Теоретичні основи теплотехніки (стр. 1 )

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ЕКОНОМІКИ І ТОРГІВЛІ

імені МИХАЙЛА ТУГАН-БАРАНОВСЬКОГО

Кафедра холодильної і торговельної техніки

, , Ю. В. П¢янкова

ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ТЕПЛОТЕХНІКИ

щодо виконання курсового проекту на тему

«Розрахунок термодинамічних циклів теплових установок»

для студентів напряму підготовки 6.050503 «Машинобудування» спеціалізації «Обладнання переробних і харчових виробництв» денної та заочної форм навчання

ЗАТВЕРДЖЕНО

на засіданні кафедри

холодильної і торговельної техніки

Протокол № __ від "___" ________ 2010 р.

СХВАЛЕНО

на засіданні навчально-методичної

ради університету

Протокол № __ від "___"________2010 р.

Донецьк – 2010

ББК 31. 31я73

К 24

УДК 621.1.01

Рецензенти:

Канд. техн. наук, доцент Кудрін О. Б. (ДонНУЕТ)

Канд. техн. наук, доцент Лебедєв І. М. (ДонНУЕТ)

,

К 24 Теоретичні основи теплотехніки [текст]: метод. вказівки щодо викон. курсового проекту «Розрахунок термодинамічних циклів теплових установок» для студентів напряму підготовки 6.050503 «Машинобудування» спеціалізації «Обладнання переробних і харчових виробництв» денної та заочної форм навчання / , , Ю. В. П¢янкова; Донец. нац. ун-т економіки і торгівлі імені Михайла Туган-Барановського, каф. холодил. і торг. техніки.- Донецьк: ДонНУЕТ, 2010.-34 с.

У методичних вказівках дані рекомендації до виконання курсового проекту з залікового модуля «Теоретичні основи теплотехніки», передбаченого навчальним робочим планом напряму підготовки 6.050503 «Машинобудування» спеціалізації «Обладнання переробних і харчових виробництв» на 7 семестр. Пропоновані методичні вказівки дозволяють студентам глибше вивчити розділ «Термодинамічні цикли теплових установок», який входить до складу другого змістового модуля «Технічна термодинаміка» залікового модуля «Теоретичні основи теплотехніки».

	ББК 31. 31я73
ã	, , П¢янкова Ю. В., 2010
ã	Донецький національний університет економіки і торгівлі імені Михайла Туган-Барановського, 2010

ЗМІСТ

	ВСТУП...................................................................................................	4
1.	ЗАВДАННЯ НА ПРОЕКТУВАННЯ....................................................	6
2.	ВИМОГИ ЩОДО ЗМІСТУ Й ОФОРМЛЕННЯ ПОЯСНЮВАЛЬНОЇ ЗАПИСКИ КУРСОВОГО ПРОЕКТУ..............	7
3.	РОЗРАХУНОК ЦИКЛУ ГАЗОТУРБІННОЇ УСТАНОВКИ..............	14
	3.1. Розрахунок параметрів в основних точках циклу........................	14
	3.2. Визначення теплоти циклу............................................................	18
	3.3. Визначення роботи циклу.............................................................	18
	3.4. Термічний ККД ГТУ.......................................................................	19
4.	РОЗРАХУНОК ЦИКЛУ ДВЗ ЗІ ЗМІШАНИМ ПІДВЕДЕННЯМ ТЕПЛОТИ...............................................................................................	20
	4.1. Характеристика двигунів...............................................................	20
	4.2. Розрахунок параметрів в основних точках циклу........................	24
	4.3. Перевірочний розрахунок параметрів..........................................	27
	ПЕРЕЛІК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ.................................	29
	ДОДАТКИ...............................................................................................	30

ВСТУП

Сучасний рівень розвитку світової галузі виробництва двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ) характеризується інтенсивним зростанням якості конструкції поршневих і комбінованих двигунів внутрішнього згоряння. Оптимізуються технічні рішення деталей, вузлів, агрегатів і систем, підвищується технологічність двигунів, їх потужність. Ефективне проведення цих заходів неможливе без глибокого, всебічного наукового аналізу процесів, що відбуваються у таких двигунах і, зокрема, процесів робочого циклу. Вивчення теорії робочих процесів поршневих і комбінованих ДВЗ є необхідною складовою підготовки не тільки фахівців у галузі конструювання, проектування, доведення, експлуатації, ремонту і сервісного обслуговування двигунів внутрішнього згоряння, а також майбутніх інженерів-механіків.

Одним з найбільш ефективних методів вивчення складних, нестаціонарних процесів, що протікають у циліндрах ДВЗ і в сумісних системах, є практичне рішення конкретних технічних задач, потреба в яких найбільш часто зустрічається у повсякденній практиці інженерної діяльності.

Виконання курсового проекту передбачає закріплення теоретичного матеріалу за курсом «Теоретичні основи теплотехніки», зокрема з розділу «Термодинамічні цикли теплових установок та двигунів внутрішнього згоряння».

Мета курсового проекту: дослідження впливу різних параметрів на термічний ККД теоретичних циклів газотурбінної установки (ГТУ) або двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ).

Під час виконання курсового проекту студент повинен визначити параметри стану p, V, T в характерних точках циклу; кількість теплоти циклу; роботу циклу; термічний ККД циклу.

У графічній частині проекту на листі формату А1 варто привести принципову схему заданої ГТУ або ДВЗ (згідно завданню). Розрахований цикл будується в Р-V і Т-S – координатах (у відповідному масштабі на міліметрівці). Вказівка: при виборі масштабу значень тиску і об'єму (температури та ентропії) відрізок, що відповідає максимальному значенню тиску, повинний приблизно дорівнювати відрізку, що відповідає значенню максимального об'єму, щоб побудований цикл вписувався в квадрат.

Принципова схема ГТУ або схема ДВЗ описується у пояснювальній записці курсового проекту.

При розрахунку теоретичного циклу ГТУ (ДВЗ) робляться наступні припущення:

· передбачається, що цикл є замкнутим, тобто кількість робочого тіла в циклі зберігається незмінною;

· процес згоряння палива замінюється процесом підведення теплоти ззовні через стінки корпусу ГТУ;

· умовно вважається, що робоче тіло, що відпрацювало, не викидається в атмосферу, а доводиться до початкового стану ізобарним відводом теплоти;

· як робоче тіло використовується ідеальний газ незмінного складу з постійною теплоємністю.

1. ЗАВДАННЯ НА ПРОЕКТУВАННЯ

Завдання на проектування видається керівником проекту, містить необхідні вихідні дані і графік виконання роботи. Вихідні дані наведені в додатках А.1, А.2 та А.3 (обираються за двома останніми цифрами номеру залікової книжки).

Вихідні дані для газотурбінної установки (2):

Параметри робочого тіла в початковому стані (точка 1):

Р1 - абсолютний тиск, бар:

V1 - початковий об'єм, м3;

Т1 - абсолютна температура, К;

Характеристики циклу:

n - показник політропи;

к - показник адіабати;

b - ступінь підвищення тиску в компресорі;

ρ - ступінь попереднього розширення;

l - ступінь підвищення тиску в камері згоряння.

Молекулярні маси μ робочих тіл (газів) наведені в додатку В.

Вихідні дані для двигуна внутрішнього згоряння (3):

Карбюраторний чотиритактний двигун призначений для установлення на вантажний автомобіль ; . Як паливо для нього використовують автомобільний бензин: С – 0,855 кг/кг палива; Н – 0,145 кг/кг палива; . Молекулярна маса .

Система нарахування балів за виконання курсового проекту наведена у додатку С.

2. ВИМОГИ ЩОДО ЗМІСТУ Й ОФОРМЛЕННЯ ПОЯСНЮВАЛЬНОЇ ЗАПИСКИ КУРСОВОГО ПРОЕКТУ

2.1. Загальні вимоги

Курсовий проект виконується з використанням одиниць СІ.

Об'єм пояснювальної записки курсового проекту, що рекомендується - до 30 сторінок рукописного тексту.

