- •Общие указания
- •Глава 1
- •1.1. Органические топлива
- •1.1.1. Состав топлив
- •1.1.2. Характеристики топлив
- •1.1.3. Разновидности горения
- •1.1.4. Основные стадии гетерогенного горения
- •1.1.5. Фазы горения
- •1.1.6. Скорость горения
- •1.2. Расчет процессов горения
- •1.2.1. Определение потребного количества окислителя для полного сжигания 1кг горючего
- •1.2.2. Определение массы воздуха для сжигания 1кг топлива
- •1.2.3. Коэффициент избытка воздуха
- •1.2.4. Определение количества и состава продуктов сгорания
- •1.2.5. Определение состава продуктов сгорания
- •1.2.6. Определение температуры конца сгорания
- •1.2.7. Упрощенная форма уравнения теплового баланса
- •Глава 2
- •2.1. Основные понятия и определения термодинамики
- •2.2. Параметры состояния системы
- •2.3. Первый закон термодинамики
- •2.4. Свойства рv – и Тs – диаграмм
- •2.5. Термодинамические процессы идеальных газов
- •2.5.1. Политропный процесс
- •Вывод уравнения политропного процесса
- •Соотношения между параметрами состояния в политропном процессе
- •Определение изменения внутренней энергии
- •Определение изменения энтальпии
- •Определение изменения энтропии
- •Определение теплоты, подводимой (отводимой) в ходе политропного процесса
- •Определение работы расширения в ходе политропного процесса
- •2.5.2. Частные случаи политропного процесса
- •2.5.3. Изохорный процесс
- •2.5.4. Изобарный процесс
- •2.5.5. Изотермический процесс
- •2.5.6. Адиабатный процесс
- •2.5.7. Графическое изображение процессов
- •2.6. Термодинамические циклы
- •Глава 3
- •3. Реальные газы
- •3.1. Отличия реальных газов от идеальных
- •3.2. Устройство pv – диаграммы реального газа
- •3.3. Области pv- диаграммы
- •3.4. Таблицы водяного пара
- •3.5. Определение параметров влажного насыщенного пара
- •3.6. Диаграммы водяного пара
- •3.7. Расчет процессов изменения состояния реального газа (водяного пара)
- •Изохорный процесс ( )
- •Изобарный процесс ( )
- •Изотермический процесс ( )
- •3.9. Паросиловые установки
- •Глава 4 конвективный теплообмен
- •4.1. Математическая формулировка задачи конвективного теплообмена
- •4.2. Краевые условия при решении задач конвективного теплообмена (условия однозначности)
- •4.3. Решение задач конвективного теплообмена на основе теории подобия
- •4.4. Приведение системы дифференциальных уравнений к безразмерному виду
- •4.5. Теоремы подобия
- •4.6. Физический смысл критериев гидромеханического и теплового подобия
- •4.7. Критериальные уравнения конвективного теплообмена
- •4.8. Методика решения задач конвективного теплообмена на основе теории подобия
- •4.9. Выбор определяющих размеров и величин
- •Семестровая работа №1 топливо, газовые смеси и теплоемкость
- •Указания к выполнению семестровой работы
- •Методика расчета семестровой работы
- •Исходные данные
- •Контрольные вопросы
- •Основная литература
- •Дополнительная литература
- •Семестровая работа №2 термодинамические процессы и циклы с газообразным рабочим телом
- •Указания к выполнению семестровой работы
- •Методика расчета семестровой работы
- •I. Расчет термодинамических процессов, составляющих цикл
- •II. Расчет прямого цикла 1-2-3-4-5-1
- •Контрольные вопросы
- •Основная литература
- •Дополнительная литература
- •Семестровая работа №3 термодинамические процессы водяного пара
- •Указания к выполнению семестровой работы
- •Исходные данные
- •Методика расчета семестровой работы
- •1. Расчет адиабатного процесса 1-2
- •2. Расчет изобарного процесса 2-3
- •3. Расчет процесса 3-4
- •4. Расчет изобарного процесса 4-5
- •5. Расчет изобарного процесса 5-6
- •6. Расчет изобарного процесса 6-1
- •7. Расчет цикла
- •Контрольные вопросы
- •Основная литература
- •Семестровая работа №4 конвективный теплообмен и интенсификация теплопередачи
- •Указания к выполнению семестровой работы
- •Методика расчета семестровой работы № 4
- •1. Определяем коэффициент теплоотдачи
- •2. Определяем коэффициент теплоотдачи
- •3.Определяем термические сопротивления
- •4. Определяем коэффициент теплопередачи
- •5. Вычисляем плотность теплового потока
- •Контрольные вопросы
- •Основная литература
- •Дополнительная литература
- •Приложения
- •Свойства горючих
- •Формулы средних (в интервале 0...Т, к) изохорных массовых
- •Термодинамические свойства пара и воды в состоянии насыщения (по давлению)
- •Термодинамические свойства пара и воды в состоянии насыщения (по давлению)
- •Физические параметры воды на линии насыщения при давлении 101325 Па (760 мм.Рт.Ст.)
