17. Изобразить графически цикл Ренкина

Цикл Ренкина состоит из следующих процессов:

• изобара линия 4-5-6-1. Происходит нагрев и испарение воды, а затем перегрев пара. В процессе затрачивается теплота q1.

• адиабата линия 1-2. Процесс расширения пара в турбине, то есть её вращение паром (lTa).

• изобара линия 2-3 Конденсация отработанного пара с отводом теплоты q2 охлаждающей водой.

• адиабата линия 3-4. Сжатие сконденсировавшейся воды до первоначального давления в парогенераторе с затратой работы lHa.

18. Объяснить, что такое истечении газов

Истечением называют процесс выхода сжатого до р₁ газа или пара через сопло в среду с меньшим давлением р₂. Сопло представляет собой канал, образованный жесткими стенками. Сопло может иметь постоянное сечение, суживающееся или комбинированное. Основная задача данного раздела заключается в том, чтобы обеспечить падение давления р­₁ к выходу из сопла до р₂. В этом случае вся потенциальная энергия, соответствующая разнице (р₁–р₂), полностью превращается в кинетическую энергию струи, вылетающей из сопла. Это значит, что струя получает максимально возможную скорость при данном перепаде давлений (р₁–р₂) и, падая на объект, совершает максимальную работу. 

19. Объяснить, что такое дросселирование газов

Дросселированием называется необратимый процесс снижения давления, без совершения технической работы и без изменения кинетической энергии видимого движения потока вещества.

Процессы дросселирования имеют место при регулировании и измерении расходов рабочих тел, снижении их температур и давления и т.д. Процесс дросселирования обусловлен наличием препятствия на пути движения потока по каналу, которое вызывает деформацию (мятие) потока.

20. Дать определение теплопроводности, назвать единицу измерения теплопроводности

Теплопрово́дность — это процесс переноса внутренней энергии от более нагретых частей тела (или тел) к менее нагретым частям (или телам), осуществляемый хаотически движущимися частицами тела (атомами, молекулами, электронами и т. п.). Такой теплообмен может происходить в любыхтелах с неоднородным распределением температур, но механизм переноса теплоты будет зависеть от агрегатного состояния вещества.

Теплопроводностью называется также количественная характеристика способности тела проводить тепло. В сравнении тепловых цепей с электрическими это аналог проводимости.

Способность вещества проводить тепло характеризуется коэффициентом теплопроводности (удельной теплопроводностью). Численно эта характеристика равна количеству теплоты, проходящей через образец материала толщиной в единицу длины (1 м), площадью в единицу площади (1 м²), за единицу времени (1 секунду) при единичном температурном градиенте (1 К). В метрической системе мер единицей измерения коэффициента теплопроводности является Вт/(м·K).

21. Объяснить понятия: температурное поле, градиент температуры и тепловой поток

Будем рассматривать только однородные и изотропные тела, т.е. такие тела, которые обладают одинаковыми физическими свойствами по всем направлениям. При передачи теплоты в твердом теле, температура тела будет изменяться по всему объему тела и во времени. Совокупность значений температуры в данный момент времени для всех точек изучаемого пространства называется температурным полем: t = f(x,y,z,τ) , где:t –температура тела; x,y,z -координаты точки; τ - время. Такое температурное поле называется нестационарным ∂t/∂i ¹ 0, т.е. соответствует неустановившемуся тепловому режиму теплопроводности Если температура тела функция только координат и не изменяется с течением времени, то температурное поле называется стационарным: t = f(x,y,z) , ∂t/∂i = 0

Градиентом температуры называют предел отношения изменения температуры∆t к расстоянию между изотермами по нормали ∆n, когда стремится к нулю: gradt = |gradt| = lim[∆t/∆n]∆n→0 = ∂t/∂n (9.7)   Температурный градиент-это вектор, направленной по нормали к изотермической поверхности в сторону возрастания температуры и численно равный производной температуры t по нормалиn: gradt = ∂t/∂n no , (9.7*) где:no – единичный вектор.

Количество теплоты, проходящее через изотермическую поверхность F в единицу времени называется тепловым потоком – Q, [Вт=Дж/с]. Тепловой поток, проходящий через единицу площади называют плотностью теплового потока – q = Q / F, [Вт/м2] Для твердого тела уравнение теплопроводности подчиняется закону Фурье: Тепловой поток, передаваемая теплопроводностью, пропорциональна градиенту температуры и площади сечения, перпендикулярного направлению теплового потока. Q = -λ∙F∙ ∂t/∂n, или q = -λ ∙ ∂t/∂n ∙no = -λ∙gradt , где: q – вектор плотности теплового потока; λ – κоэффициент теплопроводности, [Вт/(м∙К)]. Коэффициент теплопроводности является физическим параметром вещества, характеризующим способность тела проводит теплоту, Она зависит от рода вещества, давления и температуры. Также на её величину влияет влажность вещества.