- •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
I. Расчет термодинамических процессов, составляющих цикл
1. Адиабатное сжатие 1-2.
1.1. Определяем удельный объем газа в начальном состоянии
.
1.2. Находим давление в точке 2
.
1.3. Вычисляем удельный объем в точке 2
.
1.4. Подсчитаем работу в процессе 1-2
.
1.5. Констатируем, что теплота, подведенная (отведенная) в процессе 1-2 (процесс адиабатный).
1.6. Вычисляем изменение внутренней энергии в этом процессе
.
1.7. Вычисляем изменение энтальпии
.
1.8. Констатируем, что процесс адиабатный (dq = 0), следовательно, ds = 0 и
.
2. Изохорный процесс 2-3.
2.1 Устанавливаем неизвестные параметры в точках 2 и 3. Известны:
p2, Па; v2, ; T2, K; p3, Па.
Неизвестны v3 и T3.
2.2. Находим v3, исходя из того, что процесс изохорный
.
2.3. Находим Т3 из соотношения для изохорного процесса
2.4. Констатируем, что процесс изохорный (dv=0). Следовательно, работа расширения равна нулю.
2.5. Вычисляем теплоту, подведенную в процессе
.
2.6. Определяем изменение внутренней энергии
.
2.7. Находим изменение энтальпии
.
2.8. Определяем изменение энтропии
3. Изотермический процесс 3-4.
3.1. Устанавливаем неизвестные параметры состояния в точке 4 (параметры в точке 3 были определены)
р3, Па; v3, ; T3, K.
В таблице 2.1 указано лишь давление в этой точке (р4), т. е. неизвестны и T4 и v4.
3.2. Устанавливаем, что Т4=Т3, т. к. процесс 3-4 протекает при Т=const.
3.3. Вычисляем величину v4, исходя из соотношения для изотермического процесса
3.4. Определяем работу в процессе 3-4
3.5. Вычислять изменение внутренней энергии и энтальпии в процессе 3-4 не нужно, т. к. при Т=const и .
3.6. Находим теплоту, подводимую в процессе. Так как , то из уравнения 1-го закона термодинамики
q3-4 = l3-4 .
3.7. Определяем изменение энтропии
.
4. Расчет адиабатного процесса 4-5.
4.1. Устанавливаем, что параметры в точке 5 не заданы. Параметры в точке 4 полностью определены:
р4, Па; v4, ; T4, K.
4.2. Находим величину давления в точке 5, исходя из того, что точки 1 и 5 принадлежат изобаре 5-1, т. е.
p5 = p1, Па.
4.3. Находим удельный объем, используя соотношение
.
4.4. Определение Т5 производится с помощью уравнения состояния
К.
4.5. Определяем работу расширения в процессе 4—5
.
4.6. Констатируем, что теплота q4-5 = 0, т. к. процесс 4-5 адиабатный.
4.7. Вычисляем изменение внутренней энергии
.
4.8. Определяем изменение энтальпии
.
4.9. Констатируем, что в адиабатном процессе 4—5 изменение энтропии равно нулю
5. Расчет изобарного процесса 5-1.
5.1. Вычисляем работу, затраченную на сжатие в процессе
l5-1 = p5(v1-v5) .
5.2. Определяем теплоту, отведенную в ходе процесса
.
5.3. Находим изменение внутренней энергии
.
5.4 Вычисляем изменение энтальпии
.
5.5 Вычисляем изменение энтропии
.
II. Расчет прямого цикла 1-2-3-4-5-1
1. Определяем работу, производимую газом за цикл, как алгебраическую сумму работ в отдельных процессах, составляющих цикл
lц = l1-2 + l2-3 + l3-4 + l4-5 + l5-1 .
2. Определяем подведенную за цикл теплоту (теплота подводится в процессах 2-3 и 3-4)
q1 = q2-3 + q3-4 .
3. Находим отведенную за цикл теплоту (она отводится лишь в процессе 5-1)
q2 = q5-1 .
4. Вычисляем теплоту, превращенную в работу
.
5. Определяем термический КПД за цикл .