Самарская государственная сельскохозяйственная академия

Кафедра «Тракторы и автомобили»

Задания

для выполнения контрольной работы по дисциплине «Теплотехника» для студентов специальности 110304 «ТОРМ» заочного факультета (сокращенная программа подготовки)

Ведущий преподаватель,

доцент каф. «Тракторы и автомобили» О.Н. Черников

СГСХА 2010 г

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

Общие методические указания

Согласно учебному плану студент-заочник выполняет контрольную работу по разделам термодинамики и теплопередачи, которая состоит из четырех задач и трех вопросов.

Решать задачи и отвечать на вопросы необходимо, строго придерживаясь своего варианта (работы, выполненные не по своему варианту, не рецензируются). Номер варианта определяют по таблице вариантов в зависимости от двух последних цифр учебного шифра студента (см. таб. 1-5 приложения). Условия задач и формулировки контрольных вопросов должны быть переписаны полностью. Решения задач сопровождать краткими пояснениями и подробными вычислениями. При вычислении какой-либо величины нужно словами указать, какая величина определяется и по какой формуле. Необходимо указывать единицы величин как заданных в условии задач, так и полученных в результате их решения.

Ответы на контрольные вопросы должны быть краткими и исчерпывающими. Не следует списывать ответы из учебника.

При решении задач и в ответах на вопросы применять только Международную систему единиц (СИ). Контрольные работы выполняют в тетради, в конце которой студент ставит свою подпись и приводит список использован­ной литературы. Для заметок рецензента на каждой странице тетради нужно оставлять поля. На обложке тетради указывать номер контрольной работы, название предмета, фамилию, имя, отчество, шифр, специальность и домашний адрес.

ЗАДАЧИ

Задача 1. определить параметры в характерных точках идеального цикла поршневого двигателя с изохорно-изобарным подводом теплоты (смешенный цикл), если известны давление p₁ и температура t₁ рабочего тела в начале сжатия. Степень сжатия ε, степень предварительного расширения ρ, степень повышения давления λ заданы (см таб.1 приложения).

Определить работу A, получаемую от цикла, подведенную q₁ и отведенную q₂ теплоту, термический кпд цикла η_t и изменение энтропии Δs_i отдельных процессов цикла. Теплоемкость рабочего тела в расчетных интервалах температур считать постоянной. Построить на «миллиметровке» в масштабе этот цикл в координатах p-v и T-s. Дать к полученным графикам соответствующие пояснения.

Вопросы

(номера вопросов см. таб. 5 приложения согласно двум последним цифрам шифра)

1. Определение теплоты, внутренней энергии и работы в политропном процессе.

2. Понятие теплоемкости. Виды теплоемкости. Связь между ними.

3. Влажный воздух. Влагосодержание. Абсолютная и относительная влажность.

4. Как определяется термический к.п.д. идеального цикла поршневых двигателей внутреннего сгорания с изохорным и изобарным подводами теплоты? Какой из этих к.п.д. при одинаковых максимальных и минимальных температурах в циклах больше и почему?

5. Как влияют в цикле Ренкина давление и температура пара на вход в турбину, а также давление в конденсаторе на величину термического к.п.д. цикла Для объяснения используйте схемы, изображенные в диаграмме hs.

6. Изобразите схему паровой компрессорной холодильной установки. Опишите кратко принцип ее работы. Изобразите идеальный цикл работы установки в диаграмме Ts.

7. Принцип работы абсорбционной холодильной установки Чем отличаются паровые компрессорные установки от абсорбционных?

8. Приведите принципиальную схему паросиловой установки, работающей по Циклу Ренкина, и изобразите цикл работы в координатах pv и Ts.

9. Чем вызвано создание поршневых двигателей внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты? Изобразите идеальный цикл такого двигателя в диаграммах pv и Ts. Напишите формулу для определения термического к. п. д. этого цикла. Дайте необходимые пояснения.

10. Для чего в паросиловой установке, работающей по циклу Ренкина, применяется вторичный перегрев пара? Изобразите цикл такой установки в диаграмме hs. Дайте краткие пояснения.

11. Объясните различие в механизме трех видов теплообмена.

12. Напишите основное уравнение теплопроводности, укажите размерности коэффициента теплопроводности и теплового потока.

13. Сформулируйте основной закон теплопроводности (закон Фурье) и приведите его математическое выражение. Объясните физический смысл знака «минус». Что такое тепловой поток и поверхностная плотность теплового потока?

14. Приведите уравнения для плотности теплового потока при стационарном распространении теплоты теплопроводностью через трехслойную плоскую стенку. Как определяются температуры между слоями? Покажите распределение температур в этой стенке.

15. Как по виду эпюры температур в многослойной стенке узнать, в каких слоях коэффициент теплопроводности больше и в каких меньше?

16. Изобразите график изменения температуры в многослойной цилиндрической стенке и дайте выражение теплового потока через нее.

17. Напишите размерности и укажите различие и связь между по­нятиями — коэффициент теплоотдачи и коэффициент теплопе­редача.

18. Что такое критериальное уравнение (уравнение подобия) и для чего его применяют? какие теоретические положения лежат в его основе? Почему это уравнение называется полуэмпирическим?

19. В чем сущность теории подобия? Почему ее называют теорией эксперимента?

20. Приведите выражения критериев Nu, Рг, Gr, Re и их физический смысл.

21. Теплопередача. Тепловая изоляция. Интенсификация теплопередачи.

22. Теплопередача через многослойную плоскую и многослойную цилиндрическую стенки. Термическое сопротивление теплопередачи.

23. Типы теплообменных аппаратов.

24. Сравнение теплообменных аппаратов с противотоком и прямотоком.

25. Покажите характер изменения температур рабочих жидкостей при дви­жении их вдоль поверхности нагрева для прямотока и противотока. В каком случае поверхность рекуперативного теплообменника будет меньше и почему?

26. Почему при турбулентном режиме теплоотдача соприкосновением идет интенсивнее, чем при ламинарном?