- •2. Основные термодинамические параметры состояния.
- •3.Теплота и работа
- •4.Уравнение состояния идеальных газов.
- •5.Первый закон термодинамики.
- •Аналитическое выражение первого закона термодинамики.
- •Энтальпия.
- •Теплоемкость газов. Энтропия.
- •6. Второй закон термодинамики.
- •7. Термодинамические процессы идеальных газов (изобарный, изотермический, изохорный)
- •8. Термодинамические процессы идеальных газов (политропные, адиабатные)
- •9. Термодинамический кпд и холодильный коэффициент циклов.
- •10. Прямой обратимый цикл Карно.
- •11. Обратный обратимый цикл Карно.
- •12. Циклы паротурбинных установок. Циклы Ренкина на насыщенном и перегретом паре.
- •13. Классификация холодильных установок, хладагенты и требования к ним.
- •14. Основные виды переноса теплоты
- •15. Конвективный теплообмен. Виды движения теплоносителей.
- •16. Классификация теплообменных аппаратов. Теплоносители.
- •17. Расчет рекуперативных Теплообменных аппаратов.
- •18. Типы тепловых электростанций. Классификация.
- •19. Технологический процесс преобразования химической энергии топлива в электроэнергию на тэс.
- •20. Классификация атомных реакторов
- •21. Устройство о ядерных реакторов различного типа
- •22. Ресурсы, потребляемые аэс, ее продукция, отходы производства
- •23. Технологические схемы производства электроэнергии на аэс.
- •24. Паровые турбины. Устройство паровой турбины
- •25. Проточная часть и принцип действия турбины
- •26.Типы паровых турбин и область их использования
- •27. Основные технические требования к паровым турбинам и их характеристики
- •29. Гту с изохорным подводом теплоты. Термодинамический кпд и работа цикла с изохорным подводом теплоты. Достоинства и недостатки гту.
- •30. Пгу. Их классификация. Достоинства и недостатки.
- •31. Котельные установки. Общие понятия и определения
- •32. Классификация котельных установок.
- •33. Каркас и обмуровка котла.
- •34. Тепловой и эксергетический балансы котла. Составляющие приходной части теплового баланса.
- •35. Общее уравнение теплового баланса ку. Составляющие расходной части теплового баланса.
- •36. Схемы подачи воздуха и удаления продуктов сгорания
- •37. Естественная и искусственная тяга. Принцип работы дымовой трубы.
- •38. Паросепарирующие устройства котлов
- •39. Пароперегреватели. Назначение, устройство, виды.
- •40. Водяные экономайзеры ку. Назначение, конструкция, виды
- •41. Воздухоподогреватели ку. Назначение, конструкция, виды
- •42. Топливо, состав и технические характеристики топлива Понятие условного топлива, высшей и низшей теплоты сгорания
- •43. Классификация систем теплоснабжения и тепловых нагрузок
- •44. Тепловые сети городов
- •45. Теплоэлектроцентрали. Преимущества раздельной и комбинированной выработки электроэнергии и тепла
- •47. Классификация нагнетателей. Области применения
- •48. Производительность, напор и давление, создаваемые нагнетателем
- •49. Мощность и кпд нагнетателей. Совместная работа насоса и сети.
- •50. Классификация двигателей внутреннего сгорания.
- •52. Основные теплоносители теплообменных аппаратов
- •54. Устройство двс. История развития и параметры работы двс Отличия реальной и идеальной индикаторных диаграмм двс.
- •55. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии
- •56. Прямое преобразование солнечной энергии. Солнечные водоподогреватели.
- •57. Подогреватели воздуха. Солнечные коллекторы.
- •58. Преобразование солнечной радиации в электрический ток
- •59. Гидроэнергетика. Основные принципы использования энергии воды. Устройство русловой гэс
- •60. Приливные электростанции
- •61.Ветрогенераторы. Возможность применения. Устройство и категории ветрогенераторов.
- •62. Типы ветрогенераторов. Установки с горизонтальной осью вращения. Преимущества и недостатки.
- •63. Типы ветрогенераторов. Установки с вертикальной осью вращения. Преимущества и недостатки.
- •64. Водородная энергетика
- •Принцип работы топливного элемента:
49. Мощность и кпд нагнетателей. Совместная работа насоса и сети.
Рабочие органы машины — лопасти, поршни — работают в потоке и увеличивают его энергию. Для проведения этой работы к валу насоса должна непрерывно подводиться энергия от двигателя.
Аналогично понятию удельной полезной работы в гидромашиностроении введены понятия полезной мощности насоса и мощности насоса.
Полезная мощность машины (насоса, вентилятора) — работа, сообщаемая машиной в секунду подаваемой среде, определяется соотношением:
. (6.3.1)
Из формулы следует из представления о работе как о произведении силы на длину пути. При этом машина совершает в секунду полезную работу, сообщаемую подаваемой среде. Делением на 1000 выражают полезную мощность в киловаттах.
. (6.3.2)
В системе МКГСС полезная мощность определяется формулой:
. (6.3.3)
Мощность , подводимую от двигателя на вал насоса (вентилятора), называют мощностью насоса (вентилятора).
Потери энергии, неизбежные в любом рабочем процессе, приводят к неравенству Nп<N. Процесс работы машины тем совершеннее, чем меньше Na отличается от N.
Эффективность использования насосом энергии, к нему подводимой, оценивают КПД насоса — отношением полезной мощности к мощности насоса,
. (6.3.4)
В рабочих условиях КПД зависит от многих факторов: типа, размера и конструкции машины, рода перемещаемой среды, режима работы машины, характеристики сети, на которую машина работает.
