Смекни!
smekni.com

Методические указания и задания к выполнению контрольных работ для студентов инженерного факультета по специальностям 110301 и 110304 г. Вологда-Молочное 2011 г (стр. 6 из 17)

11. Для каких целей в паросиловой уста­новке используют вторичный перегрев пара?

12. Объясните работу регенера­тивного цикла паросиловой установки с помощью ts-диаграммы.

13. Приведи­те описание бинарного цикла.

14. Что такое внутренний относительный к. п. д. паросиловой установки и как его определяют?

15. В чем преимущество ком­бинированной выработки теплоты и электроэнергии? 16. Как определяют удель­ный расход пара в паросиловой установке?

17. Как определяют эффек­тивный к. п. д. паросиловой установки?

18. В чем сущность парогазо­вого цикла?


1.10. Прямые преобразователи энергии

Программа

Общие понятия о солнечных теплогенераторах, солнечных электрических парогенераторах. Лазерные теплогенераторы. Циклы установок с магнитогидро-динамическими генераторами.

Методические указания

Рассматриваемая тема посвящена новым источникам получения тепловой и электрической энергии. В связи с истощением запасов органических ископае­мых, используемых в качестве топлива для получения теплоты и электроэнер­гии, в СССР с середины XX в. начинается быстрое развитие новой энерго­техники. Создаются энергоустановки, позволяющие вырабатывать электроэнер­гию: топливные элементы, термоэлектрогенераторы магнитогазодинамические электрогенераторы, солнечные электрогенераторы. Интенсивно ведутся работы по теплофикационному использованию солнечной энергии, использованию тер­моядерной реакции для получения тепловой и электрической энергии.

Большое значение придается использованию низкотемпературной плазмы для получения электроэнергии. Следует знать, что магнитогидродинамический (МГД) генератор основан на принципе движения ионизированного потока газа (при высокой температуре) между полюсами сильного электромагнита. Более детальный анализ работы установок по прямому преобразованию энергии рас­сматривается в части HHH, посвященной теплоэнергетическим установкам.

Литература: [1], с. 287—290.

Вопросы для самопроверки

1. Каковы новые методы получения тепловой и электрической энергии?

2. Каким образом можно использовать энергию Солнца для получения элект­роэнергии?

3. Можно ли использовать солнечную энергию для работы элект­рических парогенераторов?

4. Приведите определение понятия низкотемпера­турной плазмы.

5. На каком принципе основана работа магнитогидродинами-ческих генераторов?

1.11 Циклы холодильных машин, теплового насоса и

термотрансформаторов (обратные термодинамические циклы)

Программа

Основные понятия о работе холодильных установок. Классификация холо­дильных установок. Понятие о холодильном коэффициенте и холодопроизво-дительности. Циклы воздушных, пароэжекторных и абсорбционных холодиль­ных установок. Принципиальные схемы установок и изображение циклов в pv-и Ts-диаграммах. Цикл паровой компрессорной холодильной установки, прин­ципиальная схема и изображение цикла в Ts-диаграмме. Общие понятия о глу­боком охлаждении. Принципиальная схема теплового насоса. Понятие о ко­эффициенте теплоиспользования. Требования, предъявляемые к рабочим телам холодильных установок.

Методические указания

В этой теме студент изучает термодинамические основы холодильных ус­тановок, осуществляющих производство холода. Вопросы, рассматриваемые в данной теме, представляют большой практический интерес для будущих ин­женеров-технологов. Холодильные установки работают по обратному циклу. Знание классификации и принципиальных схем холодильных установок позво­ляет правильно выбирать соответствующий тип холодильной установки при расчете охлаждения. Несмотря на то, что воздушные холодильные установки в промышленности используют редко, изучение схемы и принципа действия такой установки позволит студенту изучить термодинамические основы холо­дильного цикла. Усвоив учебный материал темы, студент сможет анализиро­вать с помощью Ts-диаграммы работу холодильных циклов, определять холо­дильные коэффициенты и холодопроизводительность установок. Особое внима­ние обратить на работу паровой компрессорной холодильной установки, полу­чившей наибольшее распространение в промышленности. Уяснить принципи­альное отличие паровых компрессорных установок от воздушных. Запомнить, что в паровой компрессорной холодильной установке не применяется расшири­тельный цилиндр (детандер), а рабочее тело дросселируется в регулировочном вентиле. Несмотря на то что это приводит к потере холодопроизводительности, замена упрощает установку и дает возможность легко регулировать давление пара и получать низкую температуру в охладителе. По обратному циклу ра­ботают не только холодильные машины, но и тепловые насосы, в которых теплота, забирваемая от окружающей среды, с помощью затраченной работы повышает энергетический уровень рабочего тела и при более высокой темпе­ратуре отдается внешнему потребителю. Уяснить понятие коэффициента теп­лоиспользования и разобрать принципиальную схему и работу теплового на­соса.

