МИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙВЫСШИЙ АВИАЦИОННЫЙ КОЛЛЕДЖ Кафедра технической эксплуатации воздушных су

Работа добавлена на сайт samzan.net:

ДЕПАРТАМЕНТ ПО АВИАЦИИ

МИНИСТЕРСТВА ТРАНСПОРТА И КОММУНИКАЦИЙ

РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«МИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙВЫСШИЙ АВИАЦИОННЫЙ КОЛЛЕДЖ»

 

 

 Кафедра технической эксплуатации воздушных судов и двигателей

Техническая термодинамика и теплопередача

Методические указания по изучению дисциплины и выполнению

контрольной и курсовой работ для студентов заочной формы обучения специальности 1-37 04 01

Минск – 2013г.

УДК

Составитель: Э.К. Бересневич

Рецензент: доктор физико-математических наук Кнюкшто Валерий Николаевич.

Одобрено и рекомендовано к изданию научно-методическим советом МГВАК (протокол от 2012г №)

Техническая термодинамика и теплопередача: Методические указания по изучению дисциплины и выполнению контрольной и курсовой работ для студентов заочной формы обучения. /Сост. Э.К. Бересневич./; МГВАК. Минск, 2011.38с.

 

 

Методические указания предназначены для организации самостоятельной работы студентов заочного отделения, обучающихся по специальности 1-37 04 01 «Техническая эксплуатация воздушных судов и двигателей» при изучении учебногокурсапо дисциплине «Техническая термодинамика и теплопередача».

Методические указания содержат перечень основных рекомендуемых учебников и дополнительных учебных пособий для более глубокого изучения отдельных вопросов курсов. Приведена  развернутая программа теоретического материала курсов и дано содержание контрольного задания, курсовой работы. В методических комментариях акцентируются наиболее важные моменты, на которые необходимо обратить внимание при самостоятельном изучении дисциплины. Методические указания могут быть также полезны и курсантам МГВАК, обучающимся на стационаре.

 

 

 

 

Введение

     Учебная дисциплина «Термодинамика и теплопередача» является составной частью учебного плана подготовки инженера-механика по специальности «Техническая эксплуатация воздушных судов и двигателей»  для всех форм обучения. Дисциплина состоит из двух самостоятельных разделов:

1.  техническая термодинамика;
2.  теплопередача.

     Техническая термодинамика является частью термодинамики – раздела теоретической физики. Объектом исследований технической термодинамики являются авиационные двигатели – тепловые машины, в которых изучаются закономерности взаимного превращения теплоты в работу, устанавливается взаимосвязь между тепловыми, механическими и химическими процессами, имеющими место в тепловых машинах.

     Теплопередача – это наука, изучающая процессы переноса теплоты (теплообмена) в пространстве с неоднородным температурным полем. В зависимости от характера теплообмена перенос теплоты может быть назван теплопроводностью (например, через стенки корпуса), конвекцией (например, при охлаждении турбинных лопаток воздухом) и излучением (например, при горении топливовоздушной смеси от пламени к стенкам жаровой трубы в камере сгорания).

Основной формой изучения данной дисциплины является самостоятельная работа над учебным материалом. При этом не следует стремиться к механическому запоминанию всех формул и зависимостей. Главное внимание необходимо уделить раскрытию физического смысла входящих в формулы параметров, уяснить динамику изменения их в процессе эксплуатации и др. Однако нужно твёрдо помнить основные уравнения и формулы. Изучив всю тему, надо проверить свои знания, ответив на контрольные вопросы.

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Курс дисциплины «Техническая термодинамика и теплопередача» изучается студентами заочной формы обучения специальности  1-37 04 01 «Эксплуатация воздушных судов и двигателей» самостоятельно по рекомендованным в списке учебной литературы учебникам, учебным пособиям, методическим указаниям и закрепляется выполнением контрольной и курсовой работ. В период лабораторно-экзаменационной сессии для студентов проводятся обзорные лекции по основным вопросам курсