ОП 15 ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ И ТЕПЛОТЕХНИКИ
1. Какие газы называются реальными, а какие - идеальными?
2. Какими параметрами характеризуется состояние рабочего тела? Назовите единицы измерения основных параметров.
3. Напишите основное характеристическое уравнение идеального газа.
4. Каков физический смысл универсальной газовой постоянной?
5. Что такое газовая смесь? Дайте определение парциального объема и парциального давления газовой смеси. Как определить основные параметры смеси?
6. В чем сущность закона Дальтона?
7. Дайте определение удельной теплоемкости. Какие существуют виды удельной теплоемкости?
8. Каково соотношение между массовой, молярной и объемной теплоемкостями? Какая теплоемкость больше: Ср или Су?
9. Что такое истинная и средняя теплоемкость газа? От чего зависит теплоемкость газа? Как определить теплоемкость газовой смеси?
10. Что такое термодинамический процесс? Объясните разницу между равновесным и неравновесным, обратимым и необратимым процессами.
11. Что такое внутренняя энергия газа и от чего она зависит? Что такое энтальпия газа?
12. Сформулируйте первый закон термодинамики, напишите его математическое выражение и объясните сущность закона.
13. Докажите аналитически и графически, что работа газа при изохорном процессе равна нулю. Докажите, что при адиабатном процессе расширения газа температура газа уменьшается.
14. Назовите основные формулировки второго закона термодинамики.
15. Как определить к.п.д. цикла Карно?
16. Каково назначение водяного пара, его виды, область применения?
17. Чем процесс парообразования отличается от испарения?
18. Как температура кипения зависит от давления?
19. Объясните разницу между влажным насыщенным и сухим насыщенным паром. Чем перегретый пар отличается от насыщенного? Что показывает степень сухости пара? Как определяются параметры воды, сухого и перегретого пара по таблицам?
20. Что называется абсолютной влажностью воздуха? Что называется относительной влажностью воздуха? Какая влажность (абсолютная или относительная) используется на производстве? Что называется влагосодержанием?
21. Какие параметры влажного воздуха определяется с помощью I-d- диаграммы? Как определить с помощью I-d-диаграммы каждый из параметров (относительную влажность, влагосодержание, теплосодержании, температуру, парциальное давление водяных паров, температуру конденсации паров (точку росы)?
22. Что такое теплопроводность?
23. Что такое конвекция? Что такое излучение? Приведите примеры передачи тепла конвекций и излучением в тепловых агрегатах.
24. В чем отличие теплоотдачи и теплопередачи? От чего зависит коэффициент теплопроводности? Что называется тепловой проводимостью?
25. Что называется тепловым (термическим) сопротивлением? Как уменьшить величину тепловой проводимости (увеличить величину теплового сопротивления)?
26. Какие газы больше излучают тепла? При горении какого топлива образующийся факел дает максимальную теплоотдачу?
27. Приведите примеры естественного топлива. Приведите примеры искусственного топлива. Назовите виды твердого, жидкого и газообразного топлива. Что включает в себя рабочая, сухая, органическая и горючая массы топлива?
28. Как понимать выражение «условное топливо»?
29. Что такое горение? Что включает в себя подготовка топлива к горению? Какие стадии выделяют при горении топлива? Что влияет на скорость горения топлива?
30. Что означает выражение «теоретическое количество воздуха», необходимого для горения? Что означает выражение «действительное количество воздуха»?
31. Что называется калориметрической температурой горения топлива? Что называется теоретической температурой горения? Что называется действительной температурой горения?
32. Какие существуют способы сжигания топлива? Как классифицируются топки?
33. Каково назначение горелок? Как классифицируются горелки? Как устроены горелки?
34. Каково назначение форсунок? Как классифицируются форсунки? Как устроены форсунки?
35. Что такое кинетическое смешение? Что такое диффузное смешение? Что такое диффузно-кинетическое смешение?
36. Для каких целей служат котельные установки? Какова классификация паровых котлов? Из каких элементов состоит котельная установка?
37. Какую роль в работе котельной установки выполняют дымовые трубы? Что такое дымососы?
38. Что такое свободное движение газа? За счет чего происходит свободное движение газа? Что такое вынужденное движение газа?
39. Чем вызвана необходимость использования в практике вынужденного движения? Что понимается под турбулентным движением? Что понимается под ламинарным движением?
40. Что означает величина числа Рейнольдса? Математическое выражение числа Рейнольдса?
41. Уравнение Бернулли для идеального и реального газов? Каков физический смысл уравнения Бернулли?
42. Как влияют силы трения на характер движения газов? Как влияют на характер движения газов аэродинамические сопротивления? Основные виды аэродинамических сопротивлений.
43. Каково назначения дутья? Каково назначение тяги? Что понимается под естественной тягой?
44. Могут ли тепловые агрегаты работать на естественной тяге? Что понимается под искусственной тягой?
45. Для чего предназначены вентиляторы? Какими бывают вентиляторы? Основные характеристики вентиляторов? С помощью чего производится подбор вентиляторов?
46. Назначение дымососов. Какими бывают дымососы?