Литература: [1], с. 290—302.

Вопросы для самопроверки

1. Какие машины называются холодильными? 2. Назовите отрасли про­мышленности, в которых большое применение находят холодильные установки. 3. Как классифицируются холодильные установки? 4. Чем отличается холо­дильная установка от теплового двигателя? 5. Что называется холодильным коэффициентом? 6. Приведите определение понятия «холодопроизводитель­ность». 7. Приведите принципиальную схему воздушной холодильной установ­ки и описание ее работы. 8. Изобразите идеальный цикл воздушной холодиль­ной установки в pv- и Ts-диаграммах. 9. Принцип работы пароэжекторных хо­лодильных установок. 10. Объясните понятие «абсорбция». 11. Приведите прин­ципиальную схему абсорбционной холодильной установки и описание ее ра­боты. 12. Почему наибольшее распространение получили паровые компрессор­ные холодильные установки? 13. Приведите принципиальную схему работы паровой компрессорной установки и описание ее работы. 14. Чем отличается работа теплового насоса от работы холодильных установок?

2 ТЕОРИЯ ТЕПЛО- И МАССООБМЕНА

2.1 Основные понятия и определения

Программа

Предмет и основные задачи теории. Место этой дисциплины в подготов­ке инженера-технолога. Основные понятия и определения. Виды распростране­ния теплоты: теплопроводность, конвекция и тепловое излучение. Сложный теплообмен. Понятие о массообмене.

Методические указания

При изучении термодинамики студент не получал никаких указаний на то, каков механизм отвода теплоты от горячего тела к холодному. Теория теплообмена, наоборот, все внимание концентрирует на способах передачи теп­лоты, раскрывая механизм и физическую сущность их различных видов, и дает оперативные зависимости для расчета параметров как отдельных видов тепло­обмена, так и их совокупности, называемой сложным теплообменом.

Необходимо понять и запомнить такие основные понятия, как темпера­турное поле, градиент температуры, передаваемая теплота, тепловой поток, поверхностная плотность теплового потока, линейная плотность теплового по­тока.

Уяснить, что рассмотрение отдельных видов теплообмена, таких, как теп­лопроводность, конвекция и излучение, является методологическим приемом, вызванным сложностью реального теплообмена, в котором, как правило, одно­временно участвуют все перечисленные выше виды распространения теплоты.

Литература: [1], с 306—309.

1. Что такое температурное поле? каковы виды температурного поля?

2. Что такое передаваемая теплота, тепловой поток и поверхностная плот­ность теплового потока? в каких единицах они выражаются?

3. Что такое температурный градиент, каково его направление и в каких единицах он вы­ражается?

4. На каком законе термодинамики базируется теория теплообме­на?

5. Какая разница между поверхностной плотностью теплового потока и ли­нейной плотностью теплового потока?

6. Что такое теплопроводность, конвек­ция и излучение? каков механизм каждого из этих видов теплообмена?

2.2 Распространение теплоты теплопроводностью

Программа

Основной закон теплопроводности (закон Фурье). Теплопроводность, Диф­ференциальное уравнение теплопроводности. Условия однозначности. Теплопро­водность различных стенок при стационарном режиме. Граничные условия H рода. Определение теплопередачи через стенки. Граничные условия ИТ рода. Коэффициент теплопередачи. Пути интенсификации процесса теплопередачи. Правило выбора материала теплоизоляции. Основные сведения о нестационар­ной теплопроводности.

Методические указания

Нужно понять значение закона Фурье для решения задач стационарной теплопроводности. Усвоить, что физически теплопроводность представляет со­бой процесс распространения теплоты путем теплового движения микрочастиц вещества без визуально наблюдаемого перемещения самих частиц. Явление теплопроводности имеет место в твердых телах, неподвижных жидких и газо­образных веществах. Если происходит движение жидкости или газа, то теп­лопроводность в чистом виде имеет место в весьма тонком неподвижном слое, прилегающем к поверхности твердого тела.

Уяснить назначение и состав условий однозначности при решении задач теплообмена. Понять влияние рода граничных условий на решение уравне­ния теплопроводности при стационарном режиме. Разобраться, как, применяя граничное условие H рода, получают решение по распространению температуры внутри тела, а применяя граничное условие HHH рода, получают решение по передаче теплоты от горячего носителя к холодному через разделяющую их стенку (теплопередача).