Примерный перечень вопросов к экзамену по дисциплине. Тематика контрольных работ
Тематика контрольных работ
И методические указания по их выполнению
Задания к контрольным работам и методические указания по их выполнению по дисциплине «Теплотехника» предназначены для студентов заочной формы обучения.
Контрольная работа является одной из форм контроля знаний, ставит своей целью закрепление теоретических знаний студентов, состоит из пяти вопросов, охватывающие различные темы дисциплины.
Работа выполняется на компьютере и сдается в распечатанном виде. Формат листа А4 (210х297), поля сверху - 10 мм, снизу - 10 мм, слева - 20 мм, справа – 15 мм. Шрифт: размер (кегль) 14, тип Times New Roman. Межстрочное расстояние полуторное. Красная строка 1,25 мм. При оформлении заголовков вопросов следует учитывать следующие требования:
- заголовки вопросов пишутся или печатаются прописными буквами;
- ответ на каждый вопрос начинается с нового листа;
- расстояние между заголовком и текстом должно быть не менее 10 мм
- не допускаются переносы слов в заголовке.
Нумерация страниц начинается с листа «Введение», которое является обязательным и отражает актуальность изучаемой дисциплины в целом, а также актуальность существа излагаемых вопросов. Номер страницы ставится в правом верхнем или нижнем углу.
Заголовки вопросов нумеруются арабскими цифрами (не допускается жирный шрифт).
Рисунки, схемы, графики, таблицы (если таковые имеются) имеют сквозную нумерацию.
На титульном листе указывается: Министерство, университет, институт, фамилия, имя, отчество студента, курс, группа, номер зачетной книжки, вариант работы, лектор-консультант (должность, фамилия, имя, отчество), город и год выполнения работы.
Примерный перечень литературных источников, необходимых для выполнения контрольной работы, приведен в методических указаниях.
На использованные в процессе выполнения работы литературные источники необходимо делать ссылки в тексте, указывая в скобках их порядковые номера в списке литературы. Список литературы должен быть составлен по правилам библиографии и приведен в конце работы.
ВЫБОР И ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ
Методические указания содержат двадцать вариантов контрольных работ; выбор варианта работы студентом обусловлен предпоследней и последней цифрой в номере зачетной книжки. Номер зачетной книжки и вариант контрольной работы должны быть указаны на титульном листе.
| Б | Последняя цифра шифра | ||||||||||
| А | |||||||||||
| Предпоследняя цифра шрифта | |||||||||||
Контрольная работа
Вариант №1
По рекомендованной литературе изучить
Задание:
1.Основные термины термодинамики: среда и система, параметры состояния и физконстанты, потенциалы и координаты.
2. Первый закон термодинамики в общем виде, определение количеств воздействия данного рода (вывод).
3. Определить абсолютное давление газа в резервуаре, если ртутный манометр показывает избыточное давление 300 мм.рт.ст., а барометр 750 мм.рт.ст.
Контрольная работа
Вариант №2
По рекомендованной литературе изучить
Задание:
1. Термомеханическая система, ее особенности и первый закон термодинамики для нее.
2. Внутренняя энергия газа, ее свойства, как характеристической функции, получение одного из диф. соотношений Максвелла, их роль в термодинамике (вывод).
3. При барометрическом давлении 760 мм.рт.ст. манометр, установленный на баллоне с газом, показывает 0,2 кгс/см2. Как изменится показания манометра, если барометрическое давление упадет до 730 мм.рт.ст.?
Контрольная работа
Вариант №3
По рекомендованной литературе изучить
Задание:
1. Энтальпия, ее физический смысл, первый закон термодинамики в записи через энтальпию.
2. Характеристические функции: свободная энергия, свободная энтальпия, эксергия. Соотношение между характеристическими функциями. Первый закон термодинамики в записи через эти функции (вывод).
3. Определить абсолютное давление в резервуаре, если вакуумметр показывает разряжение р=300 мм.рт.ст., а баромерическое давление 750 мм.рт.ст.
Контрольная работа
Вариант №4
По рекомендованной литературе изучить
Задание:
1. Теплоемкости газов. Теплоемкости Ср и Сv. Определение теплоемкости произвольного процесса (вывод).
