Grunderna i hydraulik och värmeteknik pdf. Grunderna i hydraulik, värmeteknik och aerodynamik. Grunderna i hydraulik och termodynamik
Grunderna i hydraulik, teknisk termodynamik och teorin om värmeöverföring presenteras. Grunderna i hydrostatik, kinematik och dynamik i rörliga strömmar, termiska och energiska egenskaper hos ideala och verkliga gaser, huvudtyperna av värmeöverföring, teorin om likheten mellan hydrodynamiska och värmeväxlingsprocesser beaktas.
Manualen är avsedd för studenter som är inskrivna i specialiteterna: 28020265 "Teknikskydd miljö". Den kan användas av studenter från andra specialiteter som studerar disciplinerna "Hydraulik" och "Värmeteknik".
Flytande modeller.
För att förenkla lösningen av många problem, i stället för en riktig vätska, övervägs en eller annan modell av en vätska, som bara har några av egenskaperna hos verkliga vätskor. Dessa egenskaper är avgörande för problemet som ska lösas, därför ger sådana förenklingar inte väsentliga fel vid bestämning av önskade mängder.
Tänk på de viktigaste befintliga vätskemodellerna.
En idealvätska är en vätska som saknar viskositet.
En inkomprimerbar vätska är en vätska som inte ändrar dess densitet när trycket ändras.
En perfekt vätska är en inkomprimerbar vätska där det inte finns några vidhäftningskrafter mellan molekylerna och molekylernas inneboende volym är noll.
En perfekt gas är en komprimerbar vätska (gas) där det inte finns några vidhäftningskrafter mellan molekylerna och molekylernas inneboende volym är noll.
En idealgas är en perfekt gas. saknar viskositet.
En baroklinisk vätska är en gas. vars densitet är en funktion av tryck och temperatur.
En barotrop vätska är en gas. vars densitet endast beror på tryck.
INNEHÅLLSFÖRTECKNING
Förord
Grundläggande notation
Introduktion
Del I. GRUNDLÄGGANDE AV HYDRAULIK
1. FYSIKALISKA EGENSKAPER FÖR VÄTSKOR
1.1. Den huvudsakliga fysikaliska egenskaper vätskor
1.2. Vätskemodeller
2. HYDROSTATIK
2.1. Differentialekvationer för en vätskes jämvikt
2.2. Hydrostatisk lag. Hydrostatiskt tryck
2.3. Jämviktsförhållanden för vätskor i kommunikationskärl
2.4. De enklaste hydraulmaskinerna
2.5. Grundläggande metoder och instrument för att mäta tryck
2.6. Arkimedes lag
2.7. Kroppens balans och stabilitet. nedsänkt i vätska. Jämvikt för en kropp som flyter på ytan av en vätska
2.8. Jämvikt i jordens atmosfär
3. HYDRODYNAMIK
3.1. Grunderna i kinematik
3.1.1. Strömmar och rör. Flödesekvation
3.1.2. Rörelsen av en flytande partikel i ett kontinuerligt medium
3.1.3. Vortex och icke-virvelflöde
3.1.4. Cirkulationshastighet
3.2. Grunderna i dynamik
3.2.1. Krafter som verkar på en partikel i ett kontinuerligt medium. Elementarvolymens spända tillstånd. Stokes friktionslag
3.2.2. Differentialekvation kontinuitet
3.2.3. Differentialekvationer för överföring av momentum. Euler och Navier-Stokes ekvationer
3.2.4. Differentialenergiekvation
3.3. Viskös flödesrörelse
3.3.1. Vätskeflödeslägen
3.3.2. Egenskaper hos turbulent flöde
3.3.3. Rörelseekvationer och energi för laminärt och turbulent vätskeflöde
3.3.4. Turbulensmodeller
3.4. Rörelse med låg viskositet
3.4.1. Gränsskikt
3.4.2. Icke-viskös flödesrörelse
4. HYDRAULISKT MOTSTAND
4.1. Längdmotstånd
4.2. Lokalt hydrauliskt motstånd
Del II. GRUNDLÄGGANDE TERMODYNAMIK
5. TERMODYNAMISKT SYSTEM OCH DESS PARAMETRAR
5.1. Termodynamiskt system och dess tillstånd
5.2. Termiska parametrar
6. PERFEKT GAS
6.1. Idealisk gasekvation för staten
6.2. Blandningar av ideala gaser
7. ENERGIKARAKTERISTIK FÖR TERMODYNAMISKA SYSTEM
7.1. Inre energi. Enthalpy
7.2. Jobb. Värme
7.3. Värmekapacitet
8. FÖRSTA STARTEN AV TERMODYNAMIK
8.1. Formulering av termodynamikens första lag
8.2. Termodynamikens första lag för grundläggande termodynamiska processer
9. ANDRA BÖRJNING AV TERMODYNAMIK
9.1. Formulering av termodynamikens andra lag
9.2. Carnot -cykel
9.3. Clausius integrerad
9.4. Entropi och termodynamisk sannolikhet
10. REAL GAS
10.1. Statens ekvationer för riktiga gaser
10.2. Par. Förångning vid konstant tryck
10.3. Ekvation av Cliperon-Clausius
10.4. pT-diagram över fasövergångar
Del III. GRUNDLÄGGANDE FÖR VÄRME- OCH MASSBYTNINGSTEORIEN
11. GRUNDLÄGGANDE BEGREPP OCH LAGAR OM VÄRME- OCH MASSAUTBYTNINGSTEORIEN
11.1. Typer av värmeöverföring
11.2. Grundläggande begrepp och lagar för molekylär och konvektiv värmeöverföring
12. GRUNDLÄGGANDE FÖR LIKA TEORIN FYSISK FENOMENA
12.1. Matematisk formulering av problem med vätskedynamik och värmeöverföring
12.2. Grunderna i teorin om likheten mellan fysiska processer
12.3. Definiera storlek och definiera temperatur
12.4. Avslöjar generaliserade variabler från den matematiska formuleringen av problemet
12.5. Skaffa likhetsnummer baserat på dimensionsanalys
13. TERMISK LÄNDNING OCH VÄRMEÖVERFÖRING I STATIONärt LÄGE
