15. Термодин-ие основы раб. Тепл-х дв-ей. Циклы тепл. Дв-ей, и их эф-ть. Осн. Эл-ты тепл. Дв-ля и пр-ип преобр-ия в них энергии.

Тепл. дв-ль – период-ки дей-ее устр-во, в кот. раб. тело сов-ет опр-ый цикл м/у наивысшей и наинизшей t-ми цикла (наинизшая тем-ра – тем-ра О.С.). Тепл. дв-ль с (.)-и зр. терм-ки пред-ет собой сов-ть взаимод-их один с др. раб. тела и ист-ов теплоты (теплоотд-ов и теплопри-ов).

Процессы подвода (отвода) теплоты и совершение полезной внеш. раб. могут осущ-ся в дв-ях как совместно, так и разд-но. Циклы, в кот. процессы подвода и отвода теплоты отделены от процесса соверш. полез. внеш. работы, использ-ся в паросил-х уст-ах и газовых турбинах со сгор-ем топлива при p=const. В практ-ом отношении такие циклы имеют преим-ва, т.к. позв-ют нагревать и охл-ть раб. тело в одних узлах уст-ки (ПК, К), а произв-ть пол-ую раб. в др. (ПТ, ГТ).

1.Каковы гипотеза (закон) Фурье и ее физический смысл?

Гипотеза (закон) Фурье связывает между собой вектор плотности теплового потока и градиент температуры по формуле , где - коэффициент теплопроводности материала. Физический смысл гипотезы (закона) Фурье состоит в том, что названные выше векторы и прямо пропорциональны друг другу (при ).

16.Понятие об эксергии. Эксерг-ий кпд. Экс-ия кол-ва теплоты.

а) Понятие об эксергии.

Экс-ия - все неограниченно превратимые ф-мы Е-ии

Экс-ия –max-ая работа 1-ы вещ-ва полученная при обратимом переходе из нач. сост. в сост-ие равновесия с О.С. причем, ТО происходит при тем-ре О.С.

Экс-ия – фун-ия состояния зав-ая от пар-ов раб. тела и О.С.

По степени превратимости Е-ии, ф-мы Е-ии можно разд-ть на 3 гр.:

Неогран-но превр-ая Е-ия – эксергия,

Огран-но превр-ая Е-ия – теплота,

Непревратимая Е-ия – внутр. Е-ия О.С.

б) Эксерг-ий КПД.

;

Фактор Карно и экс-ия тепла тем выше, чем выше темп-ра T и чем ниже темп-ра О.С.

Т. Об. =1(для обрат-х проц-ов).

При помощи учитывается влияние необрат-ти на произв-во работы.

в) Экс-ия кол-ва теплоты.

-Это то тепло кот. может быть превращ. в любую др. ф-му Е-ии, а значит и в полезн. работу.

Рассм-им тепло, подводимое к теплоэнерго уст-ке, раб. тело кот. совершает прямой цикл.

Экс-ия тепла выступает здесь, как пол.работа, а анергия, как неиспользованное тепло кругового процесса.

15.Тепловая изоляция труб и цилиндрических сосудов: обоснование выбора толщины изоляции.

Тепловая изоляция конструкций различного назначения и, прежде всего, а также цилиндрических и сферических сосудов имеет целью уменьшение проходящего через них теплового потока. Этого можно достичь в том случае, если в результате нанесения на поверхность тела теплоизолирующего материала величина термического сопротивления конструкции возрастает.

Рассмотрим фрагмент конструкции до нанесения тепловой изоляции (рис а) и после ее нанесения(рис б).

В этом случае согласно формуле термическое сопротивление неизолированной конструкции равно

а после нанесения слоя изоляции на наружную поверхность имеем

где _из – коэффициент теплопроводности теплоизолирующего материала.

Изменение термического сопротивления изолированной конструкции равно

вследствие нанесения тепловой изоляции, убывающее с увеличением x₃, так как очевидно, что имеет место неравенство

В итоге при известных ₂,x₂,x₃,_из приходим к необходимости выполнения неравенства

С учетом рекомендаций

нанесение тепловой изоляции на поверхность цилиндрической трубы приводит к увеличению термического сопротивления R_T,из, а следовательно, к уменьшению теплового потока Q через нее лишь в том случае, когда наружный диаметр трубы d₂ > d_2кр.. В противном случае, нанесение тепловой изоляции на наружную поверхность трубы приведет к противоположному эффекту.