ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА
ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И АВТОМАТИКИ
Кафедра теплотехнических
И энергетических систем
ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА
Магнитогорск
ВВЕДЕНИЕ...........................................................................................................................
|
| Тема1. Предмет и метод термодинамики.....................................................................
|
| Термодинамическая система.............................................................................
|
| Термодинамические параметры состояния.....................................................
|
| Уравнение состояния.........................................................................................
|
| Термодинамический процесс..........................................................................
|
| Теплоемкость газов...........................................................................................
|
| Тема 2. Смеси идеальных газов....................................................................................
|
| Аналитическое выражение первого закона термодинамики............................
|
| Тема 3. Внутренняя энергия...........................................................................................
|
| Работа расширения..........................................................................................
|
| Теплота................................................................................................................
|
| Энтальпия..............................................................................................................
|
| Энтропия..............................................................................................................
|
| Тема 4. Общая формулировка второго закона..............................................................
|
| Прямой цикл Карно..............................................................................................
|
| Обратный цикл Карно.........................................................................................
|
| Изменение энтропии в неравновесных процессах...........................................
|
| Тема 5. Термодинамические процессы идеальных газов в закрытых системах.........
|
| Эксергия................................................................................................................
|
| Тема 6. Термодинамические процессы реальных газов................................................
|
| Уравнение состояния реальных газов...............................................................
|
| Тема 7. Уравнение первого закона термодинамики для потока...................................
|
| Истечение из суживающегося сопла..................................................................
|
| Основные закономерности течения газа в соплах и диффузорах...................
|
| Расчет процесса истечения с помощью h-s диаграммы....................................
|
| Дросселирование газов и паров..........................................................................
|
| Тема 8. Термодинамическая Эффективность циклов теплосиловых установок.........
|
| Циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания....................................
|
| Циклы газотурбинных установок.......................................................................
|
| Циклы паротурбинных установок....................................................................
|
| Циклы Карно и Ренкина насыщенного пара. Регенерация теплоты...............
|
| Цикл Ренкина на перегретом паре......................................................................
|
| Термический КПД цикла....................................................................................
|
| Теплофикация.......................................................................................................
|
| Тема 9. Теоретический процесс многоступенчатого компрессора
. Контрольные вопросы для проведения промежуточной аттестации (экзамена) по итогам освоения дисциплины:
- Сущность и формулировки первого закона термодинамики.
- Аналитическое выражение первого закона термодинамики.
- Показать на P – V диаграмме полезную работу и работу расширения (сжатия) для произвольного термодинамического процесса.
- Внутренняя энергия и энтальпия как функции состояния, их связь с теплоемкостью.
- Что называется полной теплоемкостью.
- Удельная теплоемкость – массовая, объемная и мольная, их обозначение и размерность.
- Какая теплоемкость больше – изобарная или изохорная и почему.
- Основные термодинамические процессы, их изображение на P–V и T–S диаграммах.
- Соотношение параметров для основных термодинамических процессов.
- Расчет адиабатного процесса с помощью функций 0 и 0.
- Обратимые и необратимые процессы, основные причины необратимости.
- Изобразить на T – S диаграмме обратимый и необратимый адиабатный процесс расширения и сжатия.
- Сущность и формулировки второго закона термодинамики.
- Аналитическое выражение второго закона термодинамики для обратимых и необратимых процессов.
- Энтропия как функция состояния, физический смысл энтропии.
- Что называется термодинамическим циклом.
- Прямые и обратные термодинамические циклы.
- Как оценить эффективность прямого и обратного цикла.
- Принципиальная схема теплового двигателя и холодильной установки.
- Прямой цикл Карно, его термический КПД, изображение на диаграммах состояния.
- Реальные газы, уравнение состояния Ван – дер – Ваальса.
- Фазовая P – T диаграмма для нормального и аномального вещества.
- Показать на T–S диаграмме затраченную на парообразование теплоту.
