По дисциплине «Термодинамические процессы» для студентов гр. ГФ-1,2-08

1. Самостоятельно проработать материал, отражённый в следующих подразделах учебника [1]: 1.1, 1.2, 1.4, 1.5, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 3.1, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 4.1, 4.2, 4.3, 4.5, 5.1, 5.2, 7.1, 7.2, 7.3, 8.1, 8.2, 8.5, 8.6, 8.7, 9.1, 9.3, 10.1, 10.2, 10.5, 11.1, 11.2.

Проработанный материал желательно кратко законспектировать, что окажет определённую помощь при сдаче зачёта по дисциплине.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1.1. Гончаров С.А., Наумов К.И. Термодинамические процессы: Учебник для вузов.- М.: Издательство «Горная книга», Издательство Московского государственного горного университета, 2009.- 397 с.

2. Выполнить следующие расчётные задания (номер выполняемого задания должен также соответствовать порядковому номеру студента в журнале группы).

Задание 1. В процессе нагрева и последующей сушки образца мёрзлой связной горной породы его масса уменьшилась на DМ_об и стала равной М_{с. об}. Определить истинные аддитивные изобарные удельную и объёмную теплоёмкости мёрзлой связной горной породы, имеющей плотность r, показатель общей пористости Р_{о.п .}, коэффициент набухания породы в процессе её увлажнения и замерзания находящейся в ней воды К_наб = 1,05, массовую влажность, обусловленную незамёрзшей водой , где - общая влажность мёрзлой горной породы, масс. %. Исходные данные взять из таблицы ниже.

Задание 2. В сушилку подаётся М_у килограмм угля с массовой влажностью (в техническом анализе углей массовая влажность рабочей массы угля получила обозначение и название «общая влага рабочей массы угля», соответственно [ ] = мас. %) Согласно техническим условиям, уголь для дальнейшей переработки должен иметь
£ 10 мас. %. Для сушки угля в сушилку подаётся предварительно подогретый в теплообменнике атмосферный воздух.

Определить, какой объём атмосферного воздуха необходимо подать в сушилку, чтобы обеспечить сушку угля до = 10 %, если атмосферный воздух на входе в нагреватель имеет температуру t₁ и относительную влажность j_в,1, а на выходе из сушилки имеет температуру t₂ и относительную влажность j_в,2. Абсолютное давление подаваемого в сушилку потока воздуха составляет Р_в » 110000 Па. Исходные данные взять из таблицы ниже.

Вариант	Му, кг	, мас. %	t1, 0C	jв,1,%	T2, 0C	jв,2, %
1.		15,0	- 20
2.		20,0	- 18
3.		25,0	- 16
4.		30,0	- 14
5.		35,0	- 12
6.		32,5	- 10
7.		30,0	- 8
8.		27,5	- 6
9.		25,0	- 4
10.		22,5	- 2
11.		20,0
12.		17,5
13.		15,0
14.		37,5
15.		40,0
16.		15,0
17.		20,0
18.		25,0
19.		30,0
20.		35,0
21.		32,5
22.		30,0
23.		27,5
24.		25,0
25.		22,5

Задание 3 На плоской поверхности (х = 0) породного массива в начальный момент времени (t = 0) установилась постоянная температура Т_п, где х – координатная ось, направленная вглубь массива, t – текущее время. Определить глубину прогрева х _пр массива за время прогрева t _пр (величину х _пр определить как глубину расположения изотермы Т (х _пр, t _пр) = АТ (х = 0, t = 0), поверхностную плотность теплового потока на глубине
х ₁ = Вх _пр и количество тепла израсходованного на нагрев породы в слое толщиной
х _пр - х ₁ площадью S.

Плотность горной породы r, показатель общей пористости Р _о.п, коэффициент теплопроводности породы l, а температуропроводности а, начальная температура породного массива Т _н. Исходные данные взять из таблицы ниже. Величину х _пр определить 2-мя способами: точным и приближённым. Оценить относительную разницу между полученными величинами.

Задание 4. Метано-воздушная смесь в горной выработке имеет коэффициент избытка воздуха α _в. Пренебрегая содержащимися в смеси парами воды, определить:

• массовую концентрацию метана в этой смеси;
• состав смеси в массовых, объёмных и молярных долях;
• степень взрывоопасности этой смеси;
• температуру продуктов сгорания этой смеси при создании соответствующих условий.

Исходные данные взять из таблицы ниже.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

3.1. Янченко Г.А. Термодинамические процессы. Сборник задач и заданий для практических занятий и самостоятельной работы. Часть 1. Термодинамические параметры состояния горных пород и минералов и химические реакции их образования: Учебное пособие. – М.: МГГУ, 2009. – 104 с.

3.2. Янченко Г.А. Термодинамика. Сборник задач и заданий для практических занятий и самостоятельной работы. Часть 2. Основные свойства и параметры состояния многокомпонентных веществ: Учебное пособие. – М.: МГГУ, 2008. – 100 с.

3.3. Гончаров С.А. Термодинамические процессы в горных породах: Учебник для вузов.- М.: Недра. – 1990. - 360 с.

3.4. Янченко Г.А. Функция ошибок Гаусса (общие понятия, вычисление, дифференцирование, интегрирование): Учебное пособие. – М.: МГГУ, 2002. – 38 с.

3.5. Янченко Г.А. Термодинамика. Часть 2. Основные свойства и параметры состояния многокомпонентных веществ. Теплоёмкость веществ и показатель адиабаты: Учебное пособие.- М.: МГГУ. – 2004. – 129 с.

3.6. Янченко Г.А. Руководство к решению задач по физическим методам разрушения горных пород. Часть 1. Термические и термомеханические методы разрушения: Учебное пособие. – М.: МГГУ, 2003. – 103 с.

3.7. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент: Справочник / Под общ. ред. чл.корр. АН СССР В.А. Григорьева и В.М. Зорина. – 2-изд. перераб. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 560 с.

Профессор кафедры ФизГео Г.А. Янченко

06.10.2015 г.

Дата выдачи задания - 06 октября 2015 г. Срок сдачи – первая декада декабря 2015 г.