13.1. Värmeledningsförmåga för ämnen
13.2. Värmeledningsförmåga och värmeöverföring genom en platt vägg
13.3. Värmeledningsförmåga och värmeöverföring genom en cylindrisk vägg
13.4. Värmeledningsförmåga och värmeöverföring genom kulväggen
14. TERMISK KONDUKTIVITET UNDER STATUSLÄGE
14.1. Förutsättningar för likheten mellan instabila temperaturfält
14.2. Icke-stationär värmeledningsförmåga hos en platt vägg
15. VÄRMEMEDDELANDE
15.1. Faktorer som påverkar värmeöverföringshastigheten
15.2. Förhållandet mellan värmeöverföring och friktion
15.3. Friktions- och värmeöverföringslagar för ett turbulent gränsskikt
15.4. Värmeöverföring under forcerad konvektion av en platt platta
15.4.1. Värmeöverföring av en platta med ett laminärt gränsskikt
15.4.2. Värmeöverföring från en platta med ett turbulent gränsskikt
15.5. Värmeöverföring med yttre flöde runt ett enda rör och rörknippen
15.6. Värmeöverföring under vätskeflöde i rör och kanaler
15.7. Värmeöverföring med fri konvektion
15.8. Värmeöverföring under fasomvandlingar
15.8.1. Kondensvärmeöverföring
15.8.2. Kokande värmeöverföring
15.8.3. Värmeöverföring under kokning under förhållandena för vätskeförflyttning genom rör
15.9. Värmeöverföringsförbättring
16. STRÅLNINGSVÄRMEUTBYTE
16.1. Grundläggande begrepp och definitioner
16.2. Grundläggande lagar för strålningsvärmeöverföring
16.3. Strålningsvärmeöverföring mellan fasta ämnen separerade med ett transparent medium
16.4. Skyddande skärmar
16.5. Strålningsvärmeöverföring mellan gas och skal
17. VÄRMEVÄXLARE
17.1. De viktigaste typerna av värmeväxlare
17.2. Termisk design av en rekuperativ värmeväxlare
17.3. Om den hydrauliska beräkningen av en rekuperativ värmeväxlare
17.4. Sätt att förbättra effektiviteten hos värmeväxlare
Bibliografi.
JORDBRUGSMINISTERIET OCH MATEN I REPUBLIKEN VITRUSLAND
UO "GORODOKSKY STATE AGRARIAN-TECHNICAL COLLEGE"
GRUNDLÄGGANDE FÖR VÄRMEINGNIK OCH HYDRAULIK
korrespondenskursmanual
i frågor och svar
delI
Stad
"Recenserad"
vid ett möte i metodkommissionen
allmänna professionella discipliner
Protokoll nr _____ daterat ________________
Ordförande: ________
Manualen är avsedd för studenter vid korrespondensavdelningen för specialiteter 2-74 06 01 "Tekniskt stöd för jordbruksproduktionsprocesser" och 2-74 06 31 "Strömförsörjning för jordbruksproduktion" för oberoende studier av ämnet "Grundläggande värmeteknik och hydraulik".
Introduktion. 5
Bränsle- och energikomplex i Republiken Vitryssland. 6
Arbetsvätska och dess parametrar ... 11
Grundläggande gaslagar. 12
Grundläggande ekvationer för termodynamik. fjorton
Gasblandningar. Daltons lag. 16
Värmekapacitet: dess typer, beräkning av värmeförbrukning för uppvärmning. arton
Värmekapacitet i processer vid konstant tryck och vid konstant volym 19
Termodynamikens första lag och dess analytiska uttryck. 21
Begreppet termodynamisk process och deras typer. 22
Isokorisk process. Dess graf i - koordinater och grundläggande ekvationer 23
Isobarisk process. Dess plot in - koordinater och 24 grundläggande ekvationer
Isotermisk process. Dess plot in - koordinater och grundläggande ekvationer 26
Adiabatisk process. Dess plot in - koordinater och grundläggande ekvationer 28
Cirkulär process. Dess schema och effektivitet. 30
Carnot -cykeln och dess effektivitet. 31
Vattenånga. Grundläggande definitioner. 33
Förångningsprocessen i - koordinater. 35
Den idealiska cykeln för ett ångkraftverk och dess effektivitet .. 37
C. Deras klassificering. 40
Idealiska cykler för D.V.S. Deras effektivitet .. 42
Verkliga ICE -cykler, effektbestämning. 45
Värmebalans och specifik bränsleförbrukning i förbränningsmotorn .. 48
Driftschema och indikatorschema för enstegskompressor 49
Indikatordiagram över en giltig kompressor. 51
Flerstegs fram- och återgående kompressorer .. 53
Förstå hur centrifugal-, axial- och roterande kompressorer fungerar 56
Värmeöverföringsmetoder. 58
Värmeöverföring genom värmeledningsförmåga genom en enkelsidig platt vägg 60
Värmeledningsförmåga genom en flerskiktsvägg. 62
Värmeledningsförmåga genom cylindriska väggar. 64
Konvektiv värmeöverföring. 66
Värmeöverföring med strålning .. 67
Värmeväxlare. Deras typer .. 70
Grunderna för att beräkna värmeväxlare. 72
Komplex värmeöverföring genom en platt vägg. 75
Värmeöverföring genom en cylindrisk vägg. 78
Introduktion
Disciplinen "Fundamentals of Heat Engineering and Hydraulics" tillhandahåller studerande av grunderna i termodynamik och hydraulik, principerna för pannor och torkanläggningar, förbränningsmotorer, kompressorer, kylmaskiner, solvärmare och pumpar. Vetenskapens huvudsakliga energiproblem är att förbättra den tekniska och ekonomiska prestandan för värmeteknik och kraftutrustning, vilket utan tvekan kommer att leda till minskad bränsleförbrukning och ökad effektivitet.
