Характеристики и процессы водяного пара

[1], с. 164…206; 214…230; [2], с. 103…109;112…126

 

Степень сухости. Удельный объем, энтальпия и энтропия жидкости, влажного, сухого насыщенного и перегретого пара. Сверхкритическая область состояний пара. Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара в состоянии насыщения. Таблицы термодинамических свойств воды и перегретого водяного пара. Фазовая Ts - диаграмма для паров; hs - диаграмма для всех фаз веществ; фазовая hs - диаграмма для водяного пара.

Расчет изохорного, изобарного, изотермического и адиабатного (изоэнтропного) процессов для реальных веществ по таблицам и диаграммам. Уравнения состояния реальных газов. Теория ассоциации молекул и уравнение состояния водяного пара. Определение калорических функций газов по уравнению состояния. Зависимость изобарной теплоемкости газов от давления. Равновесие фаз при криволинейной поверхности раздела.

ВЛАЖНЫЙ ВОЗДУХ

[1], с. 459…468; [2], с. 126…138

 

Влагосодержание влажного воздуха. Абсолютная и относительная влажность. Точка росы. Газовая постоянная и плотность влажного воздуха. Энтальпия влажного воздуха, hd - диаграмма для влажного воздуха. Температура мокрого термометра. Измерение относительной влажности и точки росы с помощью психрометра и гигрометра.

 

 

2.4. ТЕРМОДИНАМИКА ГАЗОВОГО ПОТОКА.

ИСТЕЧЕНИЕ ГАЗОВ ЧЕРЕЗ СОПЛО

[1], с. 269…297; [2], с. 139…174

Уравнение первого закона термодинамики для потока. Уравнение неразрывности потока. Уравнение механической энергии для потока (уравнение Бернулли). Располагаемая работа. Адиабатные течения. Параметры полного адиабатного торможения потока. Сопло и диффузор. Скорость истечения газа (пара) из сужающегося сопла. Расход газа (пара) при истечении из сужающегося сопла. Максимальный расход и критическая скорость истечения. Критическое отношение давлений. Скорость звука. Зависимость скорости и расхода от отношения давлений. Условия перехода скорости потока через скорость звука. Комбинированное сопло Лаваля. Расчет скорости истечения водяного пара по изменению энтальпии. Истечение с учетом необратимости. Коэффициент скорости и расхода. Принцип обращения воздействия. Понятие о тепловом, механическом и расходном соплах. Течение с трением. Течение по длинным трубам. Смешение потоков газа.

РАСЧЕТ ПРОЦЕССОВ ДРОССЕЛИРОВАНИЯ

[1], с. 236…251

 

Дросселирование. Уравнение процесса. Условное изображение процесса дросселирования на hs - диаграмме. Потеря эксергии при дросселировании. Изменение параметров при дросселировании. Дифференциальный адиабатный дроссель - эффект. Температура инверсии. Кривая инверсии. Использование процесса дросселирования в технике.

 

 

Раздел 3.КОМПРЕССОРЫ.

ЦИКЛЫ ТЕПЛОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

(50 часов)

 

 

3.1. ВИДЫ КОМПРЕССОРОВ

 И ПРОЦЕССЫ В КОМПРЕССОРЕ

[1], с. 257…269; [2], с. 174…183

 

Компрессоры. Виды и назначение компрессоров. Работа, затрачиваемая на привод одноступенчатого поршневого компрессора. Изотермическое, адиабатное и политропное сжатие. Вредное пространство. Преимущества многоступенчатого сжатия. Оптимальное распределение перепада давления по ступеням многоступенчатого компрессора. Теоретическая и индикаторная диаграммы компрессора и их изображение в координатах р, v и T, s. Отводимая теплота. Необратимое адиабатное сжатие в компрессоре. Центробежные компрессоры.

 

 

ЦИКЛЫ ДВИГАТЕЛЕЙ

 ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (ДВС)

[1], с. 319…330; [2], с. 183…192

 

Циклы двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Индикаторная диаграмма и идеальный цикл ДВС. Цикл с изохорным подводом теплоты (цикл Отто). Цикл с изобарным подводом теплоты (цикл Дизеля). Цикл со смешанным подводом теплоты (цикл Тринклера). Сравнение термических КПД циклов ДВС. Термодинамический анализ КПД циклов по средним температурам подвода и отвода теплоты. Удельный расход топлива.

 

ЦИКЛЫ ГАЗОТУРБИННЫХ

 УСТАНОВОК (ГТУ)

[1], с. 330…346; [2], с. 192…204

 

Циклы газотурбинных установок (ГТУ). Принципиальная схема и цикл ГТУ с изобарным подводом теплоты. Термический КПД цикла. Методы повышения термического КПД ГТУ. Отношение работы, затрачиваемой на привод компрессора, к работе турбины. Регенерация теплоты в цикле ГТУ. Многоступенчатое сжатие в компрессоре и ступенчатый подвод теплоты. Замкнутые схемы ГТУ. Рабочие тела замкнутых схем. Цикл ГТУ с изохорным подводом теплоты.

ЦИКЛЫ РЕАКТИВНОГО

И РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЕЙ

[1], с. 346…356; [2], с. 200…204

 

Циклы реактивных двигателей. Схема, цикл и термический КПД прямоточного и турбореактивного двигателей. Схема и цикл ракетного двигателя.

 

 

РАЗДЕЛ 4. ЦИКЛЫ ПАРОТУРБИНННЫХ

 УСТАНОВОК (ПТУ)

(60 часов)

 

 

4.1. ИДЕАЛЬНЫЕ И ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЕ ЦИКЛЫ ПТУ

[1], с. 303…312; 356…359; [2], с. 207…215

 

Принципиальная схема паротурбинной установки (ПТУ). Идеальный цикл ПТУ (цикл Ренкина) в координатах р, v; Т, s и h, s. Работа турбины. Работа, затрачиваемая на привод питательного насоса. Термический КПД цикла ПТУ. Расчет термического КПД цикла по таблицам термодинамических свойств водяного пара и по hs - диаграмме. Нецелесообразность практической реализации цикла Карно в области влажного насыщенного пара. Методы повышения термического КПД ПТУ. Влияние начальных и конечных параметров пара на термический КПД цикла. Применение пара высоких параметров. Действительный цикл с необратимым адиабатным расширением пара в турбине. Абсолютный эффективный КПД ПТУ. Удельные расходы пара и топлива.