Перечень вопросов для защиты лабораторного практикума по курсу «Теплотехника»
Часть I (техническая термодинамика)
Лабораторная работа №1
1. Первый закон термодинамики. Уравнения для изолированной и неизолированной систем, для обратимых и необратимых процессов в открытой и закрытой системах.
2. Работа изменения объёма. Располагаемая работа. Их графическое определение.
3. Тепловая диаграмма. Графическое определение теплоты.
4. Идеальный газ и его свойства. Уравнения состояния идеального газа. Газовая постоянная, её физический смысл, связь с универсальной газовой постоянной.
5. Основные термодинамические процессы для идеального газа. Их графическое изображение в p-v, T-s координатах. Уравнения для работы изменения объёма, располагаемой работы и теплоты. Соотношение между параметрами процессов.
Лабораторная работа №3
1. Теплоёмкость. Удельная теплоёмкость. Связь между удельными теплоёмкостями.
2. Теплоёмкости Ср и Сv для идеального газа. Уравнение Майера. Отношение теплоёмкостей. Молекулярно-кинетическая теория теплоёмкости.
3. Истинная и средняя теплоёмкости. Вычисление теплоты через истинную и среднюю теплоёмкости.
4. Смеси идеальных газов. Удельные теплоёмкости смеси газов.
5. Основные формулировки второго закона термодинамики. Циклы теплового двигателя и холодильной установки, термический КПД и холодильный коэффициент цикла.
Лабораторная работа №4
1. Реальный газ и его свойства. Уравнения состояния для реальных газов.
2. Фазовая диаграмма p-T.
3. Насыщенный, влажный насыщенный, сухой насыщенный и перегретый пар. Определение основных термодинамических параметров состояния. Степень сухости и степень влажности насыщенного пара.
4. Графическое изображение процессов нагрева жидкости, парообразования и перегрева пара в p-v, T-s и i-s координатах.
5. Принципиальная схема паросиловой установки (ПСУ). Графическое изображение цикла Ренкина в p-v, T-s координатах. Термический КПД цикла ПСУ и пути его повышения.
Часть II (тепломассообмен)
Лабораторная работа № 8
1. Теплоотдача при вынужденном движении. Режимы движения теплоносителя.
2. Влияние естественной конвекции при ламинарном движении теплоносителя в вертикальных и горизонтальных трубах.
3. Средний и локальный коэффициенты теплоотдачи. Начальный участок тепловой стабилизации.
4. Уравнения подобия при ламинарном (вязкостный и вязкостно-гравитационный режимы) и турбулентном течении в прямых длинных и коротких трубах.
5. Теплоотдача при поперечном омывании труб. Одиночная труба. Коридорный и шахматный пучки труб. Средний коэффициент теплоотдачи. Вид уравнения подобия.
6. Теплообмен в изогнутых трубах.
Лабораторная работа № 9
1. Конвекция. Конвективный теплообмен. Теплоотдача.
2. Тепловой и гидродинамический пограничные слои. Схема строения пограничного слоя.
3. Гипотеза Ньютона-Рихмана. Коэффициент теплоотдачи (физический смысл, расчетные формулы и факторы, влияющие на его величину).
4. Теория подобия. Уравнения подобия. Определяемые и определяющие числа подобия Nu, Pr, Gr.
5. Теплоотдача при свободном движении в большом объёме около вертикальной и горизонтальной стенки. Изменение коэффициента теплоотдачи a = f (x) при движении около вертикальной стенки.
6. Теплоотдача при свободном движении в ограниченном пространстве. Характерный размер. Средняя плотность теплового потока.
Лабораторные работы № 10
1. Простые и сложные виды теплообмена.
2. Температурное поле. Изотермическая поверхность. Градиент температуры. Плотность теплового потока.
3. Теплопроводность. Закон Фурье.
4. Коэффициент теплопроводности. Особенности теплопроводности различных веществ.
5. Теплопроводность плоской стенки. Плотность теплового потока. Закон изменения температуры. Термическое сопротивление однослойной и многослойной плоских стенок. Температуры между слоями в многослойной плоской стенке.
6. Теплопроводность цилиндрической стенки. Линейная плотность теплового потока. Закон изменения температуры. Линейное термическое сопротивление однослойной и многослойной цилиндрических стенок. Температуры между слоями в многослойной цилиндрической стенке.
Часть III (теплоэнергетические установки)
1. Топливо. Классификация топлива. Химический состав. Теплота сгорания. Тепловой эквивалент.
2. Котельные установки. Назначение. Основные характеристики. Котлы с естественной и принудительной циркуляцией. Классификация котлов по относительному движению теплообменивающихся сред.
3. Тепловой баланс котлоагрегата. Уравнение теплового баланса. КПД. Основные потери котельного агрегата.
4. Основные элементы котельной установки. Экономайзер. Воздухоподогреватель. Пароперегреватель. Экранные трубы. Барабан. Топка. Вспомогательные устройства котельной установки.
5. Основы эксплуатации. Водоподготовка (назначение, способы). Сепарация пара. Очистка от отложений сажи и золы. Основные системы регулирования и защиты котельной установки.
6. Теплообменные аппараты. Назначение. Типы теплообменных аппаратов. Классификация по температуре теплоносителя. Виды теплоносителя. Примеры.