Värmekraftsteknik - Huvudgrenen för industri och jordbruk, som sysslar med omvandling av naturliga värmeresurser till termisk, mekanisk och elektrisk energi. En integrerad del av värmekraftsteknik är teknisk termodynamik, som behandlar studier av fysiska fenomen i samband med omvandling av värme till arbete. Beräkningar av värmemotorer och värmeväxlare görs utifrån termodynamikens lagar. Förutsättningarna för kraftverkens högsta effektivitet bestäms. Ett stort bidrag till utvecklingen av värmeteknik gjordes av dem som skapade de klassiska verken om termodynamik.
Lagarna för konvektiv och strålande värmeöverföring systematiserades.
De lade grunden för design och konstruktion av ångpannor och motorer.
Kunskap om lagarna för teknisk termodynamik och förmågan att tillämpa dem i praktiken gör det möjligt att förbättra driften av värmemotorer och minska bränsleförbrukningen, vilket är mycket viktigt nu, när priserna på kolväteråvaror ökar och förbrukningsvolymerna ökar.
Fråga 1
Bränsle- och energikomplex i Republiken Vitryssland
Högsta prioritet i Republiken Vitrysslands energipolitik, tillsammans med landets stabila utbud av energibärare, är att skapa förutsättningar för ekonomins funktion och utveckling med den mest effektiva användningen av bränsle och energiresurser.
Egna reserver av bränsle och energiresurser i Vitryssland är otillräckliga och uppgår till cirka 15-20% av den förbrukade mängden. Det finns en tillräcklig mängd torv och trä, brunkol, skiffer är ganska kalorifattigt.
Oljeproduktionen i Vitryssland är cirka 2 miljoner ton per år. Gas är cirka 320-330 tusen ton bränsleekvivalent. Resten av energiresurserna köps utomlands, främst från Ryssland.
Energipriserna har stigit betydligt. Så för 1000m3 gas 115u. Det vill säga olja - för ett ton 230 c.u. e. Republiken Vitryssland köper cirka 22 miljarder naturgas och cirka 18 miljoner olja per år. För att säkerställa att landets energisäkerhet inte är beroende av en leverantör pågår förhandlingar med Azerbajdzjan, Mellanöstern, Venezuela, som i framtiden kommer att sälja kolväteråvaror i form av olja.
För närvarande betonar regeringen och energibesparingskommittén kraftigt användningen av lokala bränslen och senast 2010 måste de minska förbrukningen av inköpta energiresurser med 20-25%.
Torv.
Mer än 9000 torvfyndigheter har utforskats i republiken med ett totalt område inom gränserna för det industriella djupet på en deposition på 2,54 miljoner hektar och initiala torvreserver på 5,65 miljarder ton. Hittills beräknas de återstående geologiska reserverna till 4,3 miljarder ton, vilket är 75% från originalet.
De viktigaste torvreserverna finns i fyndigheter som används av jordbruket (1,7 miljarder ton och 39% av de återstående reserverna) eller klassificeras som naturvårdsobjekt (1,6 miljarder ton eller 37%).
Torvresurser som ingår i den utvecklade fonden uppskattas till 260 miljoner ton, vilket är 6% av de återstående reserverna. Reserverna som kan återvinnas under fältutvecklingen uppskattas till 110-140 miljoner ton.
Oljeskiffer.
Beräknade reserver av oljeskiffer (Lyubanskoye och Turovskoye -insättningar) uppskattas till 11 miljarder ton, kommersiella reserver - 3 miljarder. T.
Den mest studerade är Turovskoye-fyndigheten, inom vilken det första gruvfältet med reserver på 475-697 miljoner ton tidigare har undersökts, 1 miljon ton sådan skiffer motsvarar cirka 220 tusen. här. Värmevärde - 1000-1500 kcal / kg, askhalt -75%, hartsutbyte 6-9,2%, svavelhalt 2,6%
När det gäller dess kvalitetsindikatorer är vitrysk oljeskiffer inte ett effektivt bränsle på grund av dess höga askhalt och låga värmevärde. De kräver preliminär värmebehandling för att ge flytande och gasformiga bränslen. Med hänsyn tagen till att kostnaden för de erhållna produkterna är högre än världspriserna och oljan, samt med hänsyn till miljöskadorna på grund av förekomsten av stora askdumpar och innehållet av cancerframkallande ämnen i askan. Utvinning av skiffer och prognosperioden är opraktisk.
Bruna kol.
De totala reserverna av brunkol är 151,6 miljoner ton
Två fyndigheter i Zhitkovichi -fältet har utforskats i detalj och förberetts för industriell utveckling: Severnaya (23,5 miljoner ton) och Naidinskaya (23,1 miljoner ton), två andra fyndigheter (Yuzhnaya - 13,8 miljoner ton och Kolmenskaya - 8,6 miljoner ton). T) tidigare utforskats.
Användning av brunkol är möjligt i kombination med torv i form av briketter.
Den beräknade kostnaden för kolreserver beräknas till 2 ton bränsleekvivalent. i år.
Ved.
I allmänhet i republiken är den årliga volymen av centraliserad upphandling av ved- och sågavfall cirka 0,94 - 1,00 miljoner ton bränsleekvivalenter. t. En del av veden går till befolkningen genom egen upphandling, vars volym uppskattas till nivån
0,3-0,4 miljoner ton bränsleekvivalent
Republikens maximala möjligheter att använda ved som bränsle kan bestämmas utifrån den naturliga årliga tillväxten av trä, som uppskattas till cirka 25 miljoner kubikmeter. m eller 6,6 miljoner ton oljeekvivalenter. ton per år (om du bränner allt som växer), inklusive i förorenade områden. Gomel -regionen - 20 tusen kubikmeter m eller 5,3 tusen ton bränsleekvivalent. För att använda trä från dessa områden som bränsle är det nödvändigt att utveckla och införa teknik och utrustning för förgasning. Med hänsyn till det faktum att det 2015 planeras att fördubbla virkesavverkningen för produktion av värmeenergi, kan den beräknade årliga volymen träbränsle till 2010 öka till 1,8 miljoner ton bränsleekvivalenter.
