Термодинамические параметры состояния. Тепловой баланс и теплопередача
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
Управление образованием
Алматинский государственный колледж энергетики и электронных технологий
Контрольная работа
По дисциплине
Теоретические основы теплотехники
Выполнил: студент
группы ТЭУ-13 ЗО
Бордонос М.А.
Принял: преподаватель
Ахметова С.Ж.
Алматы, 2012
Содержание
1. Основные термодинамические параметры состояния
. Работы, полученные в цикле Ренкина
. Понятие о температурном поле и температурном градиенте
3.1 Температурное поле
.2 Температурный градиент
4. Уравнение теплового баланса и теплопередачи в теплообменнике
.1 Уравнение теплового баланса
.2 Уравнение теплопередачи
. Задачи
Список литературы
1. Основные термодинамические параметры состояния
Величины, которые характеризуют физическое состояние тела называются термодинамическими параметрами состояния. Такими параметрами являются удельный объем, абсолютное давление, абсолютная температура, внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, концентрация, теплоемкость.
При отсутствии внешних силовых полей (гравитационного, электромагнитного и др.) термодинамическое состояние однофазного тела можно однозначно определить 3-мя параметрами - удельным объемом (?), температурой (Т) и давлением (Р).
Если изменить термодинамическое состояние системы, например, подвести или отнять тепло, сжать газ или дать возможность ему расшириться, то все параметры рассматриваемой системы изменят свою величину.
Давление равно силе, действующей на единицу площади поверхности тела. Когда говорят о давлении газа или пара, то под давлением понимают суммарную силу ударов молекул этого газа или пара, направленную перпендикулярно к стенкам сосуда.
Подавляющее большинство приборов для определения давления измеряет разницу между давлением среды (иногда называемым полным, или абсолютным давлением) Р и атмосферным (барометрическим) В. Если измеряемое давление выше атмосферного, такой прибор называется манометром, а измеряемое давление - избыточным:
Ризб=Р-В.
В этом случае полное (абсолютное) давление, являющееся параметром состояния:
Р=Ризб+В.
Если измеряемое давление ниже атмосферного, такой прибор называется вакуумметром, а измеряемое давление - вакуумметрическим (или вакуумом):
Рвак=В-Р.
В этом случае полное (абсолютное) давление:
Р=В-Рвак.
Температура - это мера нагретости тела (тепловое состояние тела). Если теплота переходит от одного тела к другому, это значит, что температура первого тела Т1 больше температуры второго тела Т2. Если же теплообмен между телами отсутствует, тогда температуры одинаковы T2 = T1.
Удельный объем - представляет собой объем, занимаемый единицей плотности вещества, то есть отношение полного объема вещества V к его массе m.
v =V/m, м3/кг.
Плотность - это отношение массы вещества к его объему.
?=m/ V=1/v,
то есть плотность является величиной, обратной удельному объему.
Величины, характеризующие термодинамическое состояние газа: давление р, удельный объем v и температура Т зависят друг от друга.
Если, например, газ определенной температуры занимает какой-то определенный объем, то он будет находиться под некоторым давлением. Изменение объема или температуры изменит давление газа.
Таким образом, из трех величин р, v и Т две могут быть заданы произвольно, а третья определится как функция первых двух.
Зависимость, связывающую между собой давление, объем и температуру газа, называют уравнением состояния данного газа. Это уравнение выражает основное соотношение, характеризующее термодинамические свойства газа.
Для идеального газа уравнение состояния имеет простой вид:
,
то есть отношение произведения абсолютного давления газа на его объем к абсолютной температуре остается постоянным. Для 1 кг газа эту постоянную величину называют газовой постоянной и обозначают буквой R:
, или .
Уравнение состояния часто называют уравнением Клапейрона, по имени ученого, предложившего это уравнение.
Зная два параметра газа, по уравнению можно легко найти третий, так как R является величиной, постоянной для каждого газа. Для температурных пределов, которые обычно применяют в технике, газовые постоянные подсчитаны для большинства газов и сведены в таблицы. Газовая постоянная R представляет работу 1 кг газа в процессе при постоянном давлении и при изменении температуры на 1 градус.
2. Работы, полученные в цикле Ренкина
Основным циклом теплосиловых установок, применяемых в современной теплоэнергетике является цикл Ренкина с перегревом пара.
На рисунке цикл Ренкина изображен в i, s - диаграмме. В этой диаграмме расстояние по ординате между точками 1 и 2 (2д) соответствует работе, производимой турбиной, расстояние между точками 5 и 3 - работе затрачиваемой в насосе, расстояние между точками 1 и 5 (5д) - теплу подводимому в цикле q1, а между точками 2 и 3 - теплу отводимому в цикле q2.
Работу производимую в цикле Ренкина можно рассматривать как разность работы, полученной в турбине и работы затрачиваемой на привод насоса:
- в обратимом цикле Ренкина, при отсутствии потерь (отсутствие трения и ?/p>