2. Идеальный газ, уравнение Клапейрона -Менделеева, уравнение Майера и другие свойства идеального газа (вывод).
3. Чему равно абсолютное давление в резервуаре, если при температуре 30 0С ртутный манометр показывает 1200 мм.рт.ст., а ртутный барометр – 750 мм.рт.ст.? Температурное расширение ртути учитывать по формуле h0=h(1-0,000172t)
Контрольная работа
Вариант №5
По рекомендованной литературе изучить
Задание:
1. Формулы для расчета энтропии (вывод).
2. Графический метод в термодинамике, свойство p-v и T-s координат.(проработать самостоятельно)/
3. Аэрозонд заполнен водородом, имеющим параметры окружающей среды: р1=0,1 МПа, t1=30 0С. Определить подъемную силу, приходящуюся на каждый кубический метр объема аерозонда. Как изменится подъемная сила в зимних условиях t1=–30 0С?
Контрольная работа
Вариант №6
По рекомендованной литературе изучить
Задание:
1. Равновесные и неравновесные процессы, их особенности и значение для практики.
2. Принцип возрастания энтропии (2-ой закон термодинамики).
3. Два кислородных баллона одинакового объема соединены трубопроводом. Определить давление, которое установится в баллонах при температуре t=25 0С, если до соединения параметры газа в первом баллоне были р1=8,0 МПа, t1=30 0С, а во втором р1=6,0 МПа, t1=20 0С.
Контрольная работа
Вариант №7
По рекомендованной литературе изучить
Задание:
1. Политропные процессы, расчет тепла и работы за процесс (вывод)
2. Графический анализ политропных процессов
3. Определить расход метана в газопроводе диаметром d=800 мм, если скорость газа v=15 м/с, абсолютное давление pасб=5 МПа и температура 20 0С.
Контрольная работа
Вариант №8
По рекомендованной литературе изучить
Задание:
1. Общее понятия о циклах. Тепловые и холодильные циклы, оценка их эффективности. Особенности циклов холодильных машин и тепловых насосов.
2. Цикл и теорема Карно, термический К.П.Д. цикла Карно. Второй закон термодинамики применительно к теории циклов (вывод).
3. Так называемый гремучий газ по массе состоит из 11% водорода и 88,9% кислорода. Определить объемный состав, газовую постоянную и плотность газа при барометрическом давлении 0,1 МПа и температуре 15 0С.
Контрольная работа
Вариант №9
По рекомендованной литературе изучить
Задание:
1. Потери работоспособности, коэф. качества тепла (вывод).
2. Реальные газы: диаграмма Эндрюса, уравнение состояния для реальных газов.
3. Определить массовую теплоемкость кислорода при постоянном объеме и постоянном давлении, пренебрегая зависимостью от температуры.
Контрольная работа
Вариант №10
По рекомендованной литературе изучить
Задание:
1. Состояния и свойства воды и пара. P-v диаграмма воды и пара, характерные области и кривые.
2. Диаграмма h-s воды и пара, принцип ее построения, определение параметров состояния с ее помощью.
3. Определить относительное увеличение изобарной телплоемкости воздуха при нагревании его от t1=0 0C до t2=1000 0C, принимая зависимость теплоемкости от температуры линейной.
Контрольная работа
Вариант №11
По рекомендованной литературе изучить
Задание:
1. Определение параметров воды и пара по таблицам или h-s диаграмме, расчет параметров влажного пара.
2. Расчет термодинамических процессов с водой и паром (вывод).
3. Определить расход теплоты для нагревания воздуха от -30 0C до 10 0C в системе кондиционирования, если в калорифер поступает 5000 м3/ч воздуха при давлении 750 мм.рт.ст. Теплоемкость воздуха считать не зависящей от температуры.
Контрольная работа
Вариант №12
По рекомендованной литературе изучить
Задание:
1. Классификация процессов теплообмена. Элементарные и сложные формы теплопереноса.
2. Основные термины теории теплопереноса, температурное поле, температурный напор, температурный градиент, тепловой поток, плотность теплового потока.
3. Какое количество теплоты при постоянном давлении 0,1 МПа требуется для нагревания 4,5 м3 воздуха от 15 до 300 0C? Зависимость теплоемкости от температуры не учитывать.