Förnybara energikällor.
Den potentiella kapaciteten för alla vattendrag i Vitryssland är 850 MW, inklusive tekniskt tillgängligt - 520 MW, och ekonomiskt genomförbart - 250 MW. På grund av vattenkraftsresurser är det år 2010 möjligt att generera 40 miljoner kWh och därför förskjuta 16 tusen ton bränsleekvivalenter.
På Republiken Vitrysslands territorium har 1 840 platser identifierats för placering av vindkraftverk med en teoretisk potential på 1 600 MW och en årlig elproduktion på 16 tusen ton bränsleekvivalenter.
Under perioden fram till 2015 kommer den tekniska genomförbara och ekonomiskt genomförbara användningen av vindpotentialen dock inte att överstiga 5% av den installerade effekten och kommer att uppgå till 720 - 840 miljoner kWh.
Världens energireserver.
Regional budgetutbildningsinstitution
sekundär yrkesutbildning
"Kursk Assembly College"
ARBETSPROGRAM FÖR UTBILDNINGSCIPPEN
OP 06.
det huvudsakliga yrkesutbildningsprogrammet för gymnasial yrkesutbildning inom specialiteten
140102 Värmeförsörjning och värmeteknisk utrustning
(grundutbildning)
Kursk
ANSOM OCH GODKÄNDvid mötet i OPD: s centralkommitté
Protokoll nr _____
"____" _____________ 2012
Ordförande i centralkommittén Stanar A.M.
GICK MED PÅ
__________________
Vice Direktör för SD O.B. Gruneva
"____" ______________ 2012
Den akademiska disciplinens arbetsprogram « Teoretisk grund värmeteknik och hydraulik " utvecklat på grundval av:
Förbundsstat utbildningsstandard inom specialområdet yrkesutbildning(grundutbildning), som ingår i den utökade gruppen specialiteter 140 000 Energi-, kraftteknik och elektroteknik, godkänd på order av utbildnings- och vetenskapsministeriet Ryska Federationen daterad 15 februari 2010, nr 114.
Utvecklare:
A.A. Katalnikova, föreläsare vid Kursk Assembly College.
INNEHÅLL
sid.
PASSPORT AV DISCIPLINENS ARBETSPROGRAM
STRUKTUR och innehåll i UTBILDNINGSCIPPEN
försäljningsvillkor arbetsprogram akademisk disciplin
Övervakning och utvärdering av resultaten av att behärska den akademiska disciplinen
1. pass av arbetsprogrammet för utbildningsdisciplinen
Teoretiska grunder för värmeteknik och hydraulik
1.1. Arbetsprogrammets omfattning
Arbetsprogrammet för den akademiska disciplinen är en del av det huvudsakliga yrkesutbildningsprogrammet i enlighet med Federal State Educational Standard inom specialitet för sekundär yrkesutbildning140102 "Värmeförsörjning och värmeteknisk utrustning" (grundutbildning), som ingår i den utökade gruppen specialiteter 140 000 Energi, kraftteknik och elektroteknik.
Arbetsprogrammet för den akademiska disciplinen kan användas i ytterligare yrkesutbildning och yrkesutbildning av arbetare inom värmeförsörjning och värmeteknisk utrustningi närvaro av sekundär (komplett) allmän utbildning. Ingen arbetslivserfarenhet krävs.
1.2. Disciplinens plats i strukturen för det huvudsakliga professionella utbildningsprogrammet: disciplin ingår i professionell cykel avser allmänna professionella discipliner.
1.3. Mål och mål för disciplinen - krav på resultaten av att behärska disciplinen.
kunna :
utföra värmetekniska beräkningar:
Termodynamiska cykler för värmemotorer och värmekraftverk;
Bränsleförbrukning; värme och ånga för kraftproduktion;
Effektivitetskoefficienter för termodynamiska cykler för värmemotorer och värmekraftverk;
Värmeförlust genom byggnadshöljen, isolering av rörledningar och värmeutrustning;
Värme- och materialbalanser, uppvärmningsyta för värmeväxlare;
Bestäm parametrarna för den hydrauliska beräkningen av rörledningar, luftkanaler;
Bygg egenskaper hos pumpar och fläktar.
Som ett resultat av att behärska den akademiska disciplinen måste studentenkänna till :
Parametrar för ett termodynamiskt systems tillstånd, måttenheter och förhållandet mellan dem;
Grundläggande termodynamiklagar, processer för att ändra tillståndet för ideala gaser, vattenånga och vatten;
Cykler av värmemotorer och värmekraftverk;
Grundläggande lagar för värmeöverföring;
Fysiska egenskaper hos vätskor och gaser;
Lagarna för hydrostatik och hydrodynamik;
Huvuduppgifterna och proceduren för hydraulisk beräkning av rörledningar;
Typer, anordningar och egenskaper hos pumpar och fläktar.
1.4. Antalet timmar för att behärska arbetsprogrammet för den akademiska disciplinen:
studentens maximala studielast är 180 timmar, inklusive:
obligatorisk klassrumsundervisning för eleven 120 timmar;
självständigt arbete student 60 timmar.
2. STRUKTUR OCH INNEHÅLL I UTBILDNINGSCIPPEN
2.1. Omfattningen av disciplinen och typer av utbildningsarbete
Inklusive:pedagogiskt - individuellt arbete av en student;
förberedelse av abstrakt;
registrering av laboratoriearbete;
systematisk undersökning av klasserna, utbildnings- och speciallitteratur om frågor till stycken, kapitel undervisningshjälpmedel;
lösa problem, göra övningar
4
4
5
19
22
6
Slutcertifiering i formuläret examen
2.2. Tematisk plan och innehåll i den akademiska disciplinen
Teoretiska grunder för värmeteknik och hydraulik
En kort historisk översikt och den nuvarande utvecklingsnivån för hydraulik och värmeteknik.