Текстова частина виконується на листах формату А4 (210×297 мм) за ДЕРЖСТАНДАРТом 2.301. Текст повинен бути надрукований машинописним способом чорним кольором або написаний від руки чітким почерком пастою чорного або синього кольору. Текст розташовується на одній стороні листа. Висота літер повинна бути не менше 2,5 мм (при роздруківці на принтері - не менше 1,8 мм).

Лист «ЗМІСТ» друкується на листі з рамкою 185×40 мм.

На всіх наступних листах пояснювальної записки виконуються рамки й основні надписи, проставляються номера сторінок. Розміри полів рамки: лівого – 20 мм, правого, верхнього і нижнього - 5 мм.

Текст на листі з рамкою розташовується не ближче 5 мм від рамки на початку рядків і не ближче 3 мм наприкінці рядків. Відстань від верхнього і від нижнього рядка до рамки не менше 10 мм. Відстань між останнім рядком тексту і наступним заголовком не повинна перевищувати 15 мм. Відстань між основами рядків рукописного тексту повинна бути у відповідності з інтервалами між рядками трафарету, тобто 8-12 мм, при роздруковуванні на принтері - із розрахунку не більше 40 рядків на сторінці за умовою рівномірного її заповнення. Абзац у тексті варто починати відступом у 15-17 мм від рамки.

Не допускається написання тексту різним по кольору чорнилом (пастою). Допускаються окремі частини пояснювальної записки, за узгодженням із керівником, виконувати різними способами – рукописним або машинописним.

Помилки, описки і графічні неточності, виявлені в процесі виконання роботи, допускається виправляти коректором.

Слова, надруковані на окремому рядку прописними літерами («ЗМІСТ», «ВСТУП», «ВИСНОВКИ», «ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ»), повинні служити заголовками відповідних структурних частин пояснювальної записки.

Заголовки структурних частин пишуться симетрично тексту з відстанню до наступного тексту рівною 3-4 інтервалам (15-17 мм). Переноси слів у заголовках не допускаються, крапка наприкінці не ставиться. Підкреслювання заголовків не допускається.

Структурні частини починають із нового листа, їхні заголовки не нумерують.

Сторінки нумеруються арабськими цифрами. Нумерація сторінок наскрізна по всій пояснювальній записці. Титульний лист і завдання не нумеруються, але входять у загальне число сторінок. Якщо сторінка має рамку з основним написом, то номер сторінки проставляється в правому нижньому куту. У всіх інших випадках номер сторінки проставляється в правому верхньому куту. Пропуски в нумерації сторінок і літерні додавання (наприклад, 2а, 3а, 3б) не допускаються.

Всі сторінки пояснювальної записки повинні бути скріплені степлером або плетінням.

2.2. Складові частини

Пояснювальна записка складається з титульного листа, завдання на проектування, змісту, вступу, основної частини, висновків, переліку посилань, додатків (якщо є необхідність).

2.3. Титульний лист

Приклад оформлення титульного листа курсового проекту наведений у додатку D. Всі написи на титульному листі повинні виконуватися чорним чорнилом (пастою) креслярським шрифтом за ДЕРЖСТАНДАРТОМ 2.304. Допускається оформлення титульного листа із застосуванням текстового редактора на ПЕОМ. Написи на титульному листі допускається розташовувати в будь-якому положенні, що прийнятно з естетичної точки зору. При цьому можуть бути використані різні шрифти. Переноси сліп на титульному листі не допускаються, не дозволяється також розміщувати на ньому малюнки, віньєтки, фотографії, ставити крапки наприкінці фраз. Зверніть увагу, що ініціали ставляться перед прізвищем.

Всім студентським роботам привласнюється шифр у виді набору літер і цифр, розділених крапками, який включає в себе найменування групи та номер варіанту.

2.4. Завдання на виконання курсового проекту

Завдання на виконання курсового проекту видає викладач, воно повинно бути виконано на бланку або без нього і містити: тему проекту, вихідні дані для розробки; об'єм виконуваної роботи; дату видачі завдання; дату закінчення (захисту) роботи.

