Untitled

ЛИТЕРАТУРА 

Основная 

1. Нащокин В. В. Техническая термодинамика и теплопередача. 

М., 1980. 

2. Баскаков А. П., Витт О. К., Кузнецов Ю. В., Филипповский Н. Ф. 

Теплотехника, М., 1982. 

Дополнительная 

3. Панкратов Г. П. Сборник задач по теплотехнике, М., 1986. 

4. Богданов С. #., БучкоН. А. и др. Теоретические основы хладотехники. 

Тепломассообмен. М., 1986. 

5. Андрианова Т. Н., Дзампов Б. В. и др. Сборник задач по технической 

термодинамике, М., 1981. 

6. Краснощекое Е. А., Сукомел А. С. Задачник по теплопередаче. М., 

1975. 

7. Салтыков А. И., Семашко Г. Л. Программирование для всех. М., 

1986. 

ПРОГРАММА, МЕТОДИЧЕСКИЕ 

УКАЗАНИЯ К ИЗУЧЕНИЮ ТЕМ КУРСА 

И ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ 

Введение 

Теплотехника как общетехническая дисциплина, ее значение в 

системе подготовки инженера-технолога отраслей промышленности 

группы Б. Главные задачи курса в свете решений ЦК КПСС и Совета 

Министров СССР. Проблема экономии топливно-энергетических ресурсов. 

Рациональное использование вторичных энергоресурсов. Защита 

окружающей среды. 

Методические указания 

Теплотехника — общетехническая дисциплина, которая изучает способы 

получения, преобразования, передачи и использования теплоты, а 

также принципы действия и конструктивные особенности тепло- и парогенераторов, 

тепловых и холодильных машин, аппаратов и устройств. 

Теоретическими основами теплотехники являются техническая термодинамика 

и теория тепло- и массообмена. 

Теплотехническая подготовка студентов технологических специальностей 

имеет ряд особенностей, которые обусловлены характером их 

будущей практической деятельности. Большинство технологических 

процессов, применяемых на предприятиях отрасли промышленности 

4 

группы Б, протекает с выделением или поглощением теплоты, а также с 

широким использованием электрической и механической энергии, которые 

вырабатываются в различных теплосиловых установках и тепловых 

двигателях. 

Инженер-технолог в своей практической деятельности имеет дело с 

различными тепловыми процессами и с их конструктивным оформлением 

в виде теплотехнического оборудования, встроенного в технологические 

процессы. Поэтому он должен уметь грамотно и эффективно использовать 

тепловое оборудование, которое применяется в данной отрасли 

народного хозяйства, руководитель эксплуатацией энерготехнологических 

систем производства, заниматься выявлением и использованием 

вторичных энергоресурсов. 

В связи с тем что отрасли промышленности группы Б являются крупными 

потребителями теплоты, инженеру-технологу необходимо целесообразно 

использовать эту энергию. Для этого он должен хорошо разбираться 

в тепловых процессах, конструкциях теплоэнергетических 

установок и способах экономного использования теплоэнергетических 

ресурсов в условиях предприятия. Все возрастающее использование 

топливно-энергетических ресурсов в промышленности с особой остротой 

ставит проблему защиты окружающей среды от загрязнения ее продуктами 

сгорания топлива. 

При подготовке студентов технологических специальностей в отличие 

от студентов энергетических специальностей отдельные вопросы 

теплотехники не выделяются в отдельные дисциплины (техническая 

термодинамика, теплопередача, тепловые и атомные электростанции, 

паровые и газовые турбины и др.), а объединены и изучаются в одной 

дисциплине — теплотехнике. В соответствии с этим курс теплотехники 

состоит из трех частей: ч. I. Техническая термодинамика; ч. II. Теория 

тепло- и массообмена; ч. III. Промышленные теплоэнергетические 

установки. 

Основная задача курса теплотехники — дать необходимую теплотехническую 

подготовку будущему квалифицированному инженерутехнологу 

данной отрасли народного хозяйства. 

ЧАСТЬ I. ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА 

Тема I. Основные понятия и определения 

Предмет технической термодинамики и ее метод. Термодинамическая 

система и ее виды. Рабочее тело и внешняя среда. Теплота и 

работа как формы энергетического взаимодействия внешней среды и 

рабочего тела. Основные параметры состояния рабочего тела. Термодинамический 

процесс. Равновесный и неравновесный процессы. Обратимый 

и необратимый процессы. Графическое изображение обра- 

5

Вопросы для самопроверки 

1. Приведите определение термодинамической системы. 2. Что такое 

рабочее тело 3. Какое число независимых параметров определяет 

состояние рабочего тела Почему 4. В чем состоит энергетическое воздействие 

внешней среды на рабочее тело 5. Какой процесс называют 

термодинамическим 6. Какие процессы называют обратимыми, а 

какие — необратимыми 7. Какая разница между разомкнутым термодинамическим 

процессом и круговым (циклом) 8. Какой газ называют 

идеальным 9. Какие известны уравнения состояния идеального 

газа 10. Что такое моль газа Что называют нормальными физическими 

условиями 11. Каково соотношение между удельной газовой 

постоянной и универсальной газовой постоянной и в каких единицах 

их выражают 12. Как определяют газовую постоянную смеси идеальных 

газов, заданную массовыми долями 13. Как определяют газовую 

постоянную смеси идеальных газов, заданную объемными долями 


1. Что такое внутренняя энергия рабочего тела 2. Что такое теплота 

и работа процесса 3. В чем сущность первого закона термодинамики 

4. Что такое энтальпия и энтропия В чем они выражаются 

5. В чем разница между функцией состояния и функцией процесса 

6. Как доказать на примере идеального газа, что энтальпия и энтропия 

являются функциями состояния 7. Как графически изобразить 

работу и теплоту процесса 8. Что такое теплоемкость Какие существуют 

теплоемкости 9. В чем разница между средней и истинной 

2—372 9


1. Что такое термодинамический цикл 2. В чем состоит термическая 

и механическая необратимости процессов 3. Что такое прямой и 

обратный (обратимые) циклы Карно 4. Что называют термическим 

к.п.д. и холодильным коэффициентом произвольного цикла, чему они 

равны для цикла Карно 5. Почему обратимый цикл Карно является 

самым эффективным среди других циклов, осуществляемых в заданном 

интервале температур 6. В чем сущность второго закона термодинамики 

Приведите основные формулировки этого закона. 7. Приведите 

аналитическое выражение второго закона термодинамики для обратимых 

и необратимых процессов. 8. Как изменяется энтропия изолированной 

системы при протекании в ней обратимых и необратимых процессов 

9. Что такое эксергия Чем определяется уменьшение работоспособности 

изолированной системы


1. Приведите определение влажного воздуха. 2. Что такое абсолютная 

и относительная влажности 3. Что такое влагосодержание 

4. В каких пределах может изменяться влагосодержание 5. Что такое 

точка росы 6. Как изображают основные процессы влажного воздуха 

в id-диаграмме 


1. Какие термодинамические процессы рабочего тела называют 

основными 2. Изобразите в pv- 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 pv- и ^-диаграммах. 