Inhemska forskares roll i utvecklingen av dessa vetenskaper.
Sektion 1.Fysiska egenskaper hos vätskor och gaser
Ämne 1.1.
Fysiska egenskaper hos vätskor och gaser
Fysiska egenskaper hos vätskor: densitet, specifik vikt, specifik volym, beroende mellan dem, komprimerbarhet, viskositet, beroende av temperatur och tryck.
Självständigt arbete
Avsnitt 2. Grunderna i hydrostatik
Ämne 2.1
Hydrostatiskt tryck. Den grundläggande ekvationen för hydrostatik.
Krafter som verkar inuti vätskan. Hydrostatiskt tryck vid en punkt, dess egenskaper, måttenheter. Absolut och mät tryck.
Den grundläggande ekvationen för hydrostatik. Den fysiska essensen och den grafiska återgivningen av hydrostatikekvationen. Aggressivitet. Tryckmätinstrument ..
Laboratoriearbeten
Tryckmätning med piezometer och manometer. Omvandling av måttenheter för tryck.
Praktiska lektioner
Lösa problem med att sammanställa ekvationen för en vätska
Självständigt arbete:
Ämne 2.2. Tryckkrafter för vätska och gas på plana och krökta väggar.
Pascals lag. Hydraulisk press, hydraulisk domkraft.
Kraften av hydrostatiskt tryck på plana ytor. Pressens centrum. Hydrostatisk paradox. Grafisk metod för att bestämma kraften för hydrostatiskt tryck
Kraften av hydrostatiskt tryck på en cylindrisk yta. Formeln för beräkning av rörstyrkan. Arkimedes lag. Smältning av kroppar och deras stabilitet.
Praktiska lektioner
Lösa problem med att bestämma tryckets kraft på olika ytor, bestämma väggtjockleken på rör
Studenters självständiga arbete:
Registrering av praktiskt arbete
Avsnitt 3. Grunderna i vätskedynamik
Ämne 3.1. Grundläggande lagar för flytande rörelse
Typer av flytande rörelse: stadig, ostadig, enhetlig, ojämn. Begreppet vätskeflöde. Vätskeström, flödeselement. Vätskeshastighet och flödeshastighet. Flödeskontinuitetsekvation.
Bernoullis ekvation, dess geometriska och energiska betydelse.
Laboratoriearbeten
Studie av Bernoulli -ekvationen. Konstruktion av tryckhuvud och piezometriska linjer.
Självständigt arbete:
Registrering av laboratoriearbete;
Systematisk studie av abstrakt av klasser, utbildnings- och speciallitteratur om frågor till stycken, kapitel i läroböcker
Ämne 3.2. Hydrauliskt motstånd
Hydrauliskt motstånd och deras typer. Vätskeförflyttningssätt.
Reynolds kriterium. Karakterisering av laminär och turbulent vätskerörelse. Huvudförluster längs flödets längd och i lokala motstånd (avstängningsventiler, vid expansion och förminskning av flödet, ändring av flödets riktning). Beräkning av huvudförlust på grund av en plötslig expansion av flödet. Hydraulisk friktionskoefficient, dess bestämning i laminära och turbulenta vätskeförflyttningssätt.
Laboratoriearbeten
Bestämning av två vätskeförflyttningssätt. Bestämning av Reynolds -numret.
Bestämning av huvudförlust längs längden, hydraulisk friktionskoefficient.
Bestämning av lokala tryckförluster, lokal motståndskoefficient.
Självständigt arbete
Registrering av laboratoriearbete;
Systematisk studie av abstrakt av klasser, pedagogisk och speciallitteratur om frågor till stycken, kapitel i läroböcker;
Ämne 3.3. Hydraulisk beräkning av rörledningar
Rörledningar och deras typer. Hydraulisk beräkning av enkla och komplexa rörledningar. Vattenhammare i rörledningar (direkt och indirekt).
Beräkning av fritt flöde och korta rörledningar.
Praktiska lektioner
- Beräkning av en enkel pipeline
Självständigt arbete:
Registrering av praktiskt arbete;
Systematisk studie av abstrakt av klasser, utbildnings- och speciallitteratur om frågor till stycken, kapitel i läroböcker
Förberedelse av abstrakt
Ungefärliga ämnen i abstrakt:
Moderna metoder för att skydda rörledningar från vattenslag.
Fenomenet kavitation under flödet av vätska i rör.
Åtgärder som vidtas för att förhindra kavitation.
Ämne 3.4. Utflöde av vätska genom hål och munstycken
Utflödet av vätska från hålen vid ett konstant huvud. Begreppen "hål i en tunn vägg" och "litet hål". Typer av bilagor. Vätskans utflöde genom munstyckena vid ett konstant tryck.
Praktiska lektioner
Bestämning av vätskans flödeshastighet när den rinner ut ur hålet och genom munstyckena
Självständigt arbete:
- registrering av praktiska arbeten
Systematisk studie av abstrakt av klasser, pedagogisk och speciallitteratur om frågor till stycken, kapitel i läroböcker;
Kontrollarbete på avsnitt 3. Grunderna i hydrodynamik
Avsnitt 4 Pumpar och fläktar
Ämne 4.1. Typer och principer för drift av pumpar
Centrifugalpumpar, deras typer, driftsprincip. Fullt huvud, suggräns. Tillförsel, huvud, effekt och effektivitet för en centrifugalpump, deras definition. Beroendet av dessa parametrar på motorvarvtalet.
Proportionella formler. Egenskaper för centrifugalpumpar och tryckledningar. Parallell och sekventiell drift av centrifugalpumpar. Kolvpumpar, deras typer, driftsprincip. Jetpumpar.
