажность, влагосодержание?
Что такое психрометр?
Что такое температура точки росы?
Закон Дальтона для влажного воздуха.
Покажите на диаграмме i-d процесс охлаждения воздуха (или нагрев), теоретический и практический процессы сушки влажным воздухом.
Почему (с физической точки зрения) в действительной сушилке энтальпия, выходящего из сушилки воздуха больше, чем входящего?
Чем выражается количество влаги, испаренной 1 килограммом сухого воздуха?
Как определяется количество теплоты, необходимое для подогрева 1 килограмма воздуха в калорифере?
Как определить расход воздуха и расход теплоты на 1 килограмм испаренной влаги?
Тема: ИСТЕЧЕНИЕ ГАЗОВ И ПАРОВ
[8, с. 102-116; 12, с. 132-141; 13, с. 124-137]
Основное уравнение газового потока.
Располагаемая работа газового потока.
Скорость истечения и секундный расход.
Исследование адиабатного процесса истечения.
Критическая скорость, критическое отношение давлений и максимальный расход потока газа.
Дросселирование паров и газов.
Теория газового потока принимается к расчету реактивных двигателей, ракет, паровых и газовых турбин.
Пусть поток течения газа по трубе будет установившимся и является непрерывным без теплообмена (адиабатный). Условием непрерывности является уравнение установившегося движения газа.
(1)
MS – секундный расход, кг/сек;
f1, f2, f3 и т.д. – площадь поперечного сечения канала;
V1, V2, V3 и т.д. – удельный объем газа;
ω1, ω2, ω3 и т.д. – скорость газа в отдельных сечениях, м/сек.
Параметры и скорость изменяются только при переходе от одного сечения к другому.
Из 1-го закона термодинамики:
(2)
Уравнения (1) и (2) – основные уравнения газового потока.
Понятие о насадках для истечения паров и газов
Процесс истечения газов и пара протекает быстро за время прохождения их по насадку. Теплообмен с внешней средой оказывается ничтожным, поэтому процесс истечения адиабатный.
Если по мере продвижения газа или пара по насадку его давление будет поэтапно понижаться, а скорость увеличиваться, то такие насадки называются «соплами».
Если скорость постоянно уменьшается, а давление увеличивается – насадки называются диффузорами.
Располагаемая работа газового потока
Из выражения первого закона термодинамики: dq = di – VdP
Приравниваем эти выражения:
Т.к. Р2 < Р1, то изменение давления в процессе c –d будет отрицательным, т.е. – dp.
Если , то
Из этого следует, что ℓ - это площадь abcd.