Задача 1
Определить теплоту сгорания мазута (Qнр)
| Состав мазута | Сс | Нс | Ос | Nc | Sc | Ас | Wp |
| % | 87,8 | 10,4 | 0,5 | 0,5 | 0,7 | 0,1 |
Задача 2
Пересчитать состав каменного угля с горючей массы на рабочую.
| Состав каменного угля | Сг | Нг | Sr | Nr | Ог | Ас | Wp |
| % | 83,0 | 5,8 | 0,7 | 2,7 | 7,8 | 12,0 | 8,5 |
Задача 3
Определить теплоту сгорания каменного угля (Qнр)
| Состав каменного угля | Сc | Нc | Оc | Nc | Sc | Ас | Wp |
| % | 79,9 | 8,25 | 2,9 | 2,9 | 0,05 |
Задача 4
Пересчитать состав попутного нефтяного газа с сухой массы на рабочую.
| Состав попутного нефтяного газа | СН4c | C2H6с | С3Н8с | C4H10c | с5н12c | СО2c | N2c | Wp |
| % | 51,0 | 6,0 | 8,0 | 4,0 | 0,3 | 0,7 | 30,0 | 1,107 |
Задача 5
Пересчитать состав природного газа с сухой массы на рабочую.
| Состав природного газа | СН4c | C2H6с | С3Н8с | C4H10c | с5н12c | СО2c | N2c | Wp |
| % | 94,0 | 1,2 | 0,7 | 0,4 | 0,2 | 0,2 | 3,3 | 0,765 |
Задача 6
Определить tcp, t1, t2 и коэффициенты теплопроводности слоев для двухслойной стенки печи, если traз = 1400°С, tокр = 40°С, 1 = 0,83 + 0,000264 · t1Вт/м°С,
2 = 0,14+ 0,00035 · t2 Вт/м°С
Задача 7
Пересчитать состав мазута с горючей массы на рабочую
| Состав мазута | Сг | Нг | Ог | Nг | Sг | Ар | Wp |
| % | 87,6 | 10,7 | 0,7 | 0,5 | 0,5 | 0,2 | 3,0 |
Задача 8
В произвольном цикле телу сообщено 2500 Дж теплоты и при этом получено 7800 Дж полезной работы. Определить термический КПД цикла.
Задача9
При постоянном давлении 98600 Н/м2 нагревают 0,5 м3 кислорода. Определить совершённую работу, если газ, расширяясь, занял объем 5 м3.
Задача 10
Сухие продукты горения имеют следующий состав:
тсо2 = 3,20 кг, тсо = 1,01 кг, m02= 1,33 кг, mN2 = 17,40 кг.
Определить массу газовой смеси и массовую долю газа в смеси.
Задача 11
Определить количество теплоты, подведенное к рабочему телу при изотермическом процессе, если начальное значение теплоемкости 5 кДж/кг·°С, а конечное
10 кДж/кг·°С при температуре 100 °С.
Задача 12
Определить среднюю температуру однослойной стенки, коэффициенты теплопроводности и тепловой поток через стенку, если tгаз= 1000°С, tокр = 30°С,
= 0,48 + 0,0002·tcp Вт/м°C, 1= 11 Вт/м2 °С, а2 = 15 Вт/м2 °С, S= 0,2 м, F = 200 м2.
Задача 13
Определить тепловой поток через стенку, если её тепловое сопротивление составляет R= 0,34 Вт/м2°С, traз = 1200°С, tокр = 30°С, F = 35м2.
Задача 14
Масса сырца до сушки - 5кг,а после сушки - 4кг. Определить абсолютную и относительную влажность сырца.
Задача 15
Определить площадь двухслойной стенки, если Q= 250000Вт, tгаз = 1400°С,
tокр = 40°С, 1 = 50Вт/м°С, 2 = 0,9 Вт/м°С, 1=11Вт/м2 °С, 2=16Вт/м2 °С, S1 = 0,1м, S2 = 0,2м.
Задача 16
Определить тепловое сопротивление стенки, если, tгаз = 900°С, tокр = 40°С, S1= 0,3м, S2 = 0,1м, S3= 0,1м.
1 = 0,8 Вт/м °C, 2 = 0,4 Вт/м°С, 3 = 0,15Вт/м°С, 1= 11 Вт/м2 °C, 2= 16Bт/м2 °C,
Задача 17
Определить абсолютную влажность сырца, если его относительная влажность 25%
Задача 18
Сырец массой 4кг потерял в сушке 1 кг влаги. Определить абсолютную и относительную влажность сырца
Задача 19
Определить тепловой поток, если
tгаз = 1400°С, tокр = 40°С, 1 = 1,1098Вт/м 0С, 2 = 0,273Вт/м°С, 1 = 11,3 Вт/м2 °С, 2 = 15Вт/м2 °С, S1 = 0,1м, S2 = 0,2м, F = 270м2
Задача 20 Определить теплоту сгорания природного газа(Qнр)
| Состав попутного нефтяного газа | СН4c | C2H6с | С3Н8с | C4H10c | с5н12c | СО2c | N2c | Wp |
| % | 93,3 | 1,2 | 0,7 | 0,4 | 0,2 | 0,2 | 4,0 | 0,8 |
Задача 21
Определить максимально возможный термический КПД для паротурбинной установки, если наибольшая температура нагрева пара 550°С, а минимальная температура пара, выходящего из турбины, 25°С.
Задача 22
Сухие продукты горения имеют следующий состав: тСО2= 3,40 кг, тСО = 1,03 кг, mО2 = 1,53 кг, тN2 = 16,40 кг. Определить массу газовой смеси
Задача 23
Определить толщину однослойной стенки, если F =200м2, tокр = 30°С, tгаз = 1000 °С, = 0,48 + 0,0002 · tcp Вт/м°С, 1=11Вт/м2°С, 2= 15Вт/м2 °С, Q=360кBт