Praktiskt arbete
Plotta egenskaperna hos en centrifugalpump
Självständigt arbete:
Registrering av praktiskt arbete;
Systematisk studie av abstrakt av klasser, pedagogisk och speciallitteratur om frågor till stycken, kapitel i läroböcker;
Utbildning - individuellt elevarbete.
Ämne 4.2. Typer och princip för drift av fläktar
Centrifugal- och axialfläktar, deras typer och funktionsprincip. Fläktkapacitet, tryck, strömförbrukning och effektivitet. Beroende på fläktparametrar på motorvarvtal.
Praktiskt arbete
Plotta egenskaperna hos en centrifugalfläkt.
Självständigt arbete:
Registrering av praktiskt arbete;
Systematisk studie av abstrakt av klasser, pedagogisk och speciallitteratur om frågor till stycken, kapitel i läroböcker;
Avsnitt 5. Grunderna i teknisk termodynamik
Ämne 5.1. Grundläggande principer för teknisk termodynamik. Gaslagar. Gasblandningar.
Termisk och mekanisk energi. Grundläggande termodynamiska parametrar för arbetsvätskans tillstånd. Perfekt och riktig gas. Molekylär kinetisk teori om gaser.
Gasblandning, dess sammansättning. Partiellt tryck och reducerad volym av gasblandningskomponenter. Daltons lag. Förhållandet mellan blandningens massa och volymetriska kompositioner.
Självständigt arbete:
systematisk undersökning av klasserna, utbildnings- och speciallitteratur om frågor till stycken, kapitel i läroböcker
Ämne 5.2. Värmekapacitet
Specifik värme och värmemängd. Konstant och variabel värmekapacitet. Genomsnittlig och sann värmekapacitet. Värmekapacitet för gasblandningen
Praktiska lektioner:
Bestämning av luftens volymetriska värmekapacitet vid konstant tryck
Självständigt arbete
Registrering av praktiskt arbete;
Systematisk studie av abstrakt av klasser, utbildnings- och speciallitteratur om frågor till stycken, kapitel i läroböcker
Ämne 5.3. Termodynamikens lagar. Termodynamiska processer.
Termodynamikens första lag är lagen om bevarande och omvandling av termisk och mekanisk energi. Måttenheter för värme och arbete. Entalpi av gas. Analys av de huvudsakliga termodynamiska processerna för förändringar i tillståndet för ideala gaser: isokorisk, isobarisk, isotermisk, adiabatisk, polytropisk. Ekvation av tillstånd för termodynamiska processer, deras representation på pv - diagrammet. Bestämning av arbete, förändring av intern energi och värmemängd.
Termodynamikens andra lag. Cirkulära processer eller cykler. Termisk effektivitet i cykeln. Arbetsvätskans jämvikt och icke-jämviktstillstånd. Reversibla och irreversibla processer och cykler. Den perfekta Karnot -cykeln, dess bild på pv -diagrammet. Termodynamikens andra lag för reversibla och irreversibla processer. Entropi är dess fysiska betydelse. Ts-diagram. Termodynamikens tredje lag.
Praktiska lektioner:
Termodynamisk beräkning av cykler och bestämning av deras termiska verkningsgrad (verkningsgrad), visar cykler på pv och Ts - diagram.
Självständigt arbete
Registrering av praktiskt arbete;
Systematisk studie av abstrakt av klasser, utbildnings- och speciallitteratur om frågor till stycken, kapitel i läroböcker
Lösa problem, göra övningar
Ämne 5.4. Gascykler
Förbränningsmotorer. ICE -cykler med olika värmeförsörjningsmetoder. Deras skildring på pv och Ts - diagram. Värmeeffektivitet för förbränningsmotorns cykler. Gasturbininstallationer. GTU -cykler med olika värmeförsörjningsmetoder. Deras skildring på pv och Ts - diagram. Termisk verkningsgrad för gasturbincykler. Termodynamiska grundvalar för kompressorn. Kompressorcykelbild i pv- och Ts -diagram.
Praktiska lektioner:
Jämförelse av termisk verkningsgrad för förbränningsmotor och gasturbincykel med olika värmeförsörjningsmetoder.
Självständigt arbete
registrering av praktiskt arbete;
Lösa problem, göra övningar
Ämne 5.5. Riktiga gaser. Vattenånga och dess egenskaper
Egendom för verkliga gaser. Den karakteristiska ekvationen för verkliga van der Waals -gaser. Vattenånga som en riktig gas. Förångning, avdunstning, kokning, kondens, sublimering, desublimering.
Mättad vattenånga. Torr och våt mättad ånga. Överhettad ånga. Graden av torrhet. Luftfuktighet och överhettning. Gränskurvor och kritisk punkt. Tabeller med termodynamiska egenskaper för vatten och ånga.
Praktiska lektioner:
Bestämning av vattenånga parametrar med hjälp av tabeller.
Beräkning av parametrar för våtmättad ånga med hjälp av ångbord och matematiska samband.
Självständigt arbete
Registrering av praktiskt arbete;
Systematisk studie av abstrakt av klasser, pedagogisk och speciallitteratur om frågor till stycken, kapitel i läroböcker;
Ämne 5.6. Termodynamiska processer av vattenånga
De viktigaste processerna för att ändra tillståndet för vattenånga: isobarisk, isokorisk, isotermisk och adiabatisk. Bild av de viktigaste termodynamiska processerna av vattenånga på pv och Ts - diagram.
Bestämning av värmemängden, förändringar i intern energi, entalpi, entropi och specifik volym vattenånga i varje termodynamisk process.
Praktiska lektioner:
Beräkning av processerna för att ändra tillståndet för vattenånga med hjälp av tabeller och diagram.
Självständigt arbete
Registrering av praktiskt arbete;
Systematisk studie av abstrakt av klasser, pedagogisk och speciallitteratur om frågor till stycken, kapitel i läroböcker;
Lösa problem, göra övningar.
Ämne 5.7. Utflöde och strypning av gaser och ångor
Allmänna begrepp om utgång. Push -arbete och arbete tillgängligt.