6. В чем физический смысл отрицательной теплоемкости 

7. В чем принципиальное различие между идеальным и реальным газами 

8. Изобразить процесс парообразования в pv-н Ts-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 pv-, Ts- и /s-диаграммах основные термодинамические 

процессы водяного пара. 12. Как определяют теплоту и работу изменения 

объема для основных термодинамических процессов водяного 

пара


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 ру-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 


1. Каково назначение компрессоров 2. Какова классификация компрессоров 

3. Каковы принципы действия поршневого компрессора и 

изображение работы компрессора в ри-диаграмме 4. Какой процесс 

сжатия в поршневом компрессоре наиболее выгодный 5. Можно ли 

получить газ высокого давления в одноступенчатом компрессоре 

6. Как определяют работу, затрачиваемую на привод компрессора 

7. Как определяют техническую работу компрессора 8. Чем вызвано 

применение нескольких ступеней сжатия в многоступенчатом компрессоре 

9. Чем отличаются центробежные компрессоры от поршневых 

10. Приведите описание многоступенчатого компрессора. 11. Как влияет 

вредное пространство на работу компрессора 12. Как определяют эффективную 

мощность, затрачиваемую на привод компрессора 13. Как 

определяют внутренний относительный к.п.д. компрессора 

Методические указания 

Термодинамический анализ циклов двигателей внутреннего сгорания 

проводится при допущении термодинамической обратимости процессов, 

составляющих цикл. Для простоты анализа циклов ДВС в 

качестве рабочего тела принимают идеальный газ с постоянной теплоемкостью. 

Разность температур между источником теплоты и рабочим 

телом считают бесконечно малой, а подвод теплоты к рабочему телу 

осуществляют от внешних источников теплоты, а не за счет сжигания 

топлива. Следует научиться анализировать различные циклы, пользуясь 

при этом pv- и ^-диаграммами. При рассмотрении действительных 

процессов обратите внимание на отличие индикаторных диаграмм 

от теоретического идеального цикла. Проанализируйте уравнение для 

17

подводом теплоты при р = const. Изобразите тепловой процесс в pvи 

Гз-диаграммах. 14. Что называют внутренним относительным к.п.д. 

газотурбинной установки и как его определяют 15. Что называют 

эффективным к.п.д. газотурбинной установки и как его определяют 

16. Назовите методы повышения термического к.п.д. газотурбинной 

установки. 17. Приведите сравнительную характеристику идеальных 

циклов газотурбинных установок. 18. В чем сущность эксергетического 

метода анализа циклов 


1. Приведите определение понятия «двигатель внутреннего сгорания». 

2. Как классифицируют теоретические циклы двигателей внутреннего сгорания 

3. Изобразите тепловой процесс цикла ДВС с подводом теплоты 

при v = const в pv- и Ts-диаграммах. 4. Как определить термический 

к.п.д. цикла ДВС с подводом теплоты при v = const 5. Почему в циклах 

ДВС с подводом теплоты при v = const нельзя применять высокие степени 

сжатия 6. Изобразите идеальный цикл двигателя внутреннего 

сгорания с подводом теплоты при р = const в pv- и Ts-диаграммах. 

7. Как определить термический к.п.д. цикла ДВС с подводом теплоты 

при р = const 8. Изобразите идеальный цикл двигателя внутреннего 

сгорания со смешанным подводом теплоты в pv- и Га-диаграммах. 

9. Как определить термический к.п.д. и полезную работу в цикле 

Ю.Почему термический к.п.д. цикла ДВС при р = const больше, чем 

в цикле при v = const 11. Какие преимущества имеют газотурбинные 

установки по сравнению с двигателями внутреннего сгорания 12. Приведите 

принципиальную схему газотурбинной установки с подводом теплоты 

при v = const. Изобразите тепловой процесс в pv- и ^-диаграммах. 

13. Приведите принципиальную схему газотурбинной установки с 

18


1. В чем принципиальное отличие паросиловой установки от двигателей 

внутреннего сгорания 2. Приведите принципиальную схему паросиловой 

установки. 3. Изобразите идеальный цикл Ренкина в ру-диаграмме. 

4. Изобразите идеальный цикл Ренкина в Гх-диаграмме. 5. Изобразите 

идеальный цикл Ренкина в is-диаграмме. 6. В чем отличие цикла 

Ренкина от цикла Карно 7. Как определить термический к.п.д. цикла 

Ренкина 8. Как и почему измеряется термический к.п.д. цикла Ренкина 

при увеличении начальных параметров водяного пара 9. Каково влияние 

конечных параметров водяного пара на термический к.п.д. цикла 

Ренкина 10. Покажите с помощью is-диаграммы, как изменяется 

влажность пара в конце адиабатного расширения при повышении 

начального давления при неизменной начальной температуре и конечном 

давлении пара 11. Для каких целей в паросиловой установке используют 

вторичный перегрев пара 12. Объясните работу регенеративного 

цикла паросиловой установки с помощью /s-диаграммы. 13. Приведите 

описание бинарного цикла. 14. Что такое внутренний относительный 

к.п.д. паросиловой установки и как его определяют 15. В чем преимущество 

комбинированной выработки теплоты и электроэнергии 16. Как 

определяют удельный расход пара в паросиловой установке 17. Как 

определяют эффективный к.п.д. паросиловой установки 18. В чем сущность 

парогазового цикла 


1. Каковы новые методы получения тепловой и электрической 

энергии 2. Каким образом можно использовать энергию Солнца для 

получения электроэнергии 3. Можно ли использовать солнечную энергию 

для работы электрических парогенераторов 4. Приведите" определение 

понятия низкотемпературной плазмы. 5. На каком принципе основана 

работа магнитогидродинамических генераторов


1. Какие машины называют холодильными 2. Назовите отрасли 

промышленности, в которых большое применение находят холодильные 

установки. 3. Как классифицируют холодильные установки 4. Чем 

отличается холодильная установка от теплового двигателя 5. Что 

называют холодильным коэффициентом в. Приведите определение понятия 

«холодопроизводительность». 7. Приведите принципиальную 

схему воздушной холодильной установки и описание ее работы. 8. Изобразите 

идеальный цикл воздушной холодильной установки в pv- и 

Гв-диаграммах. 9. Принцип работы пароэжекторных холодильных установок. 

10. Объясните понятие «абсорбция». 11. Приведите принципиальную 

схему абсорбционной холодильной установки и описание ее работы. 

