Хелпикс

Главная

Контакты

Случайная статья



ПРИДНЕСТРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Стр 1 из 2Следующая ⇒


ПРИДНЕСТРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. Т.Г. ШЕВЧЕНКО

БЕНДЕРСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ФИЛИАЛ

Кафедра общепрофессиональных дисциплин и информационных

систем

 

 

ТЕПЛОТЕХНИКА

 

Методические указания

 

 

 

Бендеры, 2017

 

ББК 31.3.

Т 34

 

Составители:

                  В.Н. Радченко, к.т.н., доцент

                  Т.А. Федорова, преподаватель

Рецензенты:

               Т.В. Боунегру, доц. каф. МиТО, ИТИ ПГУ им. Т.Г. Шевченко,

               Т.Ю. Баева, ст. преподаватель кафедры ОПД и ИС БПФ ГОУ ПГУ им. Т.Г. Шевченко

 

      Теплотехника: Методические указания / Сост. В.Н. Радченко,

Т.А. Федорова - Бендеры, 2017 – 50 с.

   

Методические указания   соответствуют рабочей программе по дисциплине «Теплотехника» и предназначены для студентов ВПО, обучающихся по направлению 23.03.03 профиля подготовки «Автомобили и автомобильное хозяйство» заочной формы обучения.

В методических указаниях приведены основные понятия и определения по дисциплине в объеме, необходимом для выполнения контрольных заданий. Приведены рекомендации и порядок действия при решении задач.

Приведены литературные источники, которые могут быть полезны студентам при более детальном изучении вопросов дисциплины.

Методические указания содержат контрольные задания, решение которых способствует пониманию и запоминанию основных законов и формул по изучаемой дисциплине, развитию навыков и умению применять полученные знания в практической деятельности.

 

 

ББК 31.3.

Т 34

 

 

Рекомендуется к изданию

НМС ПГУ им. Т.Г. Шевченко

 

 

                                                         © В.Н.Радченко, Т.А. Федорова, составление, 2017

                             Оглавление

Введение…………………………………………………………………………..4

Общие методические указания к выполнению контрольной работы…………5

1 Методические указания к решению задач……………………………………12

2 Первый закон термодинамики…………………………………………………12

2.1 Теплота и работа……………………………………………………………...12

2.2 Внутренняя энергия…………………………………………………………..13

2.3 Первый закон термодинамики……………………………………………….13

3 Второй закон термодинамики………………………………………………….14

3.1 Основные положения второго закона термодинамики…………………….14

4 Основы теории теплообмена…………………………………………………...16

4.1 Основные понятия и определения…………………………………………...18

4.2 Конвективный теплообмен…………………………………………………...20

4.3 Закон Ньютона – Рихмана…………………………………………………….20

4.4 Теплопередача…………………………………………………………………21

4.4.1 Теплопередача через плоскую стенку……………………………………..22

5 Энергетическое топливо………………………………………………………..23

5.1 Состав топлива………………………………………………………………..24

5.2 Характеристика топлива……………………………………………………..26

6 Топочные устройства…………………………………………………………..29

6.1 Физический процесс горения топлива………………………………………31

6.2 Определение теоретического и действительного расхода воздуха на     горение топлива…………………………………………………………………..33

7 Компрессорные установки…………………………………………………….35

7.1 Объемный компрессор……………………………………………………….35

7.2 Лопаточный компрессор……………………………………………………..38

8 Порядок решения задач………………………………………………………..41

 Список рекомендуемой литературы……………………………………………49

 

 

Введение

Теплотехника – наука, которая изучает методы получения, преобразования, передачи и использования теплоты, а также принципы действия и конструктивные особенности тепловых машин, аппаратов и устройств. Теплота используется во всех областях деятельности человека. Для установления наиболее рациональных способов его использования, анализа экономичности рабочих процессов тепловых установок и создания новых, наиболее совершенных типов тепловых агрегатов необходима разработка теоретических основ теплотехники. Такими теоретическими разделами являются техническая термодинамика и основы теории теплообмена, в которых исследуются законы превращения и свойства тепловой энергии и процессы распространения теплоты.

Данный курс является общетехнической дисциплиной при подготовке специалистов обучающихся по направлению 23.03.03 специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство».

Контрольные задания подготовлены в соответствии с рабочей про­граммой.

Основное назначение методических указаний – дать студентам материал, который позволит выработать навыки применения теоретических сведений к решению конкретных задач технического характера и тем самым освоить практику гидравлических расчётов.

В методических указаниях приведены достаточно полные сведения из теории касающейся материала, необходимого для решения задач, методические указания и порядок решения задач.

 

 

 Общие методические указания к выполнению

контрольной работы

Анализ и решение задач способствуют пониманию и запоминанию основных законов и формул, развитию навыков и умению применять полученные знания в практической деятельности.

Выполняя контрольную работу, студент руководствуется следующими общими положениями:

1 Контрольная работа выполняется и сдается в сроки, установленные учебным графиком.

2 Номер варианта контрольной работы соответствует номеру студента в списке журнала группы на день выдачи задания.

3 Титульный лист оформляется согласно приложению 1.

4 Приступать к выполнению контрольной работы целесообразно только после детальной проработки рекомендованной литературы.

5 Каждая задача начинается с новой страницы. Условие задачи с перечнем исходных данных переписывается полностью (без сокращений).

6 Решение   задачи   необходимо   сопровождать   пояснениями,   которые

заключаются в следующем:

  - символическая запись основных законов, на которых основано решение задачи, должна сопровождаться их словесной формулировкой и разъяснением буквенных обозначений;

- если необходимо, содержание задачи должно иллюстрироваться рисунком;

- при подсчетах должны соблюдаться правила приближенных вычислений;

- Размерности электрических величин должны соответствовать ГОСТ и ЕСКД. Отдельные пункты должны быть пронумерованы.

7 Небрежно оформленная контрольная работа не рассматривается и возвращается.

8 Контрольная работа засчитывается, если все задачи решены верно и в их
решении не содержится ошибок принципиального характера.

9 Если контрольная работа не зачтена, она возвращается студенту для переработки. После переработки студент обязан предоставить работу на повторное рецензирование.

10 Работа, выполненная студентом не в соответствии с заданием, возвращается
как незачтенная.

11 Зачтенная контрольная работа предъявляется на экзамене. Студент должен быть готовым к вопросам экзаменатора по материалам, содержащимся в работе.

Номер варианта контрольной работы соответствует номеру студента в списке журнала на день выдачи задания.

Задача № 1:Задан состав твердого топлива на рабочую массу в %. Определить теоретически необходимое количество воздуха для горения, а также по формуле Д.И. Менделеева - низшую и высшую теплоту сгорания топлива, объемы и состав продуктов сгорания при αв и энтальпию продуктов сгорания при температуре . Данные для расчетов принять по табл.1.

                                                                                            Таблица 1

Вариант Wp Ap Sp Cp Hp Op αв , ºС
13,2 22,8 3,1 3,8 1,2 5,9 1,2
14,0 25,8 3,9 44,8 3,4 1,0 7,1 1,2
8,0 23,0 3,2 55,2 3,8 1,0 5,8 1,3
11,0 26,7 3,1 49,2 3,4 1,0 5,6 1,4
9,0 34,6 3,2 44,0 3,1 0,8 5,3 1,3
12,0 13,2 0,3 58,7 4,2 1,9 9,7 1,2
8,5 11,0 0,5 66,0 4,7 1,8 7,5 1,1
9,0 18,2 0,3 61,5 3,7 1,5 5,8 1,2
6,5 16,8 0,4 68,6 3,1 1,5 3,1 1,3
7,0 30,7 0,7 53,6 3,0 1,6 3,4 1,4
14,0 9,5 0,5 59,5 4,0 1,5 11,0 1,5
10,0 13,5 0,5 67,7 3,6 1,6 5,3 1,6
12,0 18,9 0,4 59,1 3,4 1,7 4,5 1,5
32,0 25,2 2,7 28,7 2,2 0,6 8,6 1,4
5,5 23,6 0,8 59,6 3,8 1,3 5,4 1,3
10,0 19,8 2,6 55,5 3,7 0,9 7,5 1,2
6,0 31,0 6,1 48,5 3,6 0,8 4,0 1,1
18,0 29,5 1,0 37,3 2,8 0,9 10,5 1,2
8,0 23,9 0,4 60,3 2,5 0,9 4,0 1,3
8,0 9,2 0,6 67,9 4,7 0,8 8,8 1,4

 

Задача № 2:Для отопления гаража используют трубу, по которой протекает горячая вода. Рассчитать конвективный коэффициент теплоотдачи и конвективный тепловой поток от трубы к воздуху в гараже, если наружный диаметр и длина трубы соответственно равны dн и l. Температура поверхности трубы tc, при этом температура воздуха в гараже должна составлять tв. Данные для расчетов принять по табл. 2.

                                                                                                                Таблица 2

Вариант dн, м l, м tc , ºС tв, ºС
0,2
0,15
0,20
0,15
0,10
0,12
0,14
0,16
0,18
0,20
0,18
0,16
0,14
0,12
0,10
0,12
0,14
0,16
0,18
0,20

Задача № 3: Стенка топки состоит из слоя кирпича толщиной δ1 и изоляции толщиной δ2. Температура газов в топке t2, температура воздуха t1. Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке α1, а от стенки к воздуху α2, теплопроводность кирпича λ1, изоляции λ2. Определить коэффициент теплопередачи К, удельный тепловой поток q, количество теплоты Q, передаваемое через стенку поверхностью F за τ ч., а также температуры на поверхностях стенки (tc1;  tc2). Данные для расчетов принять по табл. 3.