Expirationens hastighet och kritiska hastighet, gasens andra massflödeshastighet. Utflödets beroende av tryckförhållandet. Praktisk tillämpning av utgångsdatum. Kombinerat Laval -munstycke.
Strypprocess och dess funktioner. Teknisk tillämpning av strypning.
Praktiska lektioner:
Bestämning av parametrar och egenskaper för vattenånga under utflöde och strypning
Självständigt arbete
registrering av praktiskt arbete;
Förberedelse av en abstrakt.
Ungefärliga ämnen i abstrakt:
Kombinerat Laval -munstycke;
Praktisk tillämpning av strypningsprocessen;
Den tekniska tillämpningen av utgångsprocessen.
Ämne 5.8. Cykler av ångturbinväxter.
Ångturbinanläggningsdiagram. Rankine -cykeln är en idealisk ångvattencykel för ett värmekraftverk, avbildat på pv- och Ts - diagram. Regenerativ cykel för en ångturbinanläggning. Ånguppvärmningscykel. Binära och ånggascykler för värmekraftverk.
Praktiska lektioner:
Representation av cykler av ångturbinanläggningar på pv och Ts - diagram
Självständigt arbete
Registrering av praktiskt arbete;
Systematisk studie av abstrakt av klasser, utbildnings- och speciallitteratur om frågor till stycken, kapitel i läroböcker
Avsnitt 6. Grunderna i värmeöverföring
Ämne 6.1. De viktigaste bestämmelserna i teorin om värmeöverföring.
Värmeöverföringsprocessen genom värmeledning, konvektion och strålning. Begreppet värmeöverföring. Värmeöverföring genom en platt vägg i ett lager. Fouriers lag
Värmeöverföring genom värmeledningsförmåga genom en flerskiktad platt vägg. Värmeöverföring genom värmeledningsförmåga genom en flerskiktad cylindrisk vägg.
Praktiska lektioner:
Bestämning av värmekonduktivitetskoefficienten och beräkning av värmemängden som överförs genom värmeledningsförmåga genom väggar av olika former.
Självständigt arbete
Registrering av praktiskt arbete;
Systematisk studie av abstrakt av klasser, utbildnings- och speciallitteratur om frågor till stycken, kapitel i läroböcker
Ämne 6.2. Konvektiv värmeöverföring. Värmeöverföring och värmeöverföring.
Grundprinciper för konvektiv värmeöverföring. Värmeöverföring mellan en platt vägg och en vätska. Värmeöverföringskoefficient, dess fysiska betydelse Värmeöverföring genom en flerskiktsvägg och cylindriska väggar. Värmeöverföringskoefficient, dess fysiska betydelse.
Praktiska lektioner:
Beräkning av mängden värme som överförs från kylvätskan till väggarna i olika former.
Självständigt arbete
Registrering av praktiskt arbete;
Systematisk studie av abstrakt av klasser, utbildnings- och speciallitteratur om frågor till stycken, kapitel i läroböcker
Ämne 6.3 Värmeöverföring med fri rörelse av vätska, påtvingat längsgående och tvärgående flöde runt rör, förändring av tillståndets aggregering av materia.
Faktorer som orsakar fri rörelse av vätska. Fördelning av temperaturer och hastigheter i gränsskiktet. Typen av vätskeförflyttning längs en vertikal vägg, nära horisontella rör och plattor. Ekvation för bestämning av värmeöverföringskoefficienten, villkor för dess tillämpning.
Värmeöverföring under längsgående flöde runt släta rör i turbulent läge. Värmeöverföringskoefficient. Värmeöverföringsprocessen i rörets tvärgående flöde. Schack och korridorarrangemang av rör i buntar. Kriterieekvationen.
Kondensförhållanden. Termiskt motstånd vid ångkondens. Bestämning av värmeöverföringskoefficienten under kondens. Kokande skick. Kokande värmeöverföringskoefficient och dess beroende av olika faktorer
Praktiska lektioner:
Beräkning av värmeöverföringskoefficienten med hjälp av kriterieekvationer i olika fall av konvektiv värmeöverföring.
Självständigt arbete
Registrering av praktiskt arbete;
Problemlösningsträning;
Ämne 6.4. Grundläggande begrepp och lagar för termisk strålning. Värmeöverföring genom strålning mellan kroppar.
Värmestrålningsegenskaper. Absorption, reflekterande och överföringskapacitet hos kroppar. De grundläggande lagarna för värmestrålning: Plancks lagar, Stefan-Boltzmann, Lambert, Kirchhoff. Olika fall av värmeväxling genom strålning.
Praktiska lektioner:
Beräkning av mängden strålningsvärme, graden av svarthet på kroppens yta. kroppens emissivitet och absorptionskapacitet.
Självständigt arbete
Registrering av praktiskt arbete;
Systematisk studie av abstrakt av klasser, utbildnings- och speciallitteratur om frågor till stycken, kapitel i läroböcker
Ämne 6.5. Värmeväxlare.
Syfte och klassificering av värmeväxlare. Principen för yt- och blandningsvärmeväxlare. De viktigaste systemen för rörelse av värmebärare. Ekvation av värmebalans och värmeöverföring i en värmeväxlare. Värmeöverföringskoefficienten för värmeväxlaren. Bestämning av värmeväxlarens värmeyta.
Praktiska lektioner:
Upprätta ekvationen för värmebalans och värmeöverföring i värmeväxlare.
Självständigt arbete
registrering av praktiskt arbete;
Individuellt studiearbete av studenter
Testarbete på avsnitt 6. Grunderna i värmeöverföring
För att karakterisera nivån på att behärska utbildningsmaterialet används följande beteckningar:
1. - introduktion (igenkänning av tidigare studerade objekt, egenskaper);
2. - reproduktiv (utför aktiviteter enligt modellen, instruktioner eller under vägledning);
3. - produktiv (planering och oberoende utförande av aktiviteter, lösning av problematiska uppgifter).