12. Почему наибольшее распространение получили паровые компрессорные 

холодильные установки 13. Приведите принципиальную схему 

работы паровой компрессорной установки и описание ее работы. 14. Чем 

отличается работа теплового насоса от работы холодильных установок 


1. Что такое температурное поле Каковы виды температурного 

поля 2. Что такое передаваемая теплота, тепловой поток и поверхностная 

плотность теплового потока В каких единицах они выражаются 

3. Что такое температурный градиент, каково его направление и в каких 

единицах он выражается 4. На каком законе термодинамики базируется 

теория теплообмена 5. Какая разница между поверхностной плотностью 

теплового потока и линейной плотностью теплового потока 6. Что 

такое теплопроводность, конвекция и излучение Каков механизм каждого 

из этих видов теплообмена

ся интенсифицировать теплопередачу и какие для этого существуют пути 

14. Как влияет материал плоской стенки на перепад температур наружной 

и внутренней поверхностей стенки при теплопередаче 


1. Что понимают под явлением теплопроводности 2. Напишите уравнение 

теплопроводности Фурье. Объясните физический смысл входящих 

в него величин. 3. Каковы границы изменения теплопроводности для 

металлов, изоляционных и строительных материалов, жидкостей и газов 

4. От чего зависит теплопроводность 5. Чем отличаются условия 

однозначности для стационарного и нестационарного режимов теплопроводности 

6. В чем отличие граничных условий I и III рода и к чему 

приводит это отличие при решении уравнений теплопроводности 7. Напишите 

выражение теплового потока для теплопроводности через плоскую 

одно- и многослойную стенки. 8. Напишите выражение теплового 

потока для теплопроводности через цилиндрическую одно- и многослойную 

стенки. 9. Почему необходимо отличать поверхностную плотность 

теплового потока от линейной при рассмотрении теплопроводности через 

стенки трубы 10. Что такое теплопередача и чем она отличается от 

теплопроводности 11. Что называют термическим сопротивлением теплопередачи 

12. Что может происходить при неправильном выборе материала 

теплоизоляции цилиндрического теплопровода Какое существует 

правило выбора теплоизоляции для этого случая 13. Для чего стремят- 

24


1. Что такое свободная и вынужденная конвекция 2. Что такое динамический 

пограничный слой и тепловой пограничный слой Какая 

между ними связь 3. Что называется конвективным теплообменом 

4. Сформулируйте основной закон теплоотдачи конвекцией. 5. От каких 

факторов зависит коэффициент теплоотдачи В каких единицах его выражают 

6. В чем суть теории подобия 7. В чем физический смысл критериев 

подобия 8. Чем характеризуется критерий Nu 9. Что называется 

критериальным уравнением (уравнением подобия) 10. Что обозначают 

индексы у критериев, входящих в уравнение подобия 11. Как отличить 

определяющие критерии от определяемых 12. Какие овновные 

формулы применяют для различных случаев конвективного теплообмена 

13. Что такое «кризис кипения» 14. Какие факторы отрицательно 

влияют на теплообмен при конденсации водяного пара


1. Какие длины волн характерны для тепловых лучей 2. Что такое 

абсолютно черное, абсолютно белое и диатермичное тело 3. Что такое 

лучистый поток, излучательность, спектральная излучательность В каких 

единицах их выражают 4. Сформулируйте законы теплового излучения. 

5. Что такое «эффективное излучение» Чем оно отличается от 

собственного излучения 6. Как определяют лучистый поток между параллельными 

плоскими стенками Чему равен приведенный коэффициент 

излучения для этого случая 7. Как определяют лучистый поток при 

расположении одного тела внутри другого Чему равен приведенный 

коэффициент излучения для этого случая 8. Для чего нужны экраны 

и какими свойствами они должны обладать 9. Что такое сплошной и 

селективный спектры излучения 10. Каковы особенности излучения газов 

по сравнению с твердыми телами 11. Какие газы излучают и поглощают 

энергию излучения 12. Как определяют коэффициент черноты 

газовой среды


1. Что называют сложным теплообменом 2. Почему возможно суммировать 

коэффициент теплоотдачи, определяемой конвективным теплообменом, 

и коэффициент теплоотдачи, определяемый излучением 3. Что 

называют теплообменным аппаратом и какие существуют типы аппаратов 

4. Как составляют тепловой баланс и уравнение теплопередачи для 

рекуперативного теплообменника 5. Почему рекуперативный теплообменник 

с противоточной схемой при одинаковой начальной температуре 

холодной жидкости всегда компактнее, чем теплообменник с прямоточной 

схемой включения 6. В каких случаях необходимо вычислять среднелогарифмический 

температурный напор Когда можно применять 

среднеарифметический температурный напор 7. Как проводится усреднение 

коэффициента теплопередачи 8. Что является целью конструктивного 

теплового расчета рекуперативного теплообменника, а что является 

целью проверочного расчета 9. Для чего нужно стремиться к интенсификации 

теплопередачи в теплообменниках и каковы методы интенсификции 

10. В чем особенность рекуперативных теплообменников, в которых 

один из носителей изменяет свое агрегатное состояние 11. Какая 

формула применяется для определения среднелогарифмического температурного 

напора независимо от схемы «прямоток» или «противоток» 

12. Почему, несмотря на габаритные преимущества схемы «противоток», 

на практике находит применение схема «прямоток»



1. Что называют горением 2. В чем различие между гомогенным 

и гетерогенным горением 3. Что называют скоростью горения топлива 

и фронтом пламени От каких факторов зависит скорость горения топлива 

4. В чем различие между кинетическим и диффузионным горением 

5. Каково влияние качества смесеобразования на скорость горения 

топлива 6. В чем отличие горения газообразного топлива от горения 

твердого топлива 

1. Напишите формулу для определения теоретически необходимого 

количества воздуха для полного сгорания 1 кг твердого и жидкого топлива. 

2. Что называют коэффициентом избытка воздуха и каковы его 

значения для различных видов топлива 3. Как определяют объемы сухих 

газов при коэффициенте избытка воздуха а, = 1 и а т 

> 1 для 

твердого, жидкого и газообразного топлива Как определяют объемы 

водяных паров при а, = 1 для твердого, жидкого и газообразного 

топлива 4. Как определяют объем продуктов полного сгорания при 

ctj > 1 для твердого, жидкого и газообразного топлива 5. Как определяется 

энтальпия продуктов полного сгорания топлива 6. Что такое теоретическая 

температура горения топлива и как она определяется с 

помощью ЛЬдиаграммы


1. Что называют котельной установкой 2. Из каких основных элементов 

состоит котельная установка Что относится к вспомогательным 

устройствам котельной установки 3. Приведите классификацию котельных 

установок по производительности и давлению пара. 4. Какова принципиальная 

схема компоновки оборудования современной котельной 

установки 5. Назовите основные характеристики котельной установки. 

котельных агрегатов 4. Какие существуют типы камерных топок для 

сжигания жидкого, газообразного и пылевидного топлива 5. Какие 

причины вызывают потери теплоты с механической и химической неполнотой 

сгорания топлива, каково значение этих потерь для различных типов 

топок 6. Каковы особенности топок с твердым и жидким шлакоудалением 

7. Что такое тепловое напряжение площади колосниковой 

решетки и топочного объема Каковы значения теплового напряжения 

топочного объема камерных топок для различных видов топлива 8. Чем 

отличаются пылеугольные топки от топок жидкого и газообразного 

топлива Какие существуют типы мельниц для размола топлива 

9. Объясните назначение и устройство горелок для пылевидного и газообразного 

топлива и форсунок для мазута. 