- Водяной пар – насыщенный (сухой и влажный) и перегретый – определения.
- Диаграммы состояния водяного пара P – V, T – S, h – S.
- Критическая и тройная точки.
- Термодинамические прцессы водяного пара на диаграммах состояния.
28.Уравнение первого закона термодинамики для потока рабочего тела.
29.Как рассчитать скорость истечения и расход газа через сопло.
30.Как определить профиль канала.
31.Какое сопло необходимо для получения сверхзвуковой скорости.
32.Какой процесс называется дросселированием.
33.Изобразить процесс дросселирования на h – s диаграмме.
34.Как изменяются параметры рабочего тела в процессе дросселирования.
35.Какой из трех процессов сжатия в компрессоре (изотермический, адиабатный, политропный) является наиболее выгодным и почему.
36. Многоступенчатое сжатие, его приемущества по сравнению с одноступенчатым компрессором.
37. Циклы двигателей внутреннего сгорания, их сравнение.
38. Циклы газотурбинных установок, их сравнение.
39. Методы повышения эффективности газотурбинных установок.
40.Цикл Карно для водяного пара.
41. Принципиальная схема паротурбинной установки.
42. Цикл Ренкина с насыщенным паром, его термический КПД.
43. Цикл Ренкина с перегретым паром, его термический КПД.
44. Действительный цикл Ренкина, определение абсолютного внутреннего КПД.
45. Влияние начальных и конечных параметров пара на термический КПД.
46. Схема и цикл паротурбинной установки с промежуточным перегревом пара.
47. Написать формулу термического КПД цикла с промежуточным перегревом.
48. Какой цикл называется регенеративным.
49. Схема и цикл паротурбинной установки с регенеративными отборами.
50. Написать формулу термического КПД регенеративного цикла.
51. Термодинамические основы теплофикации.
52. Коэффициент использования теплоты (КИТ).
53. Циклы атомных станций, перспективы использования атомной энергии.
54. Бинарные циклы (паро – паровые и паро – газовые).
55. Расчет термического КПД бинарных установок.
56. Безмашинное (прямое) преобразование тепловой энергии в электрическую.
57. Схема, цикл и термический КПД установки с МГД – генераторами.
58. Холодильные установки – газовые и парокомпрессионные.
59.Что называется тепловым насосом, как оценить его эффективность.
60.Первый и второй законы термодинамики для химических систем
ТЕМА 1
Предмет и метод термодинамики
Термодинамика изучает законы превращения энергии в различных процессах, происходящих в макроскопических системах и сопровождающихся тепловыми эффектами. Макроскопической системой называется любой материальный объект, состоящий из большого числа частиц. Размеры макроскопических систем несоизмеримо больше размеров молекул и атомов.
В зависимости от задач исследования рассматривают техническую или химическую термодинамику, термодинамику биологических систем и т. д. Техническая термодинамика изучает закономерности взаимного превращения тепловой и механической энергии и свойства тел, участвующих в этих превращениях.. На ее основе осуществляют расчет и проектирование всех тепловых двигателей, а также всевозможного технологического оборудования.
Рассматривая только макроскопические системы, термодинамика изучает закономерности тепловой формы движения материи, обусловленные наличием огромного числа непрерывно движущихся и взаимодействующих между собой микроструктурных частиц (молекул, атомов, ионов).
Физические свойства макроскопических систем изучаются статистическими термодинамическим методами. Статистический метод основан на использовании теории вероятностей и определенных моделей строения этих систем и представляет собой содержание статистической физики. Термодинамический метод не требует привлечения модельных представлений о структуре вещества и является феноменологическим (т. е. рассматривает «феномены» — явления в целом).
При этом все основные выводы термодинамики можно получить методом дедукции, используя только два основных эмпирических закона термодинамики.
В дальнейшем исходя из термодинамического метода мы будем для наглядности использовать молекулярно-кинетические представления о структуре вещества.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|