Методические указания и задания к выполнению контрольных работ для студентов инженерного факультета по специальностям 110301 и 110304 г. Вологда-Молочное 2011 г (стр. 4 из 17)
Уяснить понятие политропного процесса, под которым понимается любой термодинамический процесс идеального газа с постоянной теплоемкостью сп(или показателем политропы n) в этом процессе. Уметь показать общность политропного процесса, выраженного уравнением
, получая из него уравнение известных основных процессов (изохорного, изобарного, изотермического и адиабатного). Разобраться в определении показателя политропы и теплоемкости политропного процесса идеального газа как обобщающих величин, из которых получают частные значения для основных процессов.Научиться изображать графически в диаграммах
как основные, так и общие политропные процессы.Литература: [1], с. 33—35, 80—92, 162—178.
Вопросы для самопроверки
H. Какие термодинамические процессы рабочего тела называют основными? 2. Изобразите в
- и 
-диаграммах основные процессы идеального газа и приведите характеристику каждому из них. 3. Чему равен показатель политропы в основных процессах идеального газа? 4. Чему равна теплоемкость политропного процесса? 5. Какие группы политропных процессов вы знаете? Покажите их на - и -диаграммах. 6. В чем физический смысл отрицательной теплоемкости? 7. В чем принципиальное различие между идеальным и реальным газами? 8. Изобразите процесс парообразования в 
- и 
- диаграммах. 9. В чем сущность исследования термодинамических процессов любого рабочего тела? 10. Как определяют теплоту и работу изменения объема для основных термодинамических процессов идеального газа? 11. Изобразите в 
диаграммах основные термодинамические процессы водяного пара. 12. Как определяют теплоту и работу изменения объема для основных термодинамических процессов водяного пара?1.5 Влажный воздух
Программа
Определение влажного воздуха. Абсолютная и относительная влажность воздуха, влагосодержание. Психрометр. Температура точки росы. Энтальпия и плотность влажного воздуха,
Диаграмма влажного воздуха.Методические указания
Усвоить основные определения и понятия, относящиеся к влажному воздуху. Уметь определять газовую постоянную влажного воздуха и его энтальпию. Обязательно приобрести навыки в пользовании
диаграммой влажного воздуха.Литература: [1], с. 210—217.
Вопросы для самопроверки
1. Приведите определение влажного воздуха.
2. Что такое абсолютная и относительная влажность?
3. Что такое влагосодержание?
4. В каких пределах может изменяться влагосодержание?
5. Что такое точка росы?
6. Как изображают основные процессы влажного воздуха в td-диаграмме?
1.6 Термодинамика потока.
Истечение и дросселирование газов и паров
Программа
Уравнение первого закона термодинамики для потока и его анализ. Адиабатное истечение. Скорость адиабатного истечения. Критическое отношение давлений. Расчет скорости истечения и секундного массового расхода для критического режима. Геометрическое воздействие на поток. Сопло Лаваля. Особенности определения скорости истечения для водяного пара. Влияние потерь на скорость истечения. Сущность процесса дросселирования. Изменение параметров рабочего тела при дросселировании. Понятие об эффекте Джоуля — Томсона. Температура инверсии. Техническое применение эффекта дросселирования. Условное изображение процесса дросселирования водяного пара в диаграмме
. Потеря работоспособности рабочего тела при дросселировании.Методические указания
Тщательно разобрать физический смысл отдельных членов уравнения первого закона термодинамики для потока. Понять, за счет чего совершаются различные виды работ при течении рабочего тела. Ясно представить себе, почему в суживающихся и цилиндрических каналах скорость потока не может превзойти скорости звука. Разобраться в геометрическом воздействии профиля канала на скорость потока и уметь анализировать изменение параметров рабочего тела при течении его по соплу Лаваля. Понять принципиальную разницу в расчете скорости истечения идеального газа и водяного пара. Необходимо отчетливо представлять себе влияние трения на адиабатный процесс истечения идеального газа и водяного пара и уметь изображать реальный процесс истечения в диаграммах
. Из-за явной необратимости адиабатного процесса дросселирования последний нельзя отождествлять с процессом, протекающим при постоянной энтальпии. Уяснить принципиальную разницу между адиабатным дросселированием, при котором 
, и адиабатным обратимым процессом расширения рабочего тела, при котором 
. Понять, почему в результате дросселирования водяного пара температура его может уменьшаться, увеличиваться или оставаться неизменной.Литература: [1], с. 180—194, 197—204.
Вопросы для самопроверка
1.Какие допущения лежат в основе вывода уравнения первого закона термодинамики для потока?
2. Объясните физический смысл каждого члена уравнения первого закона термодинамики для потока.
3. На что расходуется работа расширения газа в потоке?
4. Что такое работа проталкивания и какой она может иметь знак?
5. Что такое располагаемая работа, как показать ее на - диаграмме?
6. Что такое сопло и диффузор?
7. Каков физический смысл критической скорости?
8. Какая связь между изменением профиля канала, изменением плотности рабочего тела и изменением скорости его течения?
9. Каким условиям должны отвечать диффузор и сопло для дозвукового и сверхзвукового режимов течения?
10. Какой процесс носит название дросселирования?
11. Как протекает процесс адиабатного дросселирования?
12. Как и почему меняется температура водяного пара при его дросселировании? 13. Возможно ли осуществить сжижение газа в процессе дросселирования?
Тема 7. Термодинамический анализ процессов в компрессорах
Программа
Назначение я классификация компрессоров. Техническая работа в компрессоре. Работа, затрачиваемая на привод компрессора. Изотермическое и по-литропное сжатие. Индикаторная диаграмма. Отличие индикаторной диаграммы действительного цикла от теоретического. Понятие о многоступенчатом сжатии. Изображение в
диаграммах процессов в компрессорах для одно- и многоступенчатого сжатия. Определение эффективной мощности, затрачиваемой на привод компрессора, и понятие о внутреннем относительном к. п. д.Методические указания
Из-за широкого распространения в промышленности компрессоров термодинамический анализ работы компрессоров имеет большое значение в подготовке студентов-технологов. Ознакомившись с конструктивной схемой и работой поршневых и центробежных компрессоров, необходимо обратить внимание на то, что процессы всасывания и выталкивания, изображенные на индикаторной диаграмме горизонтальными линиями, нельзя рассматривать как изобарные, так как в этих процессах не происходит изменения состояния, а происходит изменение количества всасываемого или выталкиваемого рабочего тела. Необходимо уделить должное внимание изображению термодинамических процессов в
диаграммах. Сравнить изотермическое, адиабатное и политропное сжатие рабочего тела. Уяснить влияние вредного пространства на работу поршневого компрессора. В связи с применением высокого давления в некоторых технологических аппаратах разобрать принципы работы многоступенчатых компрессоров.