Высокотемпературные теплотехнологические процессы
Техническая термодинамика
1. Комбинированная выработка теплоты и электроэнергии – системный способ повышения эффективности энергогенерирующих установок. Простейшие схемы паротурбинных теплоэлектроцентралей. Энергетические характеристики ТЭЦ.
2. Комбинированная выработка теплоты и электроэнергии – системный способ повышения эффективности энергогенерирующих установок. Простейшие схемы теплоэлектроцентралей на базе газовых двигателей внутреннего сгорания. Энергетические характеристики ТЭЦ.
3. Паросиловые установки (ПСУ): Промежуточный перегрев пара, причины применения, схемы, теоретический и действительный циклы, КПД и мощность ПСУ.
4. Паросиловые установки (ПСУ): Схемы регенерации с отборами, циклы регенеративные в Ts-, hs- диаграммах. КПД регенеративных циклов. Использование теплоты перегрева пара отборов и теплоты переохлаждения конденсата в регенеративных подогревателях.
5. Термодинамика потока: характерные скорости и параметры адиабатного потока Скорость звука, уравнение Лапласа. Максимальная и критическая скорости, основные безразмерные числа. Условия перехода скорости потока через скорость звука. Принцип обращения внешних воздействий.
6. Термодинамика потока: Статические параметры и параметры торможения. Соотношение между статическими параметрами и параметрами торможения.
7. Термодинамика потока: истечение газов и паров из сопл.
8. Основные процессы с реальными газами на примере водяного пара и их расчет с помощью таблиц и диаграмм: изобарный процесс (конденсатор, охладитель конденсата, охладитель перегрева).
9. Основные процессы с реальными газами на примере водяного пара и их расчет с помощью таблиц и диаграмм: изобарный процесс (испаритель, пароперегреватель, экономайзер).
10. Основные процессы с реальными газами на примере водяного пара и их расчет с помощью таблиц и диаграмм: адиабатный процесс (турбина и детандер, насос, вентилятор).
11. Влажный воздух: основные понятия и характеристики влажного воздуха. Расчетные зависимости для газовой постоянной, кажущейся молярной массы, плотности, теплоемкости, энтальпии влажного воздуха.
12. Влажный воздух. Hd-диаграмма влажного воздуха. Основные процессы влажного воздуха.
13. Реальные вещества. Критическое состояние. Фазовые диаграммы состояния: рv-, Ts-, hs-. Термодинамические свойства воды. Термодинамические таблицы, диаграммы и уравнения состояния воды.
14. Условия равновесия и устойчивости термодинамических систем: общие условия устойчивого равновесия однофазной системы. Равновесие двухфазной системы при плоской и криволинейной поверхности раздела фаз.
15. Условия равновесия и устойчивости термодинамических систем: равновесие трехфазной системы. Правило фаз Гиббса. Фазовые переходы 1-го рода. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Фазовая диаграмма состояния.
16. Фазовая диаграмма состояния рТ. Фазовые диаграммы состояния: рv-, Ts-, hs-
17. ГТУ. Общие сведения. Идеализированный цикл простейшей ГТУ с изобарным подводом теплоты.
18. ГТУ. Общие сведения. Идеализированный цикл простейшей ГТУ с изохорным подводом теплоты.
19. ГТУ. Общие сведения. Цикл простейшей ГТУ с изобарным подводом теплоты и необратимыми процессами сжатия и расширения рабочего тела.
20. ГТУ. Общие сведения. Регенерация в ГТУ.
21. Двигатели с газообразным рабочим телом. Общие сведения. Поршневые ДВС и их механические циклы. Идеальный цикл Отто: (исходные данные, расчет характерных точек, подводимая, отводимая теплота цикла, работа цикла, термический КПД, среднее индикаторное давление).
22. Двигатели с газообразным рабочим телом. Общие сведения. Поршневые ДВС и их механические циклы. Идеальный цикл Дизеля: (исходные данные, расчет характерных точек, подводимая, отводимая теплота цикла, работа цикла, термический КПД, среднее индикаторное давление).
23. Двигатели с газообразным рабочим телом. Общие сведения. Идеальный цикл Тринклера: (исходные данные, расчет характерных точек, подводимая, отводимая теплота цикла, работа цикла, термический КПД, среднее индикаторное давление).
24. Компрессор. Общие сведения. Индикаторная диаграмма реального компрессора. Идеальный одноступенчатый компрессор. Работа компрессора, влияние характера процесса на работу компрессора.
25. Компрессор. Общие сведения. Необратимое сжатие в компрессоре, адиабатный и изотермный КПД компрессора. Влияние вредного пространства на работу компрессора. Объемный КПД компрессора.
26. Компрессор. Общие сведения. Многоступенчатый компрессор. Причины применения, схема, диаграммы процессов, распределение давления по ступеням сжатия, теплота, отводимая в промежуточных теплообменниках.
27. Термодинамические процессы идеального газа. Методика исследования основных процессов. Группы процессов в pv- и Ts- диаграммах. Средняя интегральная температура подвода теплоты процесса.
28. Термодинамика идеального газа. Смеси идеальных газов. Общие положения. Закон Дальтона. Способы задания смеси. Газовая постоянная, кажущаяся молярная масса, плотность, теплоемкость, внутренняя энергия, энтальпия, энтропия газовой смеси. Энтропия смешения.
29. Первый закон термодинамики. Виды энергии. Теплота и работа – формы передачи энергии. Балансы энергии и теплоты технической системы. Абсолютные и относительные характеристики технической системы на базе балансовых уравнений 1-го закона.
30. Второй закон термодинамики. Формулировки и их соотношение друг с другом. Значение понятия обратимости. Внешняя и внутренняя необратимость. Энтропия. Изменение энтропии в обратимых и необратимых процессах. Аналитическое выражение 2-го закона термодинамики. Единое уравнение (тождество) термодинамики для закрытых систем
Тепломассообмен
1. Теплопроводность, конвекция, тепловое излучение. Тепловой поток. Плотность теплового потока.
2. Коэффициент теплопроводности. Значение коэффициента теплопроводности различных материалов.
3. Теплопроводность однослойной плоской стенки.
4. Теплопередача через однослойную и многослойную плоские стенки.
5. Теплопроводность однослойной цилиндрической стенки.
6. Теплопередача через однослойную и многослойную цилиндрические стенки.
7. Тепловая изоляция. Критический диаметр тепловой изоляции.
8. Дифференциальное уравнение теплопроводности Фурье. Общий вид его решения для неограниченной пластины.
9. Нестационарная теплопроводность. Температурный график нагрева (охлаждения) тела.
10. Графики (номограммы) для расчета температуры в центре и на поверхности тел классической формы (неограниченная пластина, бесконечный цилиндр, шар).
11. Конвективный теплообмен. Основные положения. Закон Ньютона-Рихмана.
12. Коэффициент конвективной теплоотдачи. Зависимость коэффициента теплоотдачи от различных факторов.
13. Теория подобия процессов конвективного теплообмена. Теоремы подобия.
14. Числа гидродинамического и теплового подобия однофазного теплообмена (Рейнольдса, Прандтля, Эйлера, Грасгофа, Био, Фурье, Нуссельта, Пекле, Стентана).
15. Теплоотдача при вынужденном течении жидкости вдоль плоской поверхности. Гидродинамический и тепловой пограничные слои жидкости.
16. Закон трения Ньютона. Коэффициент трения. Коэффициент гидравлического сопротивления. Формула Дарси-Вейсбаха.
17. Теплоотдачи при вынужденном движении жидкости в трубах и каналах.
18. Теплоотдача при поперечном обтекании одиночной трубы и пучков труб.
19. Теплоотдача при свободном движении жидкости в неограниченном пространстве.
20. Теплоотдача при свободной конвекции в ограниченном пространстве (узкие щели).
21. Основные положения теплового излучения. Виды излучения. Эффективное излучение.
22. Законы теплового излучения Планка и Вина.
23. Законы теплового излучения Стефана-Больцмана, Кирхгофа, Ламберта.
24. Теплообмен излучением в прозрачной (диатермической) среде.
25. Лучеиспускание газов. Теплообмен излучением между газом и его оболочкой.
26. Сложный теплообмен. Приведенный коэффициент теплоотдачи. Числа подобия Больцмана, Старка, Кирпичева.
27. Методы интенсификации теплопередачи.
28. Конвективный массообмен. Плотность потока массы. Закон Фика. Коэффициент массоотдачи.
29. Классификация теплообменных аппаратов по принципу действия и по конструктивным признакам.
30. Тепловой и гидравлический расчеты теплообменных аппаратов.
Высокотемпературные теплотехнологические процессы
И установки
1. Классификация систем, в которых происходит нагревание (охлаждение) садки.
2. Определение времени нагрева массивной садки.
3. Температурные графики нагревательных печей.
4. Температурные графики термических печей.
5. Определение времени нагрева тонкой садки.
6. Схемы теплоиспользования.
7. Операции термической и химико-термической обработки металла.
8. Расчет температуры в печи.
9. Регенеративное теплоиспользование тепловых отходов.
10. Комбинированное теплоиспользование тепловых отходов (дымовых газов).
11. Расчет приведенного значения коэффициента лучеиспускания Сn.
12. Определение степени черноты продуктов сгорания органического топлива.
13. Игольчатые чугунные рекуператоры.
14. Петлевые рекуператоры стальные (трубчатые).
15. Расчет рекуператора.
16. Огнеупорные и теплоизоляционные материалы.
17. Защитные и контролируемые атмосферы.
18. Материальный баланс зоны печи.
19. Приходные статьи баланса теплоты.
20. Расходные статьи баланса теплоты.
21. Понятие технологического и энергетического КПД.
22. Горелочные устройства для сжигания газообразных топлив типа ДВ и ДН.
23. Горелочные устройства для сжигания мазута.
24. Регулирование температуры дымовых газов в зоне печи.
25. Определение высоты зоны печи.
26. Определение длины зоны печи.
27. Определение эффективной теплоотдачи в зоне печи.
28. Атмосферы в рабочем пространстве печи.
29. Методика расчёта садки произвольной формы.
30. Керамические рекуператоры.