- •Физические параметры сухого воздуха при давлении
- •Оглавление
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ВОЛЖСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)
А. В. Синьков, А. Д. Грига, М. В. Дьяков, Г. Б. Потапова
СБОРНИК СЕМЕСТРОВЫХ РАБОТ
ПО ТЕПЛОТЕХНИКЕ
Учебное пособие
РПК «Политехник»
Волгоград 2005
УДК 621.1.016
Р е ц е н з е н т ы:
кафедра механики и материаловедения Волжского филиала МЭИ,
заведующий кафедрой канд. техн. наук Маликов Е.А.;
доктор техн. наук, профессор кафедры СДМ ВИСТех Рогожкин В.М.
Синьков А. В., Грига А. Д., Дьяков М. В., Г.Б. Потапова
Сборник семестровых работ по теплотехнике: учеб. пособие / ВолгГТУ. – Волгоград, 2005. - 80 с.
ISBN 5-230
Представлены семестровые работы, предусмотренные программой курса «Теплотехника» для студентов Волжского политехнического института. Работы охватывают основные разделы курса. В ходе их выполнения студент должен закрепить знание теоретического материала и получить навыки его использования для решения конкретных теплотехнических задач. При составлении данного пособия были использованы учебно-методические разработки д.т.н., профессора Г.Н. Злотина.
Ил. 19. Табл. 14. Библ.: 5 назв.
Печатается по решению редакционно-издательского совета Волгоградского государственного технического университета
SBN 5-230 © Волгоградский
государственный
технический
университет, 2005
Общие указания
Прежде чем приступить к выполнению расчетов, необходимо:
ознакомиться с содержанием задания;
проработать теоретический материал по теме семестровой работы, используя теоретический материал, изложенный в соответствующей главе данного пособия, а также указанную рекомендуемую литературу;
ответить на все контрольные вопросы, приведенные в конце задания.
Вариант работы определяется порядковым номером, под которым фамилия студента записана в кафедральном журнале.
Расчеты производить, пользуясь системой единиц СИ. В настоящем пособии приводятся методики расчета каждой семестровой работы.
Выполненная и оформленная семестровая работа должна содержать:
номер варианта и исходные данные для расчета;
расчетные формулы, используемые при расчете, и подробный ход решения;
сводную таблицу результатов расчета по форме, указанной в задании;
рисунки и графики, в соответствии с заданием.
Семестровую работу необходимо оформлять в соответствии с требованиями ГОСТ. Образец оформления работы имеется в лаборатории теплотехники.
Работа, в оформленном виде, должна быть сдана на проверку преподавателю и защищена в сроки, установленные кафедрой.
При защите студент должен:
уметь изложить весь ход расчета;
свободно владеть теоретическим материалом по теме семестровой работы.
Глава 1
1.1. Органические топлива
Топлива – это природные вещества, которые экономически целесообразно использовать для получения теплоты в больших количествах. Различают химические и ядерные топлива. Мы будем рассматривать только химические органические топлива, применяемые в промышленности и энергетике.
Топливо представляет собой совокупность горючего и окислителя.
К горючим относят водород (Н2); щелочные металлы: натрий (Na), магний (Mg), алюминий (Al), калий (K); углерод (С) и углеводородные соединения.
К окислителям относят кислород (О2), соединения с кислородом и элементы гомогенного ряда: фтор (F), хлор (Cl).
1.1.1. Состав топлив
Свойства топлив, целесообразность их использования в значительной мере определяются их химическим составом, который для жидких и твердых топлив задается обычно в процентах по массе. Состав газового топлива задается объемным содержанием в процентах входящих в него газов.
Элементы, входящие в состав топлива, обозначаются соответствующими символами: С – углерод; Н – водород; О – кислород; N – азот; S – сера. Зола и влага, входящие в состав топлива, обозначаются соответственно А и W.
Влажность и зольность топлив даже в пределах одного сорта подвержены значительным колебаниям, поэтому для уточнения характеристик вводятся понятия о горючей, сухой и рабочей массах топлива. Обратите внимание на различия уравнений материального баланса для этих случаев.
Материальный баланс горючей массы углеводородного топлива:
Cг + Hг + Oг+ Nг + Sг = 100 %.
Материальный баланс сухой массы:
Сc + Hc + Oc + Nc + Sc + Ac = 100 %.
Материальный баланс рабочей массы:
Сp + Hp + Op + Np + Sp + Ap + Wp = 100 %.
Совокупность золы и влаги, входящих в состав топлива, называют внешним балластом горючего. Совокупность кислорода и азота, входящих в состав топлива, называют внутренним балластом горючего.