- •Рабочая учебная программа по дисциплине
- •Цель и задачи дисциплины
- •Тематическое содержание дисциплины
- •Материально-техническое обеспечение дисциплины
- •Методические указания для студентов
- •2.3.3. Удельный объём.
- •2.2. Понятие рабочего тела. Идеальный газ.
- •Термодинамические параметры состояния.
- •Давление.
- •2.3.2.Температура.
- •3.2. Первый закон термодинамики.
- •3.2. Работа. Свойства работы как формы обмена энергией.
- •3.3. Энтропия. Потенциалы и координаты термодинамических взаимодействий.
- •Это основное термодинамическое тождество.
- •4.2. Формулировка 2-го закона термодинамики.
- •5.2 Уравнение состояния реальных газов.
- •Лекция №6 термодинамические процессы. Методы их исследования.
- •6.2 Изобарный процесс.
- •6.3 Изотермический процесс.
- •6.4 Адиабатный процесс.
- •6.5 Политропный процесс и его обобщающее значение.
- •Лекция №7 газовые смеси. Влажный воздух как частный случай газовой смеси.
- •Лекция №8 первый закон термодинамики для открытых систем.
- •8.1 Уравнение 1-го закона термодинамики для открытой системы.
- •8.2 Истечение из суживающегося сопла.
- •8.3 Основные закономерности течения газа в соплах и диффузорах.
- •9.2 Обобщённый (регенеративный) цикл Карно.
- •9.3 Обратимый цикл Карно.
- •9.4 Изменение энтропии в необратимых процессах.
- •9.5 Максимальная работа. Эксергия.
- •Лекция №10 циклы теплосиловых установок.
- •10.1 Термодинамическая эффективность циклов тсу.
- •10.2 Циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания.
- •10.3. Циклы газотурбинных установок.
- •Лекция №11. Превращение воды в пар. Цикл Ренкина. Дросселирование газов и паров.
- •11.2. Теплофикация.
- •11.3. Дросселирование газов и паров.
- •Лекция №14. Теплопроводность. Основные понятия и определения.
- •Теплопроводность
- •Лекция №15 конвективный теплообмен (теплоотдача) Основной закон конвективного теплообмена.
- •Теплоотдача при изменении агрегатного состояния вещества.
- •Лекция №16 лучистый теплообмен Описание процесса и основные определения
- •Основные законы лучистого теплообмена
- •Лекция №17 Теплопередача Сложный теплообмен
- •Теплопередача между двумя жидкостями через разделяющую их стенку
- •Основы теплового расчёта теплообменных аппаратов Типы теплообменных аппаратов
- •Виды теплового расчёта теплообменников
- •Закон смещения Вина
Тематическое содержание дисциплины
Определение энергии, её виды. Термодинамика и методы её исследования. Понятие о термодинамических системах. Понятие рабочего тела, виды и типы рабочих тел. Термодинамические параметры состояния. Внутренняя энергия, энтальпия. Определение понятий, физический смысл, единицы измерения, полный дифференциал. Энтропия: определение, единицы измерения, свойства. Энтропия как мера работоспособности, необратимости термодинамического процесса. Уравнение состояния для идеального и реального газов. Газовые постоянные, их физический смысл. Теплоёмкость, формула Майера. Виды термодинамических процессов. Формы передачи энергии (работа и теплота). Газовые смеси, влажный воздух как частный случай газовой смеси. Первый закон термодинамики. Уравнение закона в дифференциальной и интегральной формах. Первый закон для открытых термодинамических систем. Круговые циклы, термический к.п.д. и холодильный коэффициент. Прямой, обратный, обобщённый циклы Карно. Циклы ГТД, двигатели внутреннего сгорания. Превращение воды в пар. Цикл Ренкина. Дросселирование газов и паров, сопла и диффузоры. Компрессорные машины. Холодильные установки: газовые, парокомпрессионные, абсорбционные. Теплопроводность, конвекция, основы теории подобия. Лучистый теплообмен. Сложный теплообмен и теплопередача. Теплообменные аппараты.
Распределение часов по темам и видам учебной работы.
