Файл: Билеты по теплотехнике.docx

Скачать файл (5,24Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 26.10.2023

Просмотров: 166

Скачиваний: 8

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

БИЛЕТЫ ПО ТЕПЛОТЕХНИКЕ

1. ЭХТС и их оптимизация. Вторичные энергоресурсы химических производств и способы их утилизации.

Для совершенствования ЭХТС с целью улучшения ее показателей необходимо не только изучение ее внешних характеристик, но и установления ее внутреннего строения. Для этих целей систему подвергают декомпозиции - мысленному разделению на подсистемы или элементы. Такую декомпозицию можно проводить в соответствие со структурой системы самым различным образом, но так, чтобы установить связи между ее элементами, определяющими ее форму внутренней организации.

При оптимизации может меняться как ее внутренняя структура, так и количественные характеристики отдельных элементов и связи между ними. Эффективность работы технической системы в целом ее внешние показатели определяются внутренними характеристиками. Знание их позволяет оценить рекомендации и предложения, которые могут повысить ее эффективность

Утилизация:

Регенерация теплоты уходящих газов

котлы утилизаторы

регенерация энергии избыточного давления уходящих газов

утилизация теплоты технического продукта

энерготехнологические системы

2. Общая характеристика методов термодинамического анализа ЭХТС. Преимущества и недостатки различных методов.

Простейшим методом термодинамического анализа ЭХТС является энергетический, основанный на первом законе термодинамики. Этот метод позволяет оценить потери энергии в ЭХТС и в ее отдельных элементах, а также выявить элементы ЭХТС, процессы в которых протекают с наибольшими потерями. Существенным недостатком этого метода является то, что в нем не учитывается ценность различных видов энергии. Энтропийный метод термодинамического анализа систем позволяет на базе первого и второго законов термодинамики найти связь между внешними энергетическими потоками (количеством теплоты и работы) и параметрами системы, а также между некоторыми внутренними параметрами. Эксергетический метод термодинамического анализа ЭХТС основан на широком использовании эксергии. Эксергетические диаграммы состояния. Эксергетические диаграммы широко применяются при термодинамическом анализе энерготехнологических систем: из них непосредственно определяются величины е, Eq и их составляющие для различных веществ и их смесей, значения те при заданных значениях Т и Т0, а также наглядно и просто проводятся решения соответствующих задач.

3. Понятие термодинамической системы. Параметры состояния. Термодинамический процесс. Особенности pv- и Ts-диаграмм. Круговые процессы и циклы.

Под термодинамической системой понимают совокупность материальных тел, взаимодействующих как между собой, так и с окружающей средой, и являющихся объектами исследования. Как следствие система имеет определенные границы, отделяющие ее от окружающей среды.

Параметры состояния – любая величина, присущая телу, изменение которой определяется только начальным и конечным состоянием тела и не зависит от характера процесса изменения его состояния, при переходе его из первого состояния во второе.

Термодинамическим процессом называется процесс изменения состояния термодинамического тела (системы), не находящегося в термодинамическом равновесии с внешней средой и не изолированный от нее.

Ts диаграмма:

Tv диаграмма:

Круговой процесс (или цикл)

4. Понятие внутренней энергии, теплоты и работы. Первый закон термодинамики.

Теплота или тепловая работа - мера теплового энергетического взаимодействия тел, возникающая при наличии разности их температур. Теплота имеет обозначения Q и q=Q/m – удельная теплота.

работа-скалярная количественная мера действия силы на тело или сил на систему тел. Зависит от численной величины и направления силы и от перемещения тела

Количество теплоты, сообщаемое термодинамической системе, равно сумме изменения ее внутренней энергии ΔU, совершаемой системой против внешних сил. ΔU=Q-L

5. Второй закон термодинамики. Понятие энтропии. Математическое выражение второго закона термодинамики для изолированных систем.

ΔS=ΔQ/T (ввел Клаузиус)

Энтропия изолированной ТС не изменяется только при равновесных процессах в ней и всегда возрастает при неравновесных процессах. Таким образом, 2-ой закон термодинамики – закон об энтропии и состоит из принципа существования энтропии и принципа возрастания энтропии.

6. Общие принципы преобразования теплоты в работу. Прямые и обратные циклы. Понятие термического КПД и холодильного коэффициента.

В гидравлических двигателях гидроэлектростанций работа совершается за счёт потенциальной энергии воды в поле сил земного тяготения при перетекании масс воды с одного уровня на другой. Ветряные двигатели работают, используя кинетическую энергию движущихся воздушных масс, причём движение этих масс обусловлено перепадами давления в земной атмосфере. В тепловых двигателях для создания необходимых перепадов давления используется теплота: подводя теплоту к рабочему телу, можно в определённых условиях увеличить давление, а отводя теплоту, уменьшить его.

прямой цикл: В большинстве реально существующих двигателей теплота подводится в процессе сгорания топлива. Процесс отвода теплоты рассматривается как передача теплоты к источнику с низкой температурой. В реальных двигателях теплота может отводиться вместе с выпуском отработавшего рабочего тела (пара или газа) в атмосферу. В pv-диаграмме прямой цикл изображается так, как показано

обратный цикл: Рабочее тело переносит теплоту q2 от источника с низкой температурой к источнику с более высокой температурой. На совершение такого несамопроизвольного процесса затрачивается работа lц.

Понятие термического КПД: отношение полученной работы (полезный продукт) к подведенной теплоте в цикл (затраты на получение полезного продукта).

Холодильный коэффициент, безразмерная величина (обычно больше единицы), характеризующая энергетическую эффективность работы холодильной машины; равна отношению холодопроизводительности к количеству энергии (работе), затраченной в единицу времени на осуществление холодильного цикла.

7. Понятие теплоемкости. Массовая, объемная и мольная теплоемкости. Зависимость теплоемкости от характера процесса и от температуры. Определение количества теплоты при заданной разности температур.

Теплоемкость реальных газов зависит от температуры, давления и характера термодинамического процесса, в котором тепло подводится к газу. Для газа в состоянии, близком к идеальному, зависимость теплоемкости от давления незначительна. Изменение температуры тела при одном и том же количестве сообщаемой теплоты зависит от характера происходящего при этом процесса, поэтому теплоемкость является функцией процесса.

8. Модель идеального газа. Процессы изменения состояния идеального газа. Определение теплоты и работы в термодинамических процессах изменения состояния идеального газа.

Идеальный газ — математическая модель газа, в которой предполагается, что потенциальной энергией молекул можно пренебречь по сравнению с их кинетической энергией. Между молекулами не действуют силы притяжения или отталкивания, соударения частиц между собой и со стенками сосуда абсолютно упруги, а время взаимодействия между молекулами пренебрежимо мало по сравнению со средним временем между столкновениями.

?

9. Реальные газы. Водяной пар и его диаграмма состояний. Процесс парообразования при p = const.

В термодинамике под реальным газом, понимается газ, который не описывается в точности уравнением Клапейрона — Менделеева, в отличие упрощенной его модели — гипотетического идеального газа, строго подчиняющегося вышеуказанному уравнению. Обычно под реальным газом понимают газообразное состояние вещества во всем диапазоне его существования.