ВОПРОСЫ

ВОПРОСЫ
к экзамену по курсу «Теплотехника в машиностроении» (часть 1) для студентов потока
2035 в 2010/11 уч.году
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
Предмет и метод термодинамики. Термодинамическая система. Рабочее тело. Термические
параметры. Уравнение и поверхность состояния вещества. Диаграммы состояний.
Уравнение Клапейрона-Менделеева. Законы идеального газа. Газовая смесь. Закон Дальтона.
Уравнение состояния для смеси идеальных газов.
Теплоёмкость, её виды. Теплоёмкость идеального газа. Теплоёмкость смеси идеальных газов.
Термодинамический процесс. Неравновесность и необратимость. Теплота и работа как функции
процесса. Физическая (деформационная) работа, работа проталкивания и техническая работа.
Внутренняя энергия и энтальпия как функции состояния. Первое начало термодинамики. Рабочая
диаграмма состояний (p-v). Опыт Гей-Люссака – Джоуля. Формула Майера.
Приложение первого начала к процессам в идеальном газе.
Адиабатный процесс. Уравнение адиабаты для идеального газа. Коэффициент Пуассона.
Адиабатное сжатие газа.
Совершенный газ. Политропные процессы и политропная теплоёмкость.
Эффективность процессов и схем сжатия. Многоступенчатое сжатие идеального газа.
Промежуточное охлаждение.
Циклы, их классификация. Коэффициент полезного действия. Цикл и теорема Карно. Карнотизация
циклов.
Второе начало термодинамики, его формулировки. Энтропия как функция состояния. Тепловая
диаграмма состояний (T-s). Энтропия и термодинамическая вероятность состояния. Второе начало
по Больцману.
Процессы в поршневых ДВС. Индикаторная диаграмма. Циклы ДВС: Отто, Дизеля. Расчёт, анализ,
сравнительная эффективность.
Процессы в ГТУ. Цикл ГТУ с изобарным подводом теплоты (Брайтона). Регенеративный цикл ГТУ.
Термодинамика реальных рабочих тел. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Критическая точка. Тройная
точка. Фазовые превращения. Диаграммы состояний для воды и водяного пара, хладагентов и
других рабочих тел.
Циклы ПСУ: Карно, Ренкина. Влияние параметров пара на эффективность цикла Ренкина.
Циклы холодильных машин. Холодильный коэффициент. Обратный цикл Карно. Цикл с
дросселированием хладагента. Тепловой насос. Отопительный коэффициент.
Влажный воздух. Основные понятия и определения. H-d – диаграмма (Рамзина). Состояния и
процессы влажного воздуха. Смешение воздушных потоков с различными свойствами.
Теплопроводность. Поле температуры. Изотермические поверхности и изотермы. Градиент
температуры. Гипотеза Био и закон Фурье. Теплопроводность различных веществ. Тепловая
изоляция.
Дифференциальное уравнение теплопроводности. Краевая задача Фурье. Виды граничных условий.
Стационарная теплопроводность неограниченной пластины, бесконечно длинного полого кругового
цилиндра и полого шара. Граничные условия первого и третьего рода. Многослойные системы.
Термические сопротивления. Коэффициент теплопередачи. Критический диаметр тепловой
изоляции.
Оребрение, его назначение и эффективность. Расчёт прямоугольного ребра. Безразмерные
параметры, их смысл. Эффективность оребрения. Особенности оребрения поверхностей в наземных
транспортных системах.
Теплопроводность термически тонких тел. Числа Био и Фурье.
Теплопроводность полуограниченного тела. Нестационарная теплопроводность неограниченной
пластины про граничных условиях третьего рода. Регулярный тепловой режим. Теоремы
Кондратьева.
Теплопроводность тел конечных размеров. Мультипликативные формулы. Электротепловая
аналогия. Адиабатные и изотермические сечения. Теплопроводность составных тел.
Методы конечных разностей (Шмидта, Ваничева). Устойчивость конечно-разностной схемы.
Численные методы в расчётах теплопроводности.
Физические основы конвективного теплообмена. Закон вязкого трения. Пограничный слой.
Коэффициент теплоотдачи. Система дифференциальных уравнений конвективного теплообмена.
Теория подобия, её особенности, преимущества и недостатки. Теоремы подобия. Метод
размерностей (Рэлея). Критерии подобия. Уравнения подобия. Моделирование процессов
теплообмена.
С.З. Сапожников