Сборник задач по технической термодинамике (стр. 35 )

7. Изобразите в Т,s- диаграмме идеальный цикл парокомпрессорной холодильной установки и поясните почему его нельзя полностью реализовать в виде цикла Карно.

8. Нарисуйте схему и цикл в Т,s- диаграмме реальной паро-компрессорной холодильной установки, поясните назначение ее элементов.

9. Напишите расчетное выражение холодильного коэффициента реальной парокомпрессорной холодильной установки и поясните определение всех величин, входящих в это выражение.

10. Нарисуйте схему и цикл в Т,s- диаграмме теплового насоса, работающего по реальному парокомпрессорному циклу, поясните назначение его элементов.

11. Напишите расчетное выражение отопительного коэффициента реального парокомпрессорного цикла теплового насоса, работающего на воде, и поясните определение всех величин, входящих в это выражение.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Материал учебного пособия позволяет студентам теплотехнических специальностей вузов приобрести практические навыки в решении типовых и творческих задач по основным разделам курса «техническая термодинамика».

Теоретический материал в начале каждого раздела пособия позволяет ознакомиться с основными термодинамическими понятиями и закономерностями, их физической сущностью, методами расчета основных процессов и тепловой экономичности теплоэнергетических установок.

Примеры решения типовых задач поясняют методику расчета тематических задач, а ответы к задачам и контрольные вопросы в конце разделов позволяют пользователю пособия провести самотестирование усвоенных им знаний.

Представлены задачи на определение термодинамических свойств идеальных газов и реальных веществ, расчет обратимых и необратимых процессов в закрытых и открытых термодинамических системах. Даны теоретические положения и задачи с примерами их решения по оценке необратимости реальных процессов на основании энтропийного и эксергетического методов.

Рассмотрены циклы современных теплоэнергетических установок: паротурбинных на органическом и ядерном топливе, газотурбинных, двигателей внутреннего сгорания, реактивных газовых двигателей, парогазовых установок, холодильных установок и тепловых насосов. Для каждого цикла приведены задачи для проведения термодинамического анализа их экономичности традиционным балансовым и эксергетическим методами. Приведены творческие задачи по сравнению термодинамической экономичности различных вариантов схем теплоэнергетических установок.

По данному пособию автором создан компьютерный учебник-задачник. Этот учебник имеет теоретическую часть с наглядным графическим сопровождением изучаемого материала (есть элементы анимации графики) и включает вопросы и задачи к каждому его разделу. Эти задания имеют ответы и графическое сопровождение. В учебнике более 360 задач. В настоящее время учебник доступен пользователям в компьютерном классе кафедры ТОТ ИГЭУ.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Чухин, Иван Михайлович. Техническая термодинамика. Часть 1.: учеб. пособие / ; Федеральное агентство по образованию, ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет им. ». – Иваново, 2006. – 224 с.

2. Чухин, Иван Михайлович. Техническая термодинамика. Часть 2.: учеб. пособие / ; Федеральное агентство по образованию, ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет им. ». – Иваново, 2008. – 228 с.

3. Коновалов, Владимир Иванович. Техническая термодинамика: учебник / ; Федеральное агентство по образованию, ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет им. ». – 2-е изд. – Иваново, 2005. – 620 с.

4. Кириллин, Владимир Алексеевич. Техническая термодинамика: учебник для вузов / , , . – М. : Энергоатомиздат, 1983. – 416 с.

5. Бродянский, Виктор Михайлович. Эксергетический метод термодинамического анализа / . – М. : Энергия, 1973. – 296 с.

6. Бродянский, Виктор Михайлович. Эксергетический метод и его приложения / , В. Фратшер, К. Михалек. – М. : Энергоатомиздат, 1988. – 288 с.

7. Маргулова, Тереза Христафоровна. Атомные электрические станции: учебник для вузов / . – М. : Высш. шк., 1984. – 304 с.

8. Цанев, Стефан Васильевич. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций: учеб. пособие для вузов / , , . – М. : Изд - во МЭИ, 2002. – 584 с.

9. Коновалов, Владимир Иванович. Техническая термодмнамика: учеб. пособие для вузов / , , ; Иван. энерг. ин-т им. . – Иваново, 1991. – 96 с.

10. Чухин, Иван Михайлович. Пакет практических задач к первому и второму модулю курса "Техническая термодинамика": метод. указания для самостоятельной работы студентов в рамках системы РИТМ / , ; Иван. энерг. ин-т им. . Каф. ТОТ. – Иваново, 1998. – 40 с.

11. Чухин, Иван Михайлович. Пакет практических задач к третьему и четвертому модулям курса "Техническая термодинамика": метод. указания для самостоятельной работы студентов в рамках системы РИТМ / , ; Иван. энерг. ин-т им. . Каф. ТОТ. – Иваново, 1994. – 40 с.