3.villkor för genomförandet av disciplinprogrammet
3.1. Minsta logistikkrav
Genomförandet av den akademiska disciplinen kräver ett laboratoriumhydraulik, värmeteknik och aerodynamik.
Klassrumsutrustning:
platser med antalet studenter;
en lärares arbetsplats utrustad med en persondator med licensierad eller gratis programvara, som motsvarar programmets avsnitt och är ansluten till Internet och medel för att mata ut ljudinformation;
en uppsättning läromedel "Grunderna i hydraulik, värmeteknik och aerodynamik";
volymetriska modeller av pumpar och fläktar;
virtuellt laboratorium "Hydraulik";
scanner;
en skrivare.
Tekniska utbildningshjälpmedel:
multimediaprojektor eller multimediakort;
foto- och / eller videokamera;
webbkamera.
3.2. Informationsstöd för utbildning
Huvudsakliga källor:
1. O. N. Bryukhanov, V. A. Zhila. Grunderna i hydraulik, värmeteknik och aerodynamik. - M.: Infra-M, 2010.
2. I.A. Pribytkov, I.A. Levitsky. Teoretiska grunder för värmeteknik - M: Publishing Center "Academy", 2004.
Ytterligare källor:
IN OCH. Kalitsun. Hydraulik, vattenförsörjning och avlopp. - M.: Stroyizdat, 2000.
V.I. Kalitsun, E.V. , K.I. ... Grunderna i hydraulik, värmeteknik och aerodynamik. - M.: Stroyizdat, 2005.
V.N. Lukanin. Värmeteknik. - M.: Högskola, 1999.
Internetresurser:
http://twt.mpei.ru/GDHB/OGTA.html
4. Övervakning och utvärdering av resultaten av att behärska disciplinen
Övervakning och utvärdering resultaten av att behärska disciplinen utförs av läraren under genomförandet av praktiska klasser och laboratoriearbeten, testning, samt genomförandet av individuella uppgifter och projekt av studenter.
Lärandemål(behärskade färdigheter, inlärda kunskaper)
Former och metoder för övervakning och utvärdering av lärandemål
skall kunna:
utföra värmetekniska beräkningar:
Termodynamiska cykler för värmemotorer och värmekraftverk;
Försvar för praktiskt arbete
Bränsleförbrukning; värme och ånga för kraftproduktion;
Verifieringsarbete om detta ämne
Effektivitetskoefficienter för termodynamiska cykler för värmemotorer och värmekraftverk;
Försvar för praktiskt arbete
Värmeförlust genom byggnadshöljen, isolering av rörledningar och värmeutrustning;
Försvar för praktiskt arbete
Värme- och materialbalanser, uppvärmningsyta för värmeväxlare;
Försvar för praktiskt arbete
Bestäm parametrarna för den hydrauliska beräkningen av rörledningar, luftkanaler;
Verifieringsarbete i ämnet
Bygg egenskaper hos pumpar och fläktar.
Kolla in gör-det-själv-läxorna
Undersökning på enskilda uppdrag
Som ett resultat av att behärska den akademiska disciplinen måste studenten känna till:
Parametrar för ett termodynamiskt systems tillstånd, måttenheter och förhållandet mellan dem;
Grundläggande termodynamiklagar, processer för att ändra tillståndet för ideala gaser, vattenånga och vatten;
Cykler av värmemotorer och värmekraftverk;
Bedömning av muntliga och skriftliga övningar
Testa
Fysiska egenskaper hos vätskor och gaser;
Frontal och individuell undersökning under klassrumssessioner
Lagarna för hydrostatik och hydrodynamik;
Bedömning av den frontala och individuella undersökningen under klassrumssessioner.
Analys av skriftliga testresultat.
Testa
Huvuduppgifterna och proceduren för hydraulisk beräkning av rörledningar;
Självtest
Typer, anordningar och egenskaper hos pumpar och fläktar.
Analys av skriftliga testresultat
Utvecklare:
OBOU SPO "KMT" _________ __ lärare _____ __ A.A. Katalnikova
Experter:
OBOU SPO "KMT" ________ _ Metodist ___ ____ M.G. Denisova _____
____________________ _______ ___________________ _________________________
(arbetsplats) underskrift (befattning) (initialer, efternamn)
Hydraulik är en vetenskap som studerar lagar om jämvikt och rörelse för en vätska, liksom metoder för praktisk tillämpning av dessa lagar. Lagarna för hydraulik används vid konstruktion och konstruktion av hydrauliska konstruktioner, hydrauliska maskiner, rörledningsberäkningar etc.
De första, mycket viktiga forskningsresultaten inom hydraulik är förknippade med namnet på den antika grekiske forskaren Archimedes (287-212 f.Kr.), som upptäckte lagen om balansen i en kropp nedsänkt i en vätska. Men under Archimedes tjänst fick hydrauliken ingen märkbar utveckling på nästan 1700 år.
Ett nytt skede i utvecklingen av hydraulik började under renässansen. Här bör det noteras arbetet av den nederländska forskaren Stevin (1548-1620), som gav reglerna för att bestämma tryckkraften på kärlens botten och väggar; den italienska forskaren Torricelli (1608-1647), som undersökte egenskaperna hos en flytande vätska och upptäckte lagen om utflöde av vätska från ett hål i ett kärl; Fransk matematiker och fysiker Pascal (1623-1662), som formulerade lagen om trycköverföring av en vätska som utövas på dess yta.
B XVII-XVIII århundraden. de viktigaste lagarna fastställdes
hydromekanik. Upptäckten av mekanikens lagar av Newton (1643-1727) skapade den nödvändiga grunden för studiet av vätskornas rörelselagar. Newton utvecklade grunden för teorin om inre friktion av vätskor, vidareutvecklad av hans anhängare, inklusive den ryska forskaren N.P. Petrov (1836 - 1920). Teorin han utvecklade kallades den hydrodynamiska teorin om smörjning.