1. Какие существуют типы топок 2. Какие требования предъявляют 

к топкам 3. Какие существуют способы сжигания топлива в топках 

34


1. Какие процессы протекают в современном котельном агрегате 

при превращении в нем воды в перегретый пар 2. В чем физическая 

сущность естественной циркуляции Что такое кратность циркуляции 

3. Из каких основных элементов состоит котельный агрегат 4. Что называют 

паропроизводительностью котла и поверхностью нагрева 5. Какие 

существуют типы пароперегревателей и водяных экономайзеров 

6. Чем обеспечивается естественная и искусственная тяга в газовоздушном 

тракте котлоагрегата 7. Почему сырая вода без обработки 

непригодна для питания паровых котлов 8. При каких условиях возникает 

образование накипи в паровых котлах и каковы пути предотвращения 

этого вредного явления 9. В чем сущность процесса сепарации 

пара в паровом котле 10. Каково назначение продувки паровых котлов 

Что такое периодическая и непрерывная продувка 11. Из каких 

статей составляется тепловой баланс котельного агрегата 12. Чем характеризуется 

экономичность котельного агрегата 13. Перечислите арматуру 

паровых котлов. Для чего она предназначена 14. Каковы основные 

правила Гостехнадзора и техники безопасности при эксплуатации 

котлоагрегатов 


1. Как осуществляется преобразование тепловой энергии пара в механическую 

работу в паровых турбинах 2. В чем разница между активной 

и реактивной ступенями турбины 3. Почему современные паровые 

турбины выпускают многоступенчатыми 4. Чем отличаются профили 

лопаток активной и реактивной ступеней 5. Что называют степенью реактивности 

ступени и как она определяется 6. Как определяется действительная 

скорость истечения пара из сопл 7. Какими коэффициентами 

полезного действия характеризуется работа паровой турбины 8. Что 

называют эффективной мощностью турбины и как она определяется 

37


1. Как осуществляется преобразование тепловой энергии в механическую 

работу в газовых турбинах 2. Какими тепловыми потерями оценивают 

внутренний к. п. д. ГТУ 3. Как определяют удельный эффективный 

расход топлива и удельный расход воздуха ГТУ 4. Что называют 

степенью регенерации и как ее определяют 5. Перечислите способы 

повышения экономичности ГТУ. 6. Как определяют внутренний к. п. д. 

ГТУ с регенерацией теплоты 7. Какие преимущества и недостатки ГТУ 

по сравнению с паротурбинной установкой 

38 


1. Чем отличается действительный рабочий процесс поршневого 

компрессора от теоретического 2. Почему действительная производительность 

компрессора меньше теоретической Как определяют действительную 

производительность компрессора 3. Что называют индикатор- 

39


1. Перечислите виды электрических станций по типу устанавливаемых 

тепловых двигателей. 2. Каково назначение конденсационной 

электростанции и теплоэлектроцентрали 3, Изобразите принципиальные 

тепловые схемы КЭС и ТЭЦ. 4. Для чего осуществляется регенеративный 

подогрев питательной воды в паросиловых установках 5. Какие 

основные показатели характеризуют экономичность паротурбинных 

электростанций 6. Каковы преимущества и недостатки дизельных и газотурбинных 

электростанций


1. Перечислите виды теплопотребления и источники теплоснабжения 

предприятий. 2. Как определяют расход теплоты на технологические 

нужды 3. Как определяют расход теплоты на отопление 4. Как определяют 

расход теплоты на вентиляцию 5. Как определяют расход теплоты 

на горячее водоснабжение 


1. Что называют вторичными энергоресурсами 2. По каким признакам 

классифицируют ВЭР 3. Какова роль ВЭР в топливо- и теплопотреблении 

страны 4. Каковы источники ВЭР и их использование 

5. Какова экономическая эффективность использования ВЭР 

43

Контрольные задания 

Общие методические указания 

Согласно учебному плану студент-заочник выполняет две контрольные 

работы; первая — по разделам термодинамики и теплопередачи 

— состоит из трех задач и трех вопросов; вторая — по разделу 

теплоэнергетические установки — состоит из трех задач и трех вопросов. 

Решать задачи и отвечать на вопросы необходимо, строго придерживаясь 

своего варианта. Работы, выполненные не по своему варианту, не 

рецензируются. Номер варианта определяют по таблице вариантов в зависимости 

от двух последних цифр учебного шифра студентаг Например, 

при шифре 156 студент выполняет 56-й вариант задания, для которого 

в таблице соответственно указаны номера задач и вопросов: 6, 11, 

27. Условия задач и формулировки контрольных вопросов должны быть 

переписаны полностью. Решения задач сопровождать краткими пояснениями 

и подробными вычислениями. При вычислении какой-либо величины 

нужно словами указать, какую величину определяют и по какой 

формуле. Необходимо указывать единицы величин, как заданных в условии 

задач, так и полученных в результате их решения. При решении 

задач можно использовать ЭВМ. Не следует забывать указывать тип 

ЭВМ, на которой проводился расчет. Студент может использовать любой 

известный ему язык программирования (ПАСКАЛЬ, АЛГОЛ, КО 

БОЛ, АДА и др.). Однако предпочтительным является язык ФОР 

ТРАН, как самый распространенный для решения вычислительных задач 

науки и техники. 

В тетради записывают номер и условия задачи, дают пояснения порядка 

(схемы) вычисления, приводят использованные формулы и алгоритмы. 

Словами указывают, какие величины определяют. При записи 

заданных и полученных величин следует указывать их единицы. Условные 

обозначения заданных и получаемых величин, принятых для ввода 

в ЭВМ, можно давать записанными в тетрадь от руки или печатающим 

устройством ЭВМ совместно с программой решения задачи. Порядок 

условных обозначений заданных величин должен строго совпадать 

с порядком числовых исходных данных, вводимых в машину. Отчет о 

проделанной работе вклеивают в тетрадь — это бумажная лента, на которой 

устройством вывода ЭВМ напечатано: язык программирования, 

название задачи, условные обозначения заданных и получаемых величин 

(можно записать в тетрадь от руки), исходные данные, программа, 

результаты расчета. Численные значения результатов расчета должны 

иметь условные обозначения, аналогичные ранее принятым для ввода в 

машину. 

Ответы на контрольные вопросы должны быть краткими и исчерпывающими. 

Не следует списывать ответы из учебника. 

При решении задач и в ответах на вопросы применять только Международную 

систему единиц (СИ). Контрольные работы выполняют в 

тетради, в конце которой студент ставит свою подпись и приводит список 

использованной литературы. Для заметок рецензента на каждой 

странице тетради нужно оставлять поля. На обложке тетради указывают 

номер контрольной работы, название предмета, фамилию, имя, отчество, 

шифр, специальность и домашний адрес. 

44

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 1 

Задачи 

1. 2 кг кислорода с начальным давлением р\ = 6 МПа и начальной 

температурой t\= 17°С расширяются до конечного давления р 2 

.=• 

= 0,1 МПа. Определить объем кислорода в начале и в конце расширения 

и работу расширения. 

2. 4 кг воздуха с начальным давлением р\ = 1,2 МПа и начальной 

температурой t t 

= — 10°С сжимаются адиабатно до конечного данлгния 

р 2 

= 0,2 МПа. Определить объем и температуру воздуха в конце 

сжатия, работу сжатия и изменение внутренней энергии, если показатель 

адиабаты k = 1,4. 

