- •1.Метод и законы термодинамики. Основные понятия и определения термодинамики.
- •2.Параметры состояния и уравнения состояния.
- •3.Термодинамическая работа. Координаты р-V.
- •4. Потенциальная работа. Координаты р-V. Распределение работы.
- •5. Истинная и средняя теплоемкости веществ.
- •6.Смеси жидкостей, паров и газов, расчет характеристик смеси веществ.
- •7. Схемы смешения. Закон Дальтона.
- •8. Определение температуры смеси. Теплоемкость смеси.
- •9. Термодинамические условия фазовых переходов
- •10. Критические параметры чистого вещества и смесей газов.
- •11. Теория соответственных состояний. Коэффициент сжимаемости.
- •12. Постулат и математическое выражение 1 начала термодинамики.
- •13. Первое начало термодинамики в аналитическое форме.
- •14. 1 Начало термодинамики для идеального газа.
- •15. Принцип существования энтропии идеального газа.
- •1 6. Изобарный процесс изменения состояния простого тела. Уравнение процесса, изображение в координатах p-V, связь между параметрами, работа и теплообмен, изменение функций состояния.
- •17. Изобарный процесс изменения состояния идеального газа. Уравнение процесса, изображение в координатах t-s, связь между параметрами, работа и теплообмен, изменение функций состояния.
- •18. Изохорный процесс изменения состояния простого тела. Уравнение процесса, изображение в координатах р-V, связь между параметрами, работа и теплообмен, изменение функций состояния.
- •19. Изохорный процесс изменения состояния идеального газа. Уравнения процесса, изображение в координатах t-s, связь между параметрами, работа и теплообмен, изменение функции состояния.
- •20. Изопотенциальный процесс изменения состояния простого тела. Уравнение процесса, изображение в координатах р-V, связь между параметрами, работа и теплообмен, изменение функций состояния.
- •31. Теплопроводность. Закон Фурье. Коэффициент теплопроводности.
- •32. Ду теплопроводности. Условия однозначности.
- •33. Теплопроводность через однослойные и многослойные плоские стенки.
- •34. Теплопроводность через однослойные и многослойные цилиндрические стенки.
- •35. Теплоотдача. Уравнение Ньютона. Коэффициент теплоотдачи.
- •36. Критериальные уравнения, физический смысл критериев подобия.
- •37. Последовательность расчетов конвективного теплообмена в в условиях свободной конвекции.
- •38. Последовательность расчетов конвективного теплообмена в условиях вынужденной конвекции.
- •39. Теплообмен излучением. Основные законы.
- •40. Теплообмен излучением между телами.
- •41. Коэффициент лучистого теплообмена. Уравнение Ньютона-Рихмана.
- •42. Сложный теплообмен. Эффективный коэффициент теплопроводности.
- •43. Теплопередача. Основное уравнение теплопередачи. Коэффициент теплопередачи.
- •44. Теплопередача через плоские однослойные и многослойные стенки.
- •45. Теплопередача через криволинейные однослойные и многослойные стенки.
- •46,(47).Оптимизация процессов теплопередачи. Способы интенсификации теплопередачи(Методы снижения теплового потока).
- •48. Теплопередача при переменных температурах. Средняя разность температур.
- •49. Тепловой баланс и уравнение теплопередачи теплообменного аппарата.
- •50. Средняя разность температур для сложных схем теплообмена.
- •51. Обобщенные уравнения теплопередачи при переменных температурах.
- •52. Последовательность расчета теплообменных аппаратов 1 рода.
- •53. Последовательность расчетов теплообменного аппарата 2 рода
- •54. Круговые процессы, кпд и холодильный коэффициент
- •55. Обратимый цикл Карно, прямой и обратный процесс. Теорема Карно.
- •56. Математическое выражение второго начала термостатики. Основные следствия.
- •57. Математическое выражение второго начала термодинамики. Основные следствия.
- •58. Истечение жидкостей и газов. Основные расчетные соотношения. Истечение несжимаемой жидкости.
- •59.Особенности истечения сжимаемой жидкости. Кризис истечения. Режимы истечения.
- •60. Переход через критическую скорость. Сопло Лаваля, определение геометрических размеров.
- •61. Особенности истечения через каналы переменного сечения, сопло и диффузор.
- •62. Дросселирование. Эффект Джоуля-Томсона. Основные понятия
- •63. Процессы парообразования, определение параметров насушенного пара, диаграмма h-s.
- •64.Классификация циклов тепловых двигателей:
- •65. Схема, рабочий процесс и тд цикл Брайтона. Кпд.
- •66. Схема, рабочий процесс и тд цикл Гемфри. Кпд.
- •67. Сопоставление тд циклов Брайтона и Гемфри по эффективности.
- •68. Схема, рабочий процесс и тд цикл Отто, кпд.
- •69. Схема, рабочий процесс и тд цикл Дизеля. Кпд
- •71. Сопоставление тд циклов двс по эффективности.
- •72. Схема, рабочий процесс и цикл паросиловой установки, цикл Ренкина, методы повышения кпд
- •73.Схема, рабочий процесс и цикл паросиловой установки с промежуточным перегревом
- •74. Схема, рабочий процесс и цикл паросиловой установки с регенерацией.
