2020-10-12
192
Классификация термодинамических процессов изменения состояния рабочего тела. Анализ простейших термодинамических процессом (изохорного, изотермического и адиабатного). Изображение процессов и Р — V — координатах. Политропные процессы. Обобщающее значение политропного процесса.
Основные расчетные формулы определения тепла, работы, изменений внутренней энергии и энтальпии.
Круговые процессы или циклы. Прямые и обратные циклы. Термический КПД и холодильный коэффициент. Анализ прямого и обратного цикла Карно. Квазистатические процессы.
Литература: 1, стр. 44..70, 2, стр. 67..109, 3, стр. 25..34, 4, стр. 65..88.
Методические указания
Необходимо уяснить, что простейшие процессы изменения состояния являются частными случаями обобщающего политропного процесса, что их можно называть политропными с определенным показателем n.
Циклом работы тепловая машина называется такой круговой процесс, в котором рабочее тело приходит в исходное (первоначальное) состояние. Цикл может много раз повторяться.
Циклы бывают прямые и обратные.
В прямом цикле за счет затраты тепла получается механическая работа. В обратном цикле происходит перенос тепла от холодного тела к более нагретому, с затратой необходимой работы (холодильные установки).
Вопросы для самоконтроля
1.Что такое изохорный, изобарный, изотермический и адиабатный
процессы? Как они изображаются в координатах?
2.Почему адиабата круче изотермы в Р— V координатах?
3.Как можно определить показатель политропного процесса?
4.Что такое цикл теплового двигателя и холодильной машины?
5.Какие показатели являются качественной характеристикой
теплового двигателя и холодильной машины? Как они определяются?
6.Из каких процессов состоит цикл Карно?
7.Как показать, что цикл Карно имеет наивысший КПД?
Тема 1.7 Второе начало термодинамики
Понятие об энтропии. Энтропия изолированных и неизолированных систем. Изменение энтропии в простейших термодинамических процессах изменения состояния рабочего тела. Изображение процессов в Т —S и Н —S координатах.
Второе начало (закон) термодинамики. Сущность и математическая запись закона.
Литература: 1, стр. 70..80, 2, стр. 109..126, 3, стр. 34..44, 4, стр. 88..101.
Тема 1.8 Процессы парообразования и термодинамические свойства водяного пара
Водяной пар как рабочее тело. Процессы нагревания, кипения и парообразования, их изображение в, координатах Р —V, Т —S и Н —S.
Основные характеристики воды и водяного пара, их определение.
Таблицы паров. Процессы изменения состояния водяного пара, их изображение на диаграммах паров.
Методические указания к темам 1.7 и 1.8
Необходимо хорошо усвоить построение процесса парообразования в координатах Р —V и Т—S, обратить внимание на пограничные кривые и на критическую точку, где параметры кипящей воды и пара одинаковые (вода без кипения превращается в пар).
Вопросы для самоконтроля
1.Чем отличается пар от идеальных газов?
2.Приведите примеры применения водяного пара.
3.Какие параметры характеризуют состояние водяного пара?
4.Сделайте график парообразования в P — V диаграмме.
5.Какие линии нанесены на диаграмме h — S?
6.Какие параметры можно определить по диаграмме h—S (i— S)?
Тема 1.9 Истечение и дросселирование газов и паров
Понятие об истечении. Сопла и диффузоры. Особенности истечения из суживающихся и комбинированных сопел. Режимы истечения. Критические давления и скорость истечения. Максимальный расход газа.
Дросселирование газов и паров. Дроссель — эффект. Использование процессов истечения и дросселирования. Изображение процессов в координатах Н —S.
Литература: 1, стр. 96..107, 2, стр. 210..230, 3, стр. 56..62, 4, стр. 120..135.
Методические указания
Превращение потенциальной энергии в кинетическую часто используется в технике, например, в паровых и газовых турбинах, в реактивных установках. Необходимо усвоить понятия: критическое отношение давлений, критическая скорость истечения. Обратить внимание на практическое применение явлений дросселирования газов и паров.
Вопросы для самоконтроля
1.Что такое процесс истечения и чем он характеризуется?
2.Каковы режимы истечения? От чего они зависят?
3.Что такое; сопло Лаваля? Какова область его применения?
4.Что называется дросселированием газа? Как определяется
коэффициент Джоуля —Томсона? Чему он равен для идеальных газов?
Dh=Δt/ΔP
Тема 1.10 Термодинамические процессы компрессорных машин
Назначение, устройство и принцип действия поршневых, центробежных и осевых компрессоров. Одноступенчатое сжатие в поршневом компрессоре. Отрицательное влияние "мертвого" пространства реального компрессора. Термодинамический процесс многоступенчатого поршневого компрессора.
Расчет мощности привода компрессора и числа ступеней сжатия.
Литература: 1, стр. 129..138, 2, стр. 139, 3, стр. 193..203, 4, стр. 353..369.
Методические указания
Сжатый газ находит широкое применение и практике. Сжатие газа производится машинами, которые называются компрессорами.
Вопросы для самоконтроля
1.Что такое компрессорная машина?
2.Каковы основные типы компрессорных машин? В чем их различие?
3.В чем различие термодинамического процесса в одноступенчатом
и многоступенчатом компрессорах?
4.Что такое относительный внутренний КПД компрессора? Как он определяется?
5.Как строится теоретическая диаграмма работы поршневого компрессора
в координатах Р —V и Т —S?