г 3. В закрытом сосуде емкостью V = 2 м3 находится газ, состоящий 

по массе из углекислого газа С0 2 

= 35 %, азота N 2 

= 60 % и кислорода 

0 2 

= 5%, под давлением р\ = 0,6 МПа и температуре t\ = 50°С. Га > 

нагревается до температуры < 2 

= 140°С при постоянном давлении. Определить 

объемный состав, удельную газовую постоянную, среднюю молекулярную 

массу, массу газа и количество теплоты, затраченной па 

нагрев газа. 

4. В закрытом сосуде емкостью V = 1,2 м 3 находится газ, состоящий 

по объему из водорода Н 2 

= 15 %, углекислого газа СОг = 15 % и азота 

N 2 

= 70 %, под давлением pi = 0,2 МПа и температуре t\ = 20°С. 

К газу подведена теплота Q = 170 кДж при постоянном давлении. Определить 

массовый состав, удельную газовую постоянную, среднюю молекулярную 

массу, массу газа и конечную температуру газа. 

5. В сосуде емкостью V = 0,8 м 3 содержится азот под давлением 

р, = 3 МПа и при температуре t\ = 80°С. Определить количество теплоты, 

которое следует отвести от азота, чтобы понизить его давление 

при постоянном объеме до р 2 

= 0,3 МПа, и массу азота, находящегося в 

сосуде. 


температурой ^ = 20°С сжимаются при постоянном давлении до удельного 

объема и 2 

= 0,05 м 3 /кг. Определить работу сжатия, изменение 

внутренней энергии и количество отведенной теплоты от воздуха. 


температурой t\ = 60°С сжимается политропно до конечной температуры 

/ 2 

= 520 °С. Определить работу сжатия, изменение внутренней 

энергии и количество отведенной теплоты от воздуха, если показатель 

политропы п — 1, 35. 

8. В одноступенчатом компрессоре сжимается политропно воздух до 

конечного давления р 2 

= 0,6 МПа. Начальная температура воздуха 

t\ = 17°С и давление р\ = 0,2 МПа. Определить конечную температуру 

воздуха и работу, затраченную на сжатие 1 кг воздуха, если показатель 

политропы п = 1,25. 

47

9. В одноступенчатом компрессоре сжимается адиабатно двуокись 

углерода до давления р 2 

= 0,5 МПа. Начальная температура двуокиси 

углерода /| = —5°С и давление р, = 0,1 МПа. Определить работу, 

затраченную на сжатие i кг двуокиси углерода, и конечную температуру 

двуокиси углерода, если показатель адиабаты k = 1,28. 

10. 1 кг воздуха с начальным давлением р, = 0,1 МПа и начальной 

температурой t\ — 20 °С сжимается политропно до конечного давления 

р 2 

= 1 МПа. Определить работу сжатия, изменение внутренней энергии 

и количество отведенной теплоты от воздуха, если показатель политропы 

п = 1,3. 

11. Перегретый водяной пар с начальным давлением р, = 0,1 МПа и 

начальной температурой t\ = 230°С сжимается изотермически до степени 

сухости Х2 = 0,85. Определить параметры пара в начальном и конечном 

состояниях, количество отведенной теплоты от пара, изменение 

внутренней энергии и работу сжатия. Изобразить тепловой процесс в 

is-диаграмме. 

12. До какого давления должно быть произведено дросселирование 

перегретого водяного пара с начальным давлением р\ = 10 МПа и начальной 

температурой t\ = 400°С, чтобы удельный объем пара увеличился 

в 1,5 раза. Определить уменьшение температуры при дросселировании, 

изменение удельной энтропии и потерю работоспособности 1 кг 

пара, приняв низшую температуру в рассматриваемой системе 30°С. 

Изобразите тепловой процесс в /s-диаграмме. 

3. Водяной пар с начальным давлением р\ = 5 МПа и начальной 

температурой t\ = 350 °С расширяется адиабатно до давления р 2 

= 

= 0,01 МПа. Определить параметры пара в начальном и конечном состояниях, 

изменение внутренней энергии и работу расширения. Изобразить 

тепловой процесс в /s-диаграмме. 

14. В пароперегреватель котельного агрегата поступает влажный 

пар в количестве L8 кг/с. Определить сообщаемое пару часовое количество 

теплоты Q, необходимое для перегрева пара до / = 560 °С, если 

степень сухости пара перед входом в пароперегреватель х = 0,98, а давление 

пара в пароперегревателе р = 12 МПа. Изобразить тепловой процесс 

в /s-диаграмме. 

15. Влажный пар с начальным давлением р\ = 6 МПа и степенью 

сухости х = 0,9 расширяется изотермически до давления р 2 

=0,5 МПа. 

Определить параметры пара в начальном и конечном состояниях, изменение 

внутренней энергии, количество переданной теплоты пару и работу 

расширения. Изобразить тепловой процесс в «-диаграмме. 

16. Для цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом 

теплоты при у = const определить количество подведенной теплоты 

и а 2 

= 50 Вт/(м 2 -К). Коэффициент теплопроводности стенки Х = 

= 0,6 Вт/(м • К), толщина стенки 6 = 755 мм. Кроме теплоотдачи конвекцией 

со стороны продуктов сгорания на стенку падает лучистый 

тепловой поток, часть которого 9 лу 

,= 10 у Вт/м 2 поглощается поверхностью 

стенки. Определить плотность теплового потока, проходящего 

через стенку. 

24. Какую среднюю температуру должен иметь пар в рубашке аппарата, 

чтобы при расходе теплоты на процесс Q = 180 кДж/с поддерживать 

температуру продукта t 2 

= 90 °С Площади контакта стенок аппарата 

с продуктом и паром, находящимся в рубашке, F=2 м 2 . Толщина 

стальной стенки аппарата 6 = 3 мм, коэффициент теплопроводности 

X = 50 Вт/(м-К), коэффициент теплоотдачи от пара к стенке «i = 10 000 

Вт/(м 2 -К) и коэффициент теплоотдачи от стенки к продукту а 2 

= 

= 2000 Вт/(м 2 -К). 

25. Какую площадь оребрения нужно сделать, чтобы в 10 раз увеличить 

поток теплоты от горячей воды, проходящей в плоском нагревателе 

площадью F= 1 м 2 

к воздуху помещения с температурой ti = 20 °С 

Средняя температура горячей воды t, = 90 °С, коэффициенты теплоотдачи 

от воды к стенке нагревателя ai = 4000 Вт/(м 2 -К), коэффициент 

теплоотдачи от стенки к воздуху помещения а 2 

= 50 Вт/(м 2 -К), толщина 

стенки 6 = 2 мм, коэффициент теплопроводности Х=50 Вт/(м-К) и коэффициент 

эффективности ребер равен 1. 

Варочный котел с медной шарообразной чашей внутренним диаметром 

afi = 590 мм и толщиной етенки б = 1 мм откружен рубашкой, в 

которой проходит сухой перегретый пар со средней температурой t\ — 

= 160 °С. Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке чаши ой = 10000 Вт/ 

/(м 2 -К), коэффициент теплоотдачи от стенки к продукту ai = 5000 Вт/ 

/(м 2 -К), температура продукта в чаше котла t 2 

= 100 °С, коэффициент 

теплопроводности меди Х| = 384 Вт/(м-К). Определить, сколько теплоты 

поступает от пара на процесс варки. 

