Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежская государственная лесотехническая академия»
ТЕПЛОТЕХНИКА
Программа, методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения специальностей 190601 – Автомобили и автомобильное хозяйство, 250403 – Технология деревообработки
Воронеж 2010
2
УДК 621.1
Попов, В. М. Теплотехника [Текст] : программа, методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения специальностей 190601 – Автомобили и автомобильное хозяйство, 250403 – Технология деревообработки / В. М. Попов, А. Н. Швырёв, А. П. Новиков ; М-во образования и науки РФ, ГОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2010. – 44 с.
Печатается по решению редакционно-издательского совета ГОУ ВПО «ВГЛТА»
Рецензент доц. И. Б. Журавец
3
Общие методические указания
Согласно учебным планам, студенты заочной формы обучения специальностей 190601 – Автомобили и автомобильное хозяйство, 250403 – Технология деревообработки прослушивают курс лекций по дисциплине «Теплотехника», проходят лабораторный практикум и самостоятельно выполняют по одной контрольной работе.
При выполнении контрольных работ студентам рекомендуется пользоваться специальной литературой, список которой представлен в конце данных методических указаний.
Выполнению контрольных работ, состоящих из контрольных вопросов и задач, должно предшествовать самостоятельное изучение соответствующего раздела дисциплины “Теплотехника”. Ответы на вопросы должны быть сформулированы в краткой форме, сопровождаться исходными формулами, иллюстрироваться графиками и схемами. Решение задач следует разъяснять, ссылаясь на литературные источники.
Работы, выполненные не по своему варианту, не рассматриваются и не возвращаются.
4
Программа к разделам курса “Теплотехника”
Теплоэнергетика и её роль в хозяйстве РФ.
Использование тепловой энергии в автомобильном транспорте и лесном комплексе.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА
Тема 1
Введение Предмет и метод технической термодинамики. Основные параметры
состояния рабочего тела. Термодинамический процесс. Равновесный и неравновесный процессы.
Тема 2
Идеальные газы и их смеси Определение идеального газа. Уравнение состояния. Газовая постоянная.
Внутренняя энергия, энтальпия идеальных газов. Теплоёмкость. Зависимость теплоёмкости от характера процесса: теплоёмкости Cр и C , связь между ними. Зависимость теплоёмкости от температуры: средняя и истинная теплоёмкость. Газовая смесь. Закон Дальтона. Способы задания смесей. Определение средней газовой постоянной, молекулярной массы смеси.
Тема 3
Первый закон термодинамики Содержание первого закона термодинамики. Аналитическое выражение
закона. Внутренняя энергия как функция состояния тела. Изменение внутренней энергии. Работа и теплота как функции процесса. Определение работы в P-Vдиаграмме. Энтропия как функция состояния. Изменение энтропии для идеального газа. Определение теплоты процесса с помощью T-S координат. Аналитическое исследование и графическое изображение в P-V и T-S координатах термодинамических процессов: изохорного, изобарного, изотермического, адиабатического, политропического.
5
Тема 4
Второй закон термодинамики Круговые процессы, или циклы. Прямые и обратные циклы. Оценка
эффективности цикла и его термодинамический КПД. Прямой и обратный цикл Карно, вычисление термического КПД и холодильного коэффициента. Сущность второго закона термодинамики и его формулировки. Аналитическое выражение второго закона термодинамики.
Тема 5
Водяной пар, влажный воздух
Водяной пар. Основные определения. Процесс парообразования в P-V координатах. Определение параметров воды и водяного пара. T-S и i-S диаграммы водяного пара. Расчёт основных термодинамических процессов водяного пара с помощью таблиц и i-S диаграммы.
Влажный воздух. Основные понятия и определения. Абсолютная и относительная влажность воздуха, влагосодержание. Температура точки росы. Удельный объем и энтальпия влажного воздуха. J-d диаграмма влажного воздуха. Расчет процессов сушки, подогрева с помощью J-d диаграммы.
Тема 6 Термодинамика потока, истечение газа и пара. Дросселирование
Уравнение первого закона термодинамики для потока. Сопло и диффузор. Адиабатическое течение в сопле. Истечение идеального газа через суживающееся сопло, критическая скорость и его расход.
Дросселирование газа и пара. Изменение параметров газов при дросселировании. Особенности дросселирования реального газа. Практическое использование процесса дросселирования. Изображение процесса дросселирования пара в i-S диаграмме.
Тема 7 Цикл поршневого компрессора тепловых двигателей и холодильных
машин Рабочий процесс и термическая индикаторная диаграмма поршневого
одноступенчатого компрессора. Изотермическое, адиабатическое и политропное сжатия.