12. Ривкин, Соломон Лазаревич. Термодинамические свойства газов / . – М.: Энергия, 1973. – 288 с.

13. Александров, Алексей Александрович. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: справочник / , . – М.: Издательство МЭИ, 20с.

14. Варгафтик, Натан Борисович. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. / . – М.: Наука, 1972. – 720 с.

15. Чухин, Иван Михайлович. Термодинамические свойства воздуха: справ. материалы и метод. указания для определения термодинамических свойств воздуха с учетом влияния температуры на их изобарную и изохорную теплоемкость / : Иван. гос. энерг. ун-т им. . Каф. ТОТ. – Иваново, 2001. – 36 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

СООТНОШЕНИЯ ЕДИНИЦ СИ С ВНЕСИСТЕМНЫМИ ЕДИНИЦАМИ некоторыХ физическиХ величин:

ДАВЛЕНИЕ

1 Н/м2 (Па) = 1∙10-5 бар = 1,02∙10-5 кгс/см2 (атм. техн.) =

= 0,102 мм вод. ст. = 750∙10-5 мм рт. ст.

1 бар = 105 Па = 1,02 кгс/см2 (атм. техн.) = 10,2 м вод. ст. =

= 750 мм рт. ст.

1 кгс/см2 (ат. техн.) = 9,81∙104 Па = 0,981 бар = 736 мм рт. ст. =

= 10 м вод. ст.

1 атм (физ.) = 1,013∙105 Па = 1,013 бар = 1,033 кгс/см2 (атм. техн.) =

= 10,33 м вод. ст. = 760 мм рт. ст.

1 мм вод. ст. =9,81 Па =9,81∙10-5 бар =10-4 кгс/см2 (атм. техн.) =

= 736∙10-4 мм рт. ст.

1 мм рт. ст. =133 Па =1,33∙10-3 бар =1,36∙10-3 кгс/см2 (атм. техн.) =

= 13,6 мм вод. ст.

(при плотностях ртути rНg=13595 кг/м3 и воды rН2О=1000 кг/м3)

1 psi (англ. фунт/дюйм2) = 6,9 Па

inch Hg (дюйм рт. ст.) = 3,386∙103 Па

ТЕМПЕРАТУРА

В Кельвинах Т = 273,15 + t , К.

В градусах Цельсия t = Т - 273,15 , оС.

По Фаренгейту F = 1,8t + 32 , оF .

По Реомюру R = 0,8t , oR .

ЭНЕРГИЯ – РАБОТА – МОЩНОСТЬ

1 Дж = 1 Н∙м, 1 кал = 4,187 Дж, 1 Вт = 1 .

1 кВт×ч = 3600 кДж ≈ 860 ккал, 1 л. с. (лошадиная сила) = 735,5 Вт.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Термодинамические свойства газов

Таблица П2.1. Молярные массы газов

Название газа	Химическая формула газа	Масса киломоля m, кг/кмоль
Водород	Н2	2,016
Гелий	He	4,00
Неон	Ne	20,18
Воздух (сухой)	-	28,96
Аргон	Ar	39,94
Азот	N2	28,01
Кислород	О2	32,00
Окись углерода	СО	28,01
Углекислый газ	СО2	44,01
Метан	СН4	16,04
Аммиак	NH3	17,03
Диоксид серы	SO2	64,06
Ацетилен	С2Н2	26,04
Этилен	С2Н4	28,05
Этан	С2Н6	30,07

Таблица П2.2. Средние мольные теплоемкости реальных газов,

определенные от 0 оС, при атмосферном давлении в кДж/(кмоль∙К) [14]

t oC	µcp	µcv	µcp	µcv	µcp	µcv	µcp	µcv
	Водород Н2	Азот N2	Кислород О2	Воздух
0	28,32	20,30	29,12	20,80	29,27	20,96	29,07	20,76
100	28,94	20,62	29,14	20,83	29,54	21,22	29,15	20,84
200	29,07	20,76	29,29	20,91	29,93	21,62	20,30	20,99
300	29,12	20,81	29,38	21,07	30,40	21,67	29,52	21,21
400	29,20	20,87	29,60	21,29	30,88	22,56	29,78	21,78
500	29,25	20,93	29,86	21,55	31,33	23,02	30,10	21,88
600	29,32	21,00	30,15	21,83	31,76	23,45	30,41	22,02
700	29,41	21,10	30,45	22,14	32,15	23,84	30,72	22,41
800	29,52	21,20	30,75	22,43	32,50	24,19	31,03	22,71
900	29,65	21,33	31,04	22,72	32,83	24,51	31,32	23,00
1000	29,79	21,47	31,31	23,00	33,12	24,80	31,60	23,28
1200	30,11	21,79	31,82	23,51	33,63	25,32	32,11	23,79

Окончание табл. П2.2