Основные понятия и определения

ФГОУ ВПО Омский государственный аграрный

Университет

 

              

 

                                                     На правах рукописи

 

Теплотехника

Методические указания по изучению дисциплины и задания

к контрольной работе

студентам-заочникам сельскохозяйственных высших учебных заведений

специальности 311300- механизация сельского хозяйства и 311900-технология обслуживания и ремонта машин в АПК                                                               

                                                    

                                                           

                                                           

                                           

 

 

Омск 2001

 

              Составил доцент Л. С. Керученко

 

              Ответственный за выпуск доцент Мяло В.В.

                  

              Рецензент доцент

 

                         

ВВЕДЕНИЕ

Использование теплоты в различных отраслях хозяйства является неотъемлемыми атрибутами современной цивилизации. На долю теплоты приходится около 90% всей потребляемой сельским хозяйством энергии. Как правило, теплота получается   за счёт сжигания топлива.

Теплофикация представляет собой интегрированную систему, включающую вопросы получения теплоты, ее распределения и учета. Развитие сельской теплофикации является одним из важнейших условий подъема сельского хозяйства, перевода его на промышленную основу, повышения его эффективности. Создание крупных животноводческих комплексов на промышленной основе, теплично-парниковых хозяйств, увеличение  капитального строительства жилых, культурно-бытовых и производственных зданий в сельскохозяйственных предприятиях невозможно без увеличения потребления тепловой энергии.

 В настоящее время для производства тепловой энергии в основном используется газообразное и твердое топливо. Твёрдое топливо, в связи с низкой эффективностью его сжигания в топках котлов, используемых в сельском хозяйстве, за последние годы вытесняется газообразным топливом..

Эффективное и экономичное использование тепловой энергии в сельском хозяйстве требует постоянного совершенствования теплотехнических процессов, утилизации тепловых отходов промышленных предприятий для сельскохозяйственных нужд, а также использование низкопотенциальных источников теплоты.

  Важной проблемой теплоэнергетики, в том числе и сельскохозяйственной, является охрана окружающей среды. В связи с этим большое значение приобретает подготовка высококвалифицированных специалистов, способных решать вопросы эффективного и экономичного использования тепловой энергии в сельском хозяйстве.

 

Раздел 1. Общие методические рекомендации по изучению дисциплины

 Дисциплина Теплотехника и применение теплоты в сельском хозяйстве изучается студентами-заочниками на 3 курсе в соответствии с учебным планом для специальностей 311300 и 311900 разработанным на основе ГОС ВПО-2 направление подготовки дипломированного специалиста 660300 «Агроинженерия» утверждённого 5.04.2000 г. Зам. Министра образования РФ.

 Методические указания по изучению дисциплины составлены по рабочей программе дисциплины «Теплотехника» по специальностям 311300 311900 утверждённой ректором ОмГАУ г.

 Студенты-заочники самостоятельно изучают дисциплину по основным рекомендованным учебникам. Для более глубокого изучения отдельных тем и вопросов рекомендуется дополнительная литература.

Если при изучении курса возникнут затруднения, которые студент не в состоянии самостоятельно решить, он может в письменной форме обратится к преподавателю или получить устную консультацию на кафедре.

Закончив изучение материала по тому или другому разделу, необходимо в целях лучшего усвоения ответить на вопросы для самопроверки.

После изучения теоретического материала студент приступает к выполнению индивидуального контрольного задания.

Выполненная контрольная работа высылается в институт на рецензирование.

 Приезжая на лабораторно-экзаменационную сессию в институт, студент слушает лекции по наиболее сложным темам дисциплины и выполняет лабораторные занятия; завершается курс сдачей  экзамена. К экзамену допускаются студенты, выполнившие контрольные задания и лабораторные работы.

 Примерные затраты учебного времени по темам дисциплины «Теплотехника»

№ п/п	Название темы	Количество часов самостоятельной работы
1	Теоретические основы теплотехники	40
2	Теплоэнергетические установки	20
3	Применение теплоты в сельском хозяйстве	40
	Итого	100
4	Выполнение контрольной работы	10
	Всего	100

 

 Раздел 2. Методические указания по разделам курса

Введение

При изучении данного курса необходимо уяснить роль и значение теплоэнергетики в народном хозяйстве РФ, развитие и современный уровень отечественной и мировой теплоэнергетической науки и техники, уделить внимание работам отечественных учёных и инженеров по разработке теоретических проблем теплотехники и созданию наиболее экономичных и перспективных типов и конструкций тепловых машин, агрегатов и аппаратов.

Обратите особое внимание на основные тенденции в развитии теплоэнергетического хозяйства РФ, а также на перспективы развития сельскохозяйственной теплоэнергетики.

 

  Часть 1. Теоретические основы теплотехники

Техническая термодинамика

Основные понятия и определения

Изучение законов взаимного превращения теплоты и работы и установление эффективных способов осуществления этого превращения - одна из важнейших задач курса Техническая термодинамика.

 В основу технической термодинамики положены первый и второй законы термодинамики. В начале изучения данной темы, студент должен чётко уяснить назначение рабочего тела в теплотехнических установках, а также изучить основные свойства и параметры состояния рабочих тел. Необходимо знать  законы, устанавливающие связи между этими параметрами не только для идеальных газов, но и для реальных газов. Необходимо вёрдо усвоить такие понятия, как энергия, теплота, работа, термодинамический процесс, термодинамическая система, равновесные и неравновесные состояния, так как на основе этих понятий пойдёт дальнейшее изложение материала.

Литература 1; 2, с. 4-12; 3.

                                   Вопросы для самопроверки.

1. Каково значение теплоэнергетики в народном хозяйстве РФ?

2. Основные вопросы технической термодинамики.

3. Какими параметрами характеризуется состояние газа, и каковы единицы измерения этих параметров.

4. Напишите  уравнение состояния идеальных газов, укажите, в каких единицах измеряются величины, входящие в него, объясните физический смысл газовой постоянной.

5. Объясните понятие киломоля вещества. Напишите уравнение состояния для киломоля идеального газа. Объясните физический смысл универсальной газовой постоянной.

6. Как определяется абсолютное давление?

 

Теплоёмкость

В тепловых расчётах, связанных с определением количества теплоты, большое значение имеет теплоёмкость рабочего тела. При изучении этого вопроса необходимо четко усвоить понятие истинной, средней и удельной теплоёмкости. Особое внимание необходимо обратить на зависимость теплоемкости газов от процесса и от температуры, а также усвоить разницу между единицами измерения массовой, объемной и молярной теплоёмкостей. При рассмотрении молярной теплоёмкости газов следует усвоить, что молярные теплоёмкости, если пренебречь их зависимостью от температуры, зависят от характера процесса и автономности газов.

Например, в процессе при постоянном объеме молярные теплоёмкости двухатомных газов равны 20,93 кДж/ (моль К), трёхатомных газов – 29,3 кДж/ (моль К).

Обратите внимание на то, что в отличии от теплоёмкости жидких и твёрдых тел теплоёмкость газов всецело зависит от вида термодинамического процесса и может изменяться от – до +, при этом важно усвоить понятие об отрицательной теплоёмкости газов. Значение массовой, объемной и молярной теплоёмкостей могут быть вычислены по эмпирическим формулам или взяты из таблиц.

 Литература 2, с. 16-19; 3.

Вопросы для самопроверки

1. Какова зависимость между массовой, объемной и молярной теплоёмкостями?

2. Что называется средней и истинной теплоёмкостями.

3. Какова связь между изохорной и изобарной теплоёмкостями.

4. Какова зависимость теплоёмкости идеального газа от температуры.