 Таблица 3

Вариант δ1, мм δ 2, мм α1, Вт/м2∙К α2, Вт/м2∙К t1, oC t2, oC λ1, Вт/м∙К λ2, Вт/м∙К F, м2 τ, ч
1,0 0,2
1,1 0,22 10,1
1,2 0,24 10.2
1,3 0,26 10,3
1,4 0,28 10,4
1,5 0,3 10,5
1,0 0,32 10,6
1,1 0,2 10,7
1,2 0,22 10,8
1,3 0,24 10,9
1,4 0,26
1,5 0,28 11,1
1,0 0,3 11,2
1,1 0,32 11,3
1,2 0,2
1,3 0,22 10,1
1,4 0,24 10.2
1,5 0,26 10,3
1,0 0,28 10,4
1,1 0,3 10,5

Задача № 4: По заданным топливу и производительности котельного агрегата выбрать тип топки и коэффициент избытка воздуха. Рассчитать теоретически необходимое количество воздуха для горения 1 кг (1 м3) топлива (Vо), составить тепловой баланс котельного агрегата и определить его коэффициент полезного действия (ηк.а). Определить часовой расход натурального (B) и условного (Bр) топлива (непрерывной продувкой пренебречь). Вид топлива, давление (P) и температуру (tп.п.) перегретого пара, температуру питательной воды (tп.в). и величину потерь теплоты с уходящими газами q2 принять по таблице. Состав топлива, рекомендации по выбору топки, отдельные величины теплового баланса взять из таблиц. Дано D = 90 т/ч; топливо – газ дашавский.

Ответить на вопрос, какие факторы влияют на потери теплоты (q2) с уходящими газами). Данные для расчетов принять по табл. 4.

                                                                                                             Таблица 4

Вариант tп.п, оС tп.в.,  оС P, МПа q2, %; D, т/ч
6,5
5,2 6,4
5,3 6,3
5,4 6,2
5,5 6,1
5,6 6.0
5,7 6,6
5,9 6,7
4,8 6,8
4,7 6,9
7,0
5,2 6,5
5,3 6,4
5,4 6,3
5,5 6,2
5,6 6,1
5,7 6.0
5,9 6,6
4,8 6,7
4,7 6,8

Задача № 5:Определить литровую мощность и удельный индикаторный расход топлива четырехцилиндрового (i = 4) четырехтактного (τ = 4) двигателя, если среднее индикаторное давление равно Pi (Па). Диаметр цилиндра D = 0,12 м, ход поршня S = 0,1 м, угловая скорость вращения коленчатого вала ω, (рад/с), механический ηм и удельный расход топлива  g = 0,008 кг/с. Данные для расчетов принять по табл. 5.

                                                                                                                 Таблица 5

Вариант Pi , МПа ω, рад/с ηм
0,85 0,83
0,80 0,81
0,90 0,82
0,95 0,80
1,00 0,84
1,05 0, 85
1,10 0,86
1,15 0,87
1,20 0,88
1,15 0,89
1,10 0,90
1,05 0,89
1,00 0,88
0,95 0,87
0,90 0,86
0,85 0,85
0,80 0,84
0,85 0,83
0,90 0,82
0,95 0,81

 

 

Задача № 6: Одноцилиндровый одноступенчатый поршневой компрессор сжимает воздух от атмосферного давления  МПа до требуемого давления р2. Определить эффективную мощность привода компрессора и необходимую мощность электродвигателя с запасом 10 % на перегрузку, если диаметр цилиндра D (м), ход поршня S (м), частота вращения вала N (об/с), относительный объем вредного пространства δ = 0,05, показатель политропы расширения остающегося во вредном объеме газа m, коэффициент, учитывающий, уменьшение давления газа при всасывании, ηp =0,94 и эффективный адиабатный КПД компрессора е.ад = 0,75. Данные для расчетов принять по табл. 6.

                                                                                                                Таблица 6    

Вариант P2 , МПа D, м S, м n, об/с m
0,75 0,12 0,12 1,33
0,55 0,10 0,10 7,00 1,35
0,60 0,15 0,15 7,50 1,30
0,65 0,17 0,17 7,92 1,37
0,70 0,20 0,20 8,33 1,34
0,50 0,17 0,17 8,83 1,33
0,80 0,15 0,15 9,17 1,35
0,85 0,12 0,12 9,67 1,36
0,90 0,10 0,10 10,00 1,37
0,95 0,12 0,12 10,33 1,30
1,00 0,15 0,15 11,33 1,35
0,95 0,17 0,17 11,67 1,33
0,90 0,15 0,15 12,00 1,37
0,85 0,12 0,12 12,50 1,34
0,80 0,10 0,10 12,00 1,35
0,75 0,13 0,13 11,67 1,30
0,70 0,15 0,15 11,33 1,31
0,65 0,18 0,18 10,83 1,33
0,60 0,20 0,20 10,00 1,32
0,55 0,17 0,17 9,17 1,30

 

 

 

1 Методические указания к решению задач

При решении задач рекомендуется придерживаться следующего порядка действий:

1 Проработать материал соответствующего раздела по учебникам, конспекту лекций, задачникам-практикумам, методическим указаниям.

2 После ознакомления с соответствующим теоретическим материалом и методическими указаниями о порядке решения контрольных задач, следует переходить к самостоятельному выполнению полученного задания.

3 Непосредственно решение задачи начинается с изучения ее условия и анализа физических законов, описывающих данный физический процесс.

 

 

2 Первый закон термодинамики.

2.1 Теплота и работа


12Следующая ⇒
  

© helpiks.su При использовании или копировании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.