27. Варочная чаша котла окружена стальной шарообразной рубашкой 

внутренним диаметром di=630 мм и толщиной стенки 6=2 мм. 

В полости между чашей и рубашкой проходит сухой перегретый пар со 

средней температурой t\ = 160 °С. Коэффициент теплоотдачи от пара к 

стенке рубашки ои = 10 000 Вт/(м 2 -К), коэффициент теплоотдачи от рубашки 

к воздуху помещения а 2 

= 25 Вт/ (м 2 • К), температура в помещении • 

/ 2 

= 20°С, коэффициент теплопроводности стали Х = 45 Вт/(м-К). Определить 

потери теплоты через стенку рубашки в окружающую среду. 

28. Определить поверхность теплоэлектронагревателя (ТЭНа) индивидуального 

парогенератора производительностью Z) = 0,03 кг/с для увлажнения 

среды хлебопекарной печи с элекрообогревом, если разность 

температур между поверхностью ТЭНа и кипящей водой М = 4 "С, 

коэффициенттеплоотдачиа = 12000Вт/(м 2 - К) .теплотапарообразования 

г = 2230 кДж/кг. 

29. 20 кг воды, находящейся в котле, нагревают на газовой плите. 

Через 2 ч после начала кипения объем воды уменьшился вдвое. Опреде- 

50 

лить количество теплоты, поступающей в котел, и температуру дна котла 

со стороны пламени, если диаметр дна котла d = 600 мм, толщина металле 

6i= 1,5 мм, толщина накипи 6 2 

= 0,25 мм, коэффициент теплопроводности 

металла Xi = 50 Вт/(м-К), коэффициент теплопроводности накипи Xj > 

аналитическое выражение. Что называется энтальпией и как она онре и- 

ляется 

>;'10/ В чем сущность второго закона термодинамики Приведи ю 

основные формулировки второго закона термодинамики.. 

51

11. Изобразите процесс парообразования вру-диаграмме и объясните 

характерные линии, области и точки на полученной диаграмме. 

12. Изобразите процесс парообразования в Ts- и /s-диаграммах и 

объясните характерные линии и области на полученной диаграмме. 

13. Что такое процесс дросселирования Как изменяются параметры 

идеального и реального газа при дросселировании 

14. Изобразите на pv-, Ts- и ('s-диаграммах изохорный и изотермический 

процессы превращения влажного насыщенного водяного пара в 

перегретый и приведите необходимые пояснения. 

15. Приведите аналитическое выражение второго закона термодинамики 

для обратимых и необратимых процессов в изолированной системе. 

16. Почему цикл Карно является самым эффективным из всех возможных 

циклов в пределах одних и тех же температур. 

17. Изобразите в pv- и Гж-диаграммах цикл Ренкина. Какие существуют 

методы повышения экономичности паротурбинной установки 

Как определяется термический к. п. д. цикла Ренкина 

,18. Изобразите в Ух-диаграмме идеальный цикл паровой компрессорной 

холодильной установки. Что такое холодильный коэффициент 

19. Изобразите в pv- и Тз-диаграммах цикл двигателя внутреннего 

сгорания со смешанным подводом теплоты и приведите описание 

этого цикла. 

20. Какими основными параметрами характеризуется цикл двигателя 

внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты и как они определяются 

21. Как определяется средний температурный напор и поверхность 

теплопередачи в теплообменных аппаратах в случаях прямотока и противотока 

22. Сформулируйте основной закон теплопроводности (закон Фурье) 

и приведите его математическое выражение. Что называется температурным 

градиентом и коэффициентом теплопроводности и как они 

определяются 

,23. Приведите основной закон конвективного теплообмена. Как определяется 

коэффициент теплоотдачи и от каких величин он зависит 

24. Приведите критериальные зависимости в общем виде для конвективного 

теплообмена при свободной и вынужденной конвекции. 

25. Опишите сущность процесса лучистого теплообмена. Сформулируйте 

основные законы теплового излучения: Планка, Стефана — 

Больцмана и Кирхгофа. 

v 26. В чем отличие излучения газов от излучения твердых тел Для 

чего применяются экраны и какими свойствами они должны обладать 

27. Приведите выражения теплового потока для теплопроводности 

через плоскую и цилиндрическую однослойную и многослойную стенки. 

28. Что называется теплопередачей Приведите уравнение теплопередачи 

для плоской стенки. Объясните физический смысл коэффициента 

теплопередачи. 

29. Какие существуют виды теплообмена между телами Какие особенности 

каждого из этих видов Как определить коэффициент теплопередачи 

для однослойной плоской стенки 

30. Что называется теплообменным аппаратом Приведите уравнение 

теплового баланса и теплопередачи теплообменных аппаратов. Как 

определяется среднелогарифмический температурный напор независимо 

от схемы «прямоток» или «противоток» 

52

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 2 

Задачи 

1. Определить высшую теплоту сгорания рабочей массы, приведенную 

влажность, приведенную зольность, приведенную сернистость и 

тепловой эквивалент каменного угля марки А, если состав его рабочей 

массы: С р =63,8 %, Н р = 1,2 %, Sj= 1,7 %, N p =0,6 %, О р = 1,3 %. 

А" =22,9%, W p = 8,9%. 

2. Определить низшую и высшую теплоту сгорания рабочей массы 

'каменного угля марки Г, если состав его горючей массы: С г =77%, 

Н г =5,7%, S^ = 9,7%; N r =l,3%, О г =6,3%, зольность по сухой 

малее А с = 33 % и влажность рабочая W p = 6 %. 

! 3./Определить низшую и высшую теплоту сгорания горючей 

массы бурого угля марки Б2, если состав его рабочей массы: С р = 

= 28,7%, Н р = 2,2%, S^ = 2,7%, N p = 0,6 %, О р = 8,6%, А Р = 

= 25,2%, W p = 32%. 

4. Определить объем продуктов полного сгорания на выходе из 

топки, необходимый для сгорания 1 кг каменного угля марки К состава: 

С р = 54,7%, Н р =3,3%, S£=0,8%, N p = 0,8 %, О р = 4,8 %, 

А р = 27,6%, W p =8,0%. Коэффициент избытка воздуха От =1,3. 

5. Определить объем продуктов полного сгорания на выходе из 

топки, необходимый для сгорания 1 м 3 

природного газа состава: 

С0 2 

= 0,2 %, СН 4 

= 98,5 %, С 2 

Н 6 

= 0,2 %, С 3 

Н 8 

= 0,1 %, N 2 

= 1,0 %. 

Коэффициент избытка воздуха в топке а т 

= 1,15. 

6. Определить объем сухих газов и содержание С0 2 

и S0 2 

в них, 

получаемых при полном сгорании 1 кг бурого угля марки БЗ состава: 

СР=37,3%, Н р =2,8%, Sfi=l%, N p =0,9%, О р =10,5%, А р = 

= 29,5%, W p =18,0%. Коэффициент избытка воздуха в топке 

ар = 1,3. 

7. Определить объем сухих газов и содержание С0 2 

и S0 2 

в них, 

получаемых при полном сгорании 1 кг каменного угля марки Д состава: 

О р =58,7%, Н р =4,2%, Sj = 0,3%, N p = 1,9 %, 0 р =9,7%, 

А р =13,2%, W p =12,0%. Коэффициент избытка воздуха в топке 

От = 1,3. 