2.5. Зміст

Зміст включає найменування всіх розділів, підрозділів і пунктів (якщо вони мають заголовки) із позначенням номерів сторінок, на яких розміщується початок матеріалу розділів (підрозділів, пунктів). Найменування розділів пишуться прописними літерами, інші найменування, включені в зміст, пишуться малими літерами, починаючи з прописної. Підкреслення найменувань в змісті не допускається.

2.6. Вступ

У вступі вказується ціль роботи, вихідні дані й улаштовується необхідність рішення поставленої задачі. Коротко характеризується сучасний стан поставленого питання. Дається чітке формулювання, у чому полягає новизна й актуальність проекту або роботи. У вступі слід навести схеми ГТУ з ізохорним та ізобарним підведенням теплоти та описати їх дію або схему ДВЗ зі змішаним підведенням теплоти, принцип його дії.

Заголовком повинно служити слово «ВСТУП», написане на окремому рядку прописними літерами.

2.7. Основна частина

Основна частина пояснювальної записки по своїй структурі й змісту повинна відповідати вимогам методичних указівок по виконанню конкретного курсового проекту.

Текст основної частини розділяється на розділи, підрозділи і пункти. Розділи повинні мати порядкову нумерацію арабськими цифрами в межах всієї основної частини, підрозділи – у межах розділів, пункти – у межах підрозділу. За номерами розділів, підрозділів і пунктів крапку не ставлять.

Слова «глава», «параграф» у тексті й у змісті не допускаються.

Заголовки розділів записують симетрично тексту прописними літерами з відстанню до наступного тексту рівною 1-2 міжрядковим інтервалам. Інтервал між рядками заголовка, а також між двома (або більш) послідовними заголовками приймається таким же, як у звичайному тексті. Заголовки підрозділів записують з абзацу малими літерами (перша - прописна). Крапку наприкінці заголовків не ставлять, переноси і підкреслення слів у заголовках не допускаються. Якщо заголовок перебуває з двох речень, їх розділяють крапкою.

Розділи основної частини рекомендується починати з нового листа, але допускається також починати їх на листі, на якому закінчується попередній розділ.

Не допускається записувати заголовок на однім листі, а текст – на іншому або після заголовка наприкінці сторінки розміщати тільки один рядок тексту.

Пункти і підпункти основної частини можуть не мати назви, у цьому випадку розбивка тексту повинна мати чітку необхідність.

Інтервали розмірів у тексті записуються у виді «від» «до» або через три крапки.

Вище і нижче кожної формули залишається не менше одного вільного рядка, що відокремлює її від тексту.

Формули нумеруються арабськими цифрами в межах розділу. Номер складається з номеру розділу і порядкового номеру формули в розділі, розділених крапкою, і вказується на рівні формули в круглих дужках у крайньому правому положенні на рядку. Наприклад, третя формула другого розділу: (2.3).

Після формули, записаної в загальному виді, у неї в тому ж порядку підставляють числові значення вхідних параметрів і приводять результат обчислень з обов'язковою вказівкою розмірності отриманої величини. Розрахунок за формулою можна також робити з посиланням на неї (якщо сама формула наведена вище).

Ілюстрації розташовують після першого посилання на них у тексті або на наступній сторінці. Вони повинні бути розташовані так, щоб їх було зручно розглядати без повороту записки або, якщо ілюстрація виконана на окремому листі, - із поворотом за годинною стрілкою. Ілюстрації (рисунки, креслення, схеми і т. п.) виконують на листах пояснювальної записки олівцем або за допомогою графічних програм.

Допускається застосовувати ілюстрації у виді фотографій і ксерокопій. У цьому випадку ілюстрації розміром менше формату А4 повинні бути наклеєні на листи білого паперу формату А4. Iлюстрації повинні мати назву, а за необхідністю і пояснювальні дані (підрисуночний текст). Пояснювальні дані поміщають безпосередньо під ілюстрацією, номер ілюстрації і її назву поміщають нижче пояснювальних даних. Всі ілюстрації позначають словом «Рисунок» і нумерують у межах розділу арабськими цифрами. Номер складається з номеру розділу і порядкового номеру ілюстрації, розділених крапкою. Наприклад, «Рисунок 4.1. Діаграма циклу ГТУ».