Название разделов и тем |
Всего часов по учебному плану |
Виды учбных занятий |
Индив. Зан. |
Сам. Работ. |
||
Аудиторные занятия, в том числе |
||||||
лекции |
практ. зан. нет |
лабораторные работы |
||||
Раздел 1. Термодинамика. |
||||||
1. Определение энергии, понятие о термодинамических системах. |
8 |
2 |
|
2 |
2 |
2 |
2. Понятие рабочего тела, термодинамические параметры, единицы измерения, уравнение состояния. |
6 |
2 |
|
|
2 |
2 |
3.Газовые постоянные, физический смысл, формула Майера. |
4 |
2 |
|
- |
- |
2 |
4. Исследование термодинамических процессов |
8 |
2 |
|
2 |
2 |
2 |
5. Газовые смеси, влажный воздух, формы передачи энергии. |
4 |
2 |
|
- |
|
2 |
6. Первый закон термодинамики. |
6 |
2 |
|
- |
2 |
2 |
7. Первый закон для открытых систем термодинамики. |
4 |
2 |
|
2 |
- |
2 |
8. Круговые циклы, термический к.п.д. и холодильный коэффициент. |
6 |
2 |
|
2 |
- |
2 |
9. Прямой и обратный циклы Карно, циклы ГТД, ДВС. |
6 |
2 |
|
|
2 |
2 |
10. Превращение воды в пар, цикл Ренкина. |
4 |
2 |
|
|
- |
2 |
11.Дросселирование газов и паров воды, сопла и диффузоры. |
8 |
2 |
|
|
2 |
4 |
12. Компрессорные машины, типы, конструкции. |
8 |
2 |
|
2 |
2 |
2 |
13. Холодильные машины: газовые, парокомпрессионные, абсорбционные. |
4 |
2 |
|
|
- |
2 |
Раздел 2. Теплопередача. |
||||||
15. Теплопроводность, другие способы передачи теплоты, закон Фурье, значения коэффициентов теплопроводности различных материалов. |
6 |
2 |
|
|
|
2 |
16. Конвективный тепломассоперенос, закон Ньютона-Рихмана |
14 |
2 |
|
8 |
2 |
2 |
17. Лучистый перенос теплоты, законы Стефана-Больцмана, Кирхгофа, Ламберта, понятие степени черноты тела. |
6 |
2 |
|
|
|
2 |
18. Сложный теплообмен. Теплообменные аппараты. |
6 |
2 |
|
|
2 |
2 |
Лабораторные работы.
№№ и названия разделов и тем |
Цель и содержание лабораторной работы |
Результаты лабораторной работы |
Лабораторная работа №1 Приборы для теплотехнических измерений. |
||
Раздел 1 .Термодинамика. |
Цель-в процессе работы ознакомление с приборами, принципами их действия, классами точности. |
Получить навыки настройки и подключения приборов в измерительную схему. |
Лабораторная работа №2. Определение изобарной теплоёмкости воздуха методом нагрева струи. |
||
Термодинамические параметры состояния |
Усвоение понятия теплоёмкости. |
Проверка соотношения Майера. |
Лабораторная работа №3 . Испытание поршневого компрессора. |
||
Компрессорные машины |
Изучение принципа действия одноступенчатого компрессора. |
Построение индикаторной диаграммы с помощью компьютора и расчёт основных показателей работы. |
Лабораторная работа №4 Изучение процессов переноса теплоты (конвекция, теплопроводность и излучение) |
||
Тепломассообмен. |
Проверка знаний по естественной и вынужденной конвекции. Сравнение теоретического и экспериментального значений коэффициентов теплообмена. |
Экспериментальные значения коэффициентов теплопроводности, теплообмена, |
Лабораторная работа №5. Определение коэффициента теплопередачи теплообменника. |
||
Теплообменные аппараты |
Определение зависимости теплового потока т/о от режима течения теплоносителя. |
Рассчитывается по полученным экспериментальным данным коэффициент теплопередачи теплообменника. |
Самостоятельная работа
Разделы и темы для самостоятельного изучения |
Виды и содержание самостоятельной работы |
Понятие о термодинамических системах, параметры состояния рабочих тел. |
Конспектирование материала по указанной теме из первоисточников. |
Понятие энтропии. |
Знакомство с T-s диаграммой, решение практических задач. |
Влажный воздух |
Знакомство с H-d диаграммой состояния влажного воздуха, процессы смешения воздуха с разными значениями относительной влажности. |
Уравнение первого закона термодинамики в дифференциальной и интегральной формах |
Понятие открытой термодинамической системы, примеры, написание первого закона для такой системы. |
Второй закон термодинамики |
Рассмотреть в литературе по термодинамике различные формулировки этого закона. |
Термический к.п.д. цикла, холодильный коэффициент |
Дать определение этих величин, установить, в чём принципиальная разница между ними. |
Цикл Карно, Ренкина |
Установить, в чём заключается достижение открытий этих учёных? |
Двигатели внутреннего сгорания |
Виды циклов, построение диаграмм, описать преимущества того или иного цикла. |
Теплопроводность, конвекция, режимы течения теплоносителя. |
Основные положения теории, выводы формулы среднего температурного напора. |
Теплообменные аппараты. |
Типы аппаратов, применяемых на ж.д. транспорте, основные расчётные уравнения. |
Литература
Основная:
Баскаков А.П., Берг Б.В., Вит О.К. и др. Теплотехника. М.: Энергоиздат, 1982г.-264 с.
Дрыжаков Е.В., Исаев С.И., Кожинов И.А. Техническая термодинамика. М.: Высшая школа, 1981г.-439 с.
Юдаев Б.Н. Техническая термодинамика, теплопередача. М.: Высшая школа. 1988г.-479 с.
Минаев Б.Н. Методические указания по дисциплине «Термодинамика и теплопередача». М.: МИИТ, 2000 г.
Дополнительная:
Минаев Б.Н., Мокриденко Г.П., Левенталь Л.Я. Теплоэнергетика железнодорожного транспорта: Справочно-методическое пособие/ Под общей ред. Б.Н. Минаева. –М.: МИИТ, 2006г.-345 с.
Быстрицкий Г.Ф. Общая энергетика: Учебное пособие для студ. Высш. Учеб. заведений. М.: Издательский центр «Академия», 2005.-208с.