8. Определить энтальпию продуктов сгорания при коэффициенте 

избытка воздуха

гретого пара р„. п 

= 4 МПа, температура перегретого пара / пп 

= 

= 450 С С, температура питательной воды t„, B 

= 140 °С и величина 

непрерывной продувки Р = 4 %. 

15. В топке котельного агрегата паропроизводительностью D — 

= 3,9 кг/с сжигается природный газ состава: С0 2 

=1,2%, СН 4 

= 

*= 91,9 %, С 2 

Н 6 

= 2,1 %, С 3 

Н 8 

= 1,3 %, С 4 

Н,о = 0,4 %, С 5 

Н |0 

= 0,1 %, 

N2 = 3%. Определить расход натурального и условного топлива, 

если известны к.п.д. брутто котлоагрегата г| к Р а = 89%, давление 

перегретого пара р п 

. п 

= 1,4 МПа, температура перегретого пара 

t„.n = 280 °С, температура питательной воды 

шетки R =12,0 м 2 , потери теплоты от химической неполноты сгорпния 

топлива q 3 

= 0,8% и потери теплоты от механической неполноты 

сгорания топлива < 4 

= 4,2%. 

21. Конденсационная турбина с одним промежуточным отбором 

пара при давлении р„ = 0,4 МПа работает при начальных параметрах 

пара р а 

= 4 МПа, t 0 

= 250°С и давлении пара в конденсаторе р„ — 

= 4 кПа. Определить поверхность охлаждения конденсатора, если 

известны расход конденсирующего пара £> к 

= 6 кг/с, внутренний относительный 

к.п.д. части высокого давления (до отбора) т^,- = 0,74, 

внутренний относительный к.п.д. части низкого давления (после отбора) 

т)£'-=0,76, средний температурный напор в конденсаторе Д ср 

= 10°С 

и коэффициент теплопередачи k — 4 кВт/ (м 2 • К). Изобразить процесс 

расширения пара в турбине в is-диаграмме. 



пара Ро = 4 МПа, t 0 

= 425°С и давлении пара в конденсаторе р к 

= 

= 4 кПа. Определить расход охлаждающей воды для конденсатора 

турбины, если известны внутренний относительный к.п.д. части высокого 

давления (до отбора) ту^,- = 0,73, внутренний относительный к.п.д. 

части низкого давления (после отбора) r\" t 

= 0,75, расход конденсирующего 

пара £> к 

= 7,5 кг/с, температура охлаждающей воды на входе в 

конденсатор t' B 

= 10°С и температура охлаждающей воды на выходе из 

конденсатора t'i = 22°С. Изобразить процесс расширения пара в турбине 

в. is-диаграмме. 

Конденсационная турбина с одним промежуточным отбором 


пара р„ = 3,5 МПа, t 0 

= 435°С и давлении пара в конденсаторе р» в 

= 3,5 кПа. Определить расход охлаждающей воды для конденсатора 

турбины, если известны расход конденсирующего пара D K 

= 7,0 кг/с, 

температура охлаждающей воды на входе в конденсатор ti = ЦТ, 

температура выходящей воды на 5°С ниже температуры насыщенней и 

57

пара в конденсаторе и внутренние относительные к.п.д. части высокого 

давления (до отбора) и части низкого давления (после отбора) ti„- = 

= 110''=0,78. Изобразить процесс расширения пара в турбине в isдиаграмме. 



пара р 0 

= 3,5 МПа, t 0 

= 435°С и давлении пара в конденсаторе р к 

= 

= 4 кПа. Определить количество теплоты, отдаваемой конденсирующим 

паром в конденсаторе турбины, если известны расход конденсирующего 

пара D K 

= 8,5 кг/с и внутренние относительные к.п.д. части высокого 

давления (до отбора) и части низкого давления (после отбора) г\' ы 

= 

= ц'ы = 0,8. Изобразить процесс расширения пара в турбине в is-диаграмме. 

25. Турбина с регулируемым производственным отбором пара, работающая 

при начальных параметрах пара р„ — 4 МПа, t 0 

= 430°C и 

давлении пара в конденсаторе р„ = 4 кПа, имеет один промежуточный 

отбор пара при давлении р„ = 0,4 МПа. Определить эффективную 

мощность турбины, если известны расход пара на турбину D = 8 кг/с, 

внутренний относительный к.п.д. части высокого давления (до отбора) 

•По,- = 0,74, внутренний относительный к.п.д. части низкого давления 

(после отбора) г\ы = 0,76, механический к.п.д. турбины т)„ = 0,98 и доля 

расхода пара, отбираемого из промежуточного отбора на производство 

а„ = 0,5. Изобразить процесс расширения пара в турбине в is-диаграмме. 

26.s Турбина с регулируемым производственным отбором пара, работающая 

при начальных параметрах пара р„ = 3 МПа, t a 

= 380°C и 

давлении пара в конденсаторе р к 

= 3,5 кПа, обеспечивает отбор пара 

D„ = 5 кг/с при давлении р„ = 0,4 МПа. Определить расход пара на 

турбину, если известны эффективная мощность турбины N e 

= 8000 кВт, 

внутренние относительные к.п.д. части высокого давления (до отбора) 

и части низкого давления (после отбора) r\' oi 

= ц'ы = 0,79 и механический 

к.п.д. турбины ц н 

= 0,98. Изобразить процесс расширения пара в турбине 

в is-диаграмме. 


при начальных параметрах пара р„ = 3,5 МПа, t 0 

= 350°С и 

давлении пара в конденсаторе р к 

= 4 кПа, обеспечивает отбор пара 

£>„ = 4 кг/с при давлении р„ = 0,4 МПа. Определить удельный эффективный 

расход пара на турбину, если известны эффективная мощность 

турбины N e 

= 6000 кВт, внутренний относительный к.п.д. части высокого 

давления (до отбора) ц' ы 

= 0,78, внутренний относительный к.п.д. 

части низкого давления (после отбора) г\'& = 0,79 и механический к.п.д. 

турбины Т1„ = 0,98. Изобразить процесс расширения пара в турбине в 

is-диаграмме. 

28. Конденсационная турбина, работающая при начальных параметрах 

пара р 0 

= 3 МПа, /„ = 420°С и давлении пара в конденсаторе 

58 

р к 

= 4 кПа, имеет один промежуточный отбор пара при давлении р„ •• 

= 0,4 МПа. Определить электрическую мощность турбогенератор.!, 

если известны расход пара на турбину D — 10 кг/с, внутренние отшн и 

тельные к.п.д. части высокого давления (до отбора) и части пимкош 

давления (после отбора) ri 0 

,- = т]о'- = 0,78, механический к.п.д. турбины 

т| м 

= 0,8, к.п.д. электрического генератора т) г 

= 0,98 и доля расход.! 

пара, отбираемого из промежуточного отбора на производство, а„ = 0,1. 

Изобразить процесс расширения пара в турбине в is-диаграмме. 