- •75. Схема, рабочий процесс и цикл паровой компрессионной холодильной машины.
- •77,78. Рабочий процесс двухтактного(и четырехтактного) двигателя внутреннего сгорания.
- •79. Индикаторные и эффективные характеристики двигателей внутреннего сгорания.
37. Последовательность расчетов конвективного теплообмена в в условиях свободной конвекции.
Коэффициент теплоотдачи при свободном движении жидкости в большом объеме определяется из следующих уравнений подобия:
для горизонтальных труб при ламинарном течении (103 <GrPr<109)
для вертикальных труб и плоских стенок при ламинарном течении (103<GrPr<109)
для вертикальных труб и плоских стенок при турбулентном течении жидкости (GrPr) >109
В этих уравнениях определяющей температурой является температура жидкости вдали от поверхности; определяющим линейным размером для горизонтальных труб – их диаметр, а для вертикальных поверхностей – их высота.
38. Последовательность расчетов конвективного теплообмена в условиях вынужденной конвекции.
Среднее значение коэффициента теплоотдачи при омывании плоской стенки определяется из уравнения подобия:
При ламинарном течении Rе ≤ 4·104
При турбулентном течении Rе > 4·104
В этих формулах в качестве определяющей температуры принята температура жидкости вдали от тела (t0=idem); в качестве определяющего линейного размера – длина пластины по направлению потока.
При ламинарном течении жидкости в трубах возможны два режима движения: вязкостный и вязкостно-гравитационный. Наличие в жидкости разности температур приводит к возникновению подъемной силы, т. е. к существованию наряду с вынужденной также и свободной конвекции.
Ламинарный режим вынужденной конвекции, при котором влиянием свободной конвекции можно пренебречь, называется вязкостным. Вязкостный режим существует при (GrPr) < < 8·105 , средний коэффициент теплоотдачи при этом режиме определяется из уравнения подобия
Формула действительна при
, tс=idem и .
Определяющим линейным размером является внутренний диаметр трубы.
Вязкостно-гравитационный режим существует при (GrPr) > >8·105, средний коэффициент теплоотдачи в этом случае определяется из уравнения подобия
Формула действительна при 1/d > 50; за определяющий линейный размер принят внутренний диаметр трубы; за определяющую температуру – средняя температура потока.
Для определения среднего коэффициента теплоотдачи при развитом турбулентном движении обычно используется формула М. А. Михеева
В качестве определяющего линейного размера здесь принят внутренний диаметр трубы; определяющая температура – средняя температура потока; формула (1.180) действительна при l/d >50. Если течение жидкости происходит по каналам некруглого сечения, то в качестве определяющего линейного размера принимается эквивалентный диаметр, определяемый по уравнению dэ=4f/u, где f – площадь поперечного сечения канала (живое сечение); u — полный смоченный периметр канала.
39. Теплообмен излучением. Основные законы.
Количество энергии, излучаемое поверхностью тела во всем интервале длин волн (от λ=О до λ=∞) в единицу времени, называется полным (интегральным) лучистым потоком Q (Вт). Излучение, соответствующее узкому интервалу длин волн, называется монохроматическим. Количество энергии, интегрального излучения с поверхности тела dF в единицу времени, называется лучистым потоком dQ (Вт). Лучистый поток, исходящий с единицы поверхности излучающего тела по всем направлениям полупространства называется плотностью интегрального излучения E (Вт/м2)
Из уравнения (1) следует, что лучистый поток, исходящий со всей поверхности излучающего тела равен
Лучистый поток, падающий на тело Q, частично им поглощается QA, частично отражается QR, частично проходит сквозь тело QD
Q = QA + QR + QD.
Тела, которые всю падающую на них лучистую энергию поглощают, QA=Q и А=l (R=D=01), называются абсолютно черными. Тело, которое всю падающую на него лучистую энергию отражает, QR=Q; R=1 (А=D =О), называют абсолютно белым или зеркальным. Тело, которое всю падающую на него лучистую энергию пропускает, QD=Q; D=1 (А=R=О), называют абсолютно прозрачным. В природе абсолютно черных, белых и прозрачных тел не существует.
1. Закон Планка устанавливает зависимость интенсивности излучения
абсолютно черного тела E0λ от длины волны λ и абсолютной температуры
где с1 = 3,7·10-16 (Вт·м2) - постоянная ; с2 = 0,0144 (м·К) - постоянная; е – основание натурального логарифма.
2. Закон смещения Вина гласит – длина волны, которой соответствует максимальное значение интенсивности излучения (E0λ=max), обратно пропорциональна абсолютной температуре
3. 3акон Стефана - Больцмана формулируется следующим образом: плотность суммарного излучения абсолютно черного тела прямо пропорциональна абсолютной температуре в четвертой степени
где σ0, c0 – коэффициенты пропорциональности (постоянные излучения); σ0 = 5,67·10-8 Вт/( м2 ·K4); c0 = 5,67 Вт/(м2 ·K4).
4. 3акон Кирхгофа формулируется так: отношение плотности полусферического интегрального излучения к поглощательной способности одинаково для всех тел имеющих одинаковую температуру т. е.
Е1/А1= Е2/А2=…=Еn/Аn =Е0 =f(T) и закон Ламберта.