Для оценки энергетической эффективности установки в целом, состоящей из машины и двигателя к ней, пользуются КПД установки :
(6.3.5)
где — электрическая мощность, подводимая к двигателю.
Для оценки эффективности компрессоров служат относительные термодинамические КПД.
Совместная работа насоса и трубопроводной системны
Работа насоса, присоединенного к системе водопроводов, находится в зависимости от гидравлических свойств этой системы, называемой сетью. Рассмотрим условия работы машины на примере насосной установки, полагая систему устойчивой.
Первое условие связи насоса с трубопроводной системой следует из уравнения неразрывности и заключается в равенстве массовых подач, проходящих через насос и присоединенные к нему всасывающий и напорный трубопроводы:
(6.3.6)
Для несжимаемой жидкости и поэтому имеет место равенство объемных подач:
. (6.3.7)
Уравнение сохранения энергии с учетом полезной работы, передаваемой потоку насосом,
, (6.3.8)
где —потери напора в трубах
В области развитой турбулентности потери напора подчинены квадратичному закону и поэтому:
. (6.3.9)
Сумма коэффициентов, содержащихся в скобках, с учетом поправки на разницу в подачах и может быть принята постоянной и равной . Тогда
Задавая произвольные значения Q, вычисляем соответствующие значения и наносим на график ряд точек, соединяя которые плавной кривой получаем характеристику сети .
50. Классификация двигателей внутреннего сгорания.
Для двигателей внутреннего сгорания характерно большое разнообразие типов. По принципу действия двигатели внутреннего сгорания можно разделить на две основные группы: поршневые и лопаточные или ротативные.
Поршневые двигатели состоят в основном из цилиндра, в котором поршень совершает возвратно-поступательное движение, из кривошипно-шатунного механизма, преобразующего поступательное движение во вращательное, органов газораспределения и вспомогательных механизмов. Преобразование тепловой энергии в механическую работу у поршневых двигателей происходит не непрерывно, а последовательными циклами.
Лопаточные газотурбинные двигатели состоят в основном из неподвижного статора, в котором вращается ротор, представляющий собой вал с насаженными на него дисками. На дисках имеются лопатки, которые расположены или по окружности, или, на торцовых поверхностях дисков. В отличие от поршневых двигателей у газотурбинных преобразование тепловой энергии в механическую происходит не циклически, а непрерывно. Ниже будут рассматриваться преимущественно поршневые двигатели внутреннего сгорания и главным образом дизели.
Классификация и области применения двигателей внутреннего сгорания.
По роду применяемого топлива: двигатели внутреннего сгорания работающие на жидком, газовом, газожидкостном топливе.
В качестве газообразного топлива может применяться генераторный газ, вырабатываемый в газогенераторах из дров, торфа и угля, а также природный газ и другие газы, как, например, коксовый и пр. В качестве жидкого топлива используются главным образом нефтяные топлива, т. е. продукты переработки нефти — бензин, керосин, соляровое масло, моторное топливо, мазуты, а также продукты перегонки угля. Газожидкостные двигатели работают на смеси газообразных и жидких топлив. При этом основным топливом является газообразное, а жидкое расходуется в небольших количествах для зажигания газообразного топлива.
По способу осуществления цикла:
- 4-х тактные
- 2-х тактные
У четырехтактных двигателей рабочий цикл совершается за два оборота коленчатого вала, т. е. за четыре хода поршня, а у двухтактных — за один оборот коленчатого вала, т. е. за два хода поршня. Каждое
Рис. 7.1.1. Конструктивные схемы двигателей внутреннего сгорания:
1 – однорядный двигатель с вертикальным расположением цилиндров; 2 – двигатель с V–образным расположением цилиндров; 3 – двигатель с W–образным расположением цилиндров; 4 – двигатель с горизонтальным оппозитным расположением цилиндров; 5 – двигатель с Н-образным горизонтальным расположением цилиндров; 6 – однорядный звездообразный двигатель; 7 – двухрядный звездообразный двигатель
По числу и расположению осей цилиндров:
- одноцилиндровые и многоцилиндровые
- вертикальные и горизонтальные
- V – образные и др.
По быстроходности:
- тихоходные (средняя скорость поршня < 6,5 м/с)
- быстроходные (средняя скорость поршня > 6,5 м/с)
В зависимости от назначения двигатели внутреннего сгорания делятся на стационарные, судовые, авиационные, автомобильные, тракторные, тепловозные и другие. От назначения двигателя в большой мере зависят его технико-экономические показатели: масса, габариты, мощность.
.
По способу воспламенения топлива:
- двигатели с принудительным зажиганием (от электрической искры)(карбюраторные двигатели).
- двигатели с самовоспламенением (от сжатия дизеля).
По степени сжатия:
- двигатели низкого сжатия (двигатели с принудительным зажиганием)
- двигатели высокого сжатия (двигатели с самовоспламенением)
По действию газа на поршень:
- двигатели простого действия
- двигатели двойного действия.
Достоинства: высокий КПД, меньшие габариты и масса (по сравнению с паротурбинными установками); малая потребность в воде; постоянная готовность к пуску.
Недостатки: ограниченные единичные мощности, т.к. при больших мощностях требуется большее число оборотов, что приводит к увеличению габаритов и массы и снижению надежности; невозможность использования местных и низкосортных твердых топлив; трудность использования отработавшей энергии д.в.с.
Области применения
- транспортные и передвижные установки
- стационарные установки малой и средней мощности (получение электричества)
- специальные установки (в качестве резервных агрегатов) где не допустим перегрев в электропитании. Помимо двух основных групп двигателей внутреннего сгорания существуют комбинированные двигатели, состоящие из поршневого двигателя и газовой турбины, в которой используется энергия отработавших газов поршневой машины.