при начальных параметрах пара р 0 

= 4 МПа, t 0 

= 425°С и 

давлении пара в конденсаторе р„ = 3,5 кПа, обеспечивает отбор пара 

D n 

= 6 кг/с при давлении р„ = 0,3 МПа. Определить эффективную 

мощность турбины, если известны расход пара на турбину D = 12 кг/с, 

внутренний относительный к.п.д. части высокого давления (до отбора) 

г|£ ( . = 0,74, внутренний относительный к.п.д. части низкого давления 

(после отбора) t)5 = 0,75 и механический к.п.д. турбины х\„ = 0,98. 

Изобразить процесс расширения пара в турбине в is-диаграмме. 

30. Конденсационная турбина, работающая при начальных параметрах 

пара Ро = 3 МПа, t 0 

= 380°C и давлении пара в конденсаторе 

р к 

= 3 кПа, имеет один промежуточный отбор пара при давлении р„ = 

= 0,5 МПа. Определить количество пара, отбираемого из промежуточного 

отбора на производство, если известны эффективная мощность 

турбины N e 

= 5400 кВт, внутренний относительный к.п.д. части высокого 

давления (до отбора) т| 0 

,- = 0,73, внутренний относительный к.п.д 

части низкого давления (после отбора) r\"i = 0,75, расход пара на 

турбину D = 9 кг/с и механический к.п.д. турбины г|„ = 0,98. Изобра 

зить процесс расширения пара в турбине в is-диаграмме. 

Вопросы 

1. Составы твердого, жидкого и газообразного топлива. Какиг 

элементы топлива являются горючими, а какие внутренним и внешним 

баластом Как определить состав горючей массы топлива, зная сен ми 

рабочей массы 

2. Что называют теплотой сгорания топлива Как определяют и i 

лоту сгорания топлива экспериментальным путем 

3. Что такое приведенная влажность W„ f 

, приведенная золыкюь 

Л„ р 

и приведенная сернистость S np 

топлива и как их определяют'^ При 

каких значениях W np 

и А„ р 

топлива считают маловлажными и малозольными 

4. Что называют высшей и низшей теплотой сгорания топлина- 1 Как 

определить значение низшей теплоты сгорания для твердого, жичкого 

и газообразного топлива аналитическим путем Как по изтч тому 

значению низшей теплоты сгорания определить значение шл mrit 

теплоты сгорания топлива 

5. Какое топливо называют условным Как осуществляется перп-чп 

50

расхода натурального топлива на условное Что такое тепловой эквивалент 

топлива и как его определяют 

6. Как определяют теоретический объем воздуха, необходимый для 

полного сгорания 1 кг твердого, жидкого и 1 м 3 

газообразного топлива 

Что называют коэффициентом избытка воздуха и каковы его значения 

для различных видов топлива 

7. Состав продуктов сгорания топлива. Какие газы содержатся в 

продуктах полного и неполного сгорания топлива 

8. Как определяют энтальпию продуктов сгорания, воздуха и золы 

9. Что называют теоретической температурой горения топлива и как 

ее определяют 

10/ Изобразите /©-диаграмму для продуктов сгорания и опишите ее 

назначение. 

11. Изобразите схему котельного агрегата с естественной циркуляцией 

воды и приведите ее описание. 

12. Приведите схемы и дайте краткую характеристику слоевого 

и факельного способов сжигания топлива. 

13. Тепловые характеристики слоевых и камерных топок и их определение. 

14. Опишите назначение, устройство и принцип действия водяного 

экономайзера. 

15. Опишите назначение, устройство и принцип действия пароперегревателя 

и воздухоподогревателя. 

16. Какие процессы протекают в котельном агрегате при превращении 

в нем воды в перегретый пар Как называют поверхности нагрева, 

в которых происходят эти процессы 

17. Приведите уравнение теплового баланса котельного агрегата и 

объясните, как определяют составляющие теплового баланса. 

18. Чем характеризуется экономичность котельной установки Как 

определяют коэффициент полезного действия брутто котельного агрегата 

19. Потеря теплоты с уходящими из котельного агрегата газами, 

ее определение. Основные меры по ее уменьшению. 

20. Как определяют расход натурального топлива и расчетный расход 

топлива в котельном агрегате 

21. Основные преимущества паровых турбин перед другими тепловыми 

двигателями. Что называют активными и реактивными ступенями 

паровой турбины 

22. Изобразите в /s-диаграмме действительный процесс расширения 

пара в одноступенчатой активной паровой турбине и опишите принцип 

ее действия. 

23. Изобразите в i's-диаграмме действительный процесс расширения 

пара в одноступенчатой реактивной паровой турбине и опишите принцип 

ее действия. Что называют степенью реактивности ступени турбины 

60 

24. Чем характеризуется экономичность паровой турбины Как определяют 

внутренний относительный к.п.д. паровой турбины 

25. Что называют эффективной мощностью паровой турбины и как 

ее определяют Приведите формулы для определения секундного расхода 

пара на конденсационную турбину с отбором пара. 

1/ 26.)Изобразите схему поверхностного конденсатора паровой турбины 

и опишите его назначение, устройство и принцип действия. 

27. Приведите уравнение теплового баланса и уравнение теплопередачи 

конденсатора паровой турбины. Как определить поверхность 

охлаждения конденсатора 

28. Изобразите принципиальную схему конденсационной электростанции 

(КЭС) и опишите ее устройство и принцип действия. 

29. Изобразите принципиальную схему теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) 

и опишите ее устройство и принцип действия. 

30. Чем оценивается экономичность работы электрической станции 

Как определяют к.п.д. брутто КЭС и ТЭЦ 

Примеры решения задач с применением ЭВМ. 

После изучения материала курса «Теплотехника» студент-заочник 

должен ознакомиться с решением задач с применением ЭВМ. Желательно, 

чтобы студент-заочник решал с помощью ЭВМ задачи, приведенные 

в контрольных работах. При решении задачи студент должен 

указать тип ЭВМ и язык программирования. 

Задачи 

1. Стальная с коэффициентом теплопроводности ^ = 50 Вт/(м-К) 

дымовая труба внутренним диаметром d\ = 0,7 м и наружным диаметром 

dt = 0,72 м покрыта снаружи слоем огнеупорной глины с коэффициентом 

теплопроводности Хъ = 1,03 Вт/(м-К). В жилой части помещения 

труба отделана декоративной деревянной стенкой толщиной fi 2 

= 

= 0,03 м с коэффициентом теплопроводности ^3 

= 0,2 Вт/(м-К). 

Температуры протекающих в трубе дымовых газов U = 500°С, наружного 

воздуха U = 20°С. Коэффициенты теплоотдачи от дымовых гати 

к трубе а] = 150 Вт/(м 2 -К), от деревянной стенки к воздуху помещении 

аг=10 Вт/(м 2 >К). Определить толщину слоя огнеупорной глины, 

обеспечивающую температуру на ее поверхности не выше 80°С, чп> 

должно исключить возможность самовозгорания дерева, а также тгм 

пературы на всех границах раздела. 

Решение произведено на машине СМ-1413 На языке программою 

вания ФОРТРАН. 

Коэффициент теплопередачи [Вт/(м 2 -К)] многослойной цилинлрн 

ческой стенки определяем по уравнению 

*>

Untitled

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?