Контрольная работа
Вариант №13
По рекомендованной литературе изучить
Задание:
1. Основные законы теплообмена: закон Ньютона - Рихмана, закон Фурье, закон Стефана-Больцмана, основное уравнение теплопередачи.
2. Диф. уравнение теплопроводности (вывод), его физический смысл.
3. В процессе расширения с подводом 120 кДж теплоты 1кг воздуха совершает работу, равную 90 кДж. Определить изменение температуры воздуха в процессе, пренебрегая зависимостью теплоемкости от температуры.
Контрольная работа
Вариант №14
По рекомендованной литературе изучить
Задание:
1. Условия однозначности в задачах теплопроводности (геометрические, физические, начальные и граничные).
2. Стационарная теплопроводность плоской стенки при ГУ-1 (вывод).
3. В процессе расширения к 1 кг кислорода подводится 200 кДж теплоты. Какую работу совершит при это газ, если в результате процесса температура его повысится на 95 0C? Зависимость теплоемкости от температуры не учитывать.
Контрольная работа
Вариант №15
По рекомендованной литературе изучить
Задание:
1. Теплопередача через плоскую стенку, расчет многослойных стенок (ввод).
2. Стационарная теплопроводность цилиндрической стенки при ГУ-1 (вывод).
3. Определить расход воздуха в системе охлаждения дизеля N=38 кВт, если отводимая теплота составляет 75% полезной мощности двигателя, а температура охлаждающего воздуха повышает на 15 0C.
Контрольная работа
Вариант №16
По рекомендованной литературе изучить
Задание:
1. Теплопередача через цилиндрическую стенку (вывод).
2. Критический диаметр изоляции. Условие эффективной изоляции труб, понятие об оптимальной изоляции (вывод).
3. Теплота сгорания дизельного топлива 42000 кДж/кг. Определить работу, которую можно получить при использовании его в тепловом двигателе с к.п.д. 45%.
Контрольная работа
Вариант №17
По рекомендованной литературе изучить
Задание:
1. Процессы нестационарной теплдопроводности.
2. Основные факторы, определяющие интенсивность конвективного теплообмена.
3. При расщеплении 1 кг урана в реакторе атомной электростанции количество выделяемой теплоты оценивается величиной 22,9·106 кВт·ч/кг. Определить, какое количество угля с теплотой сгорания 29300 кДж/кг потребуется для получения такого же количества теплоты.
Контрольная работа
Вариант №18
По рекомендованной литературе изучить
Задание:
1. Понятие о гидродинамическом и тепловом пограничном слоях.
2. Диф. уравнение теплоотдачи, связь между a и толщиной пограничного слоя (вывод).
3. В закрытом резервуаре находится воздух при давлении 730 мм.рт.ст. и температуре t1=30 0С. Определить, насколько понизится давление в резервуаре, если его охладить до t2=–30 0С.
Контрольная работа
Вариант №19
По рекомендованной литературе изучить
Задание:
1. Система диф. уравнений конвективного теплообмена, проблема ее интегрирования и описания условий однозначности.
2. Основы теории подобия. Получение критерия Nu, его физический смысл (вывод).
3. Определить до какой температуры необходимо нагреть газ при постоянном объеме, чтобы его давление увеличилось в два раза, если начальная температура t1=15 0С.
Контрольная работа
Вариант №20
По рекомендованной литературе изучить
Задание:
1. Система критериев конвективного теплообмена (критерии Nu, Re, Pr, Gr), критериальные уравнения и способы организации экспериментов и обработки опытных данных.
2. Теплоотдача при свободной конвекции, ее разновидности (у вертикальных стенок, на горизонтальных трубах, у горизонтальных плит).
3. В резервуаре емкостью 1 м3 находится воздух при давлении 0,5 МП и температуре 200С. Как измениться температура и давление воздуха, если к нему подвести 275 кДж теплоты?
Примерный перечень вопросов к экзамену по дисциплине
«Теплотехника»
Термодинамика
1.Основные термины термодинамики: среда и система, параметры состояния и физконстанты, потенциалы и координаты.
2. Первый закон термодинамики в общем виде, определение количеств воздействия данного рода (вывод).
3. Термомеханическая система, ее особенности и первый закон термодинамики для нее.
4. Внутренняя энергия газа, ее свойства, как характеристической функции, получение одного из диф. соотношений Максвелла, их роль в термодинамике (вывод).
5. Энтальпия, ее физический смысл, первый закон термодинамики в записи через энтальпию.
6. Характеристические функции: свободная энергия, свободная энтальпия, эксергия. Соотношение между характеристическими функциями. Первый закон термодинамики в записи через эти функции (вывод).
7. Теплоемкости газов. Теплоемкости Ср и Сv. Определение теплоемкости произвольного процесса (вывод).
8. Идеальный газ, уравнение Клапейрона -Менделеева, уравнение Майера и другие свойства идеального газа (вывод).
9. Формулы для расчета энтропии (вывод).
10. Графический метод в термодинамике, свойство p-v и T-s координат.(проработать самостоятельно)
11. Равновесные и неравновесные процессы, их особенности и значение для практики.
12. Принцип возрастания энтропии (2-ой закон термодинамики).
13. Политропные процессы, расчет тепла и работы за процесс (вывод)
14. Графический анализ политропных процессов
15 Общее понятия о циклах. Тепловые и холодильные циклы, оценка их эффективности. Особенности циклов холодильных машин и тепловых насосов.
15. Цикл и теорема Карно, термический К.П.Д. цикла Карно. Второй закон термодинамики применительно к теории циклов (вывод).
17. Потери работоспособности, коэф. качества тепла (вывод).
18. Реальные газы: диаграмма Эндрюса, уравнение состояния для реальных газов.
19. Состояния и свойства воды и пара. P-v диаграмма воды и пара, характерные области и кривые.
20. Диаграмма h-s воды и пара, принцип ее построения, определение параметров состояния с ее помощью.
21. Определение параметров воды и пара по таблицам или h-s диаграмме, расчет параметров влажного пара.
22. Расчет термодинамических процессов с водой и паром (вывод).
Теплопередача
1. Классификация процессов теплообмена. Элементарные и сложные формы теплопереноса.
2. Основные термины теории теплопереноса, температурное поле, температурный напор, температурный градиент, тепловой поток, плотность теплового потока.
3. Основные законы теплообмена: закон Ньютона - Рихмана, закон Фурье, закон Стефана-Больцмана, основное уравнение теплопередачи.
4. Диф. уравнение теплопроводности (вывод), его физический смысл.
5. Условия однозначности в задачах теплопроводности (геометрические, физические, начальные и граничные).
6. Стационарная теплопроводность плоской стенки при ГУ-1 (вывод).
7. Теплопередача через плоскую стенку, расчет многослойных стенок (ввод).
8. Стационарная теплопроводность цилиндрической стенки при ГУ-1 (вывод).
9. Теплопередача через цилиндрическую стенку (вывод).
10. Критический диаметр изоляции. Условие эффективной изоляции труб, понятие об оптимальной изоляции (вывод).
11. Процессы нестационарной теплдопроводности.
12. Основные факторы, определяющие интенсивность конвективного теплообмена.
13. Понятие о гидродинамическом и тепловом пограничном слоях.
14. Диф. уравнение теплоотдачи, связь между a и толщиной пограничного слоя (вывод).
14. Система диф. уравнений конвективного теплообмена, проблема ее интегрирования и описания условий однозначности.
15. Основы теории подобия. Получение критерия Nu, его физический смысл (вывод).
16. Система критериев конвективного теплообмена (критерии Nu, Re, Pr, Gr), критериальные уравнения и способы организации экспериментов и обработки опытных данных.
17. Теплоотдача при свободной конвекции, ее разновидности (у вертикальных стенок, на горизонтальных трубах, у горизонтальных плит).
18. Теплоотдача при движении теплоносителя в трубах и каналах. Особенности теплоотдачи в змеевиках и коротких трубах.
19. Теплоотдача при поперечном обтекании трубных пучков.
20. Теплоотдача при конденсации.
21. Отдельные случаи конденсации (на высоких вертикальных поверхностях, влажного или слабо перегретого пара, при наличии примесей воздуха, на горизонтальных трубных пучках, при течении пара с большой скоростью).
22. Теплоотдача при кипении жидкости в большом объеме, кривая кипения, кризис кипения и его значение для техники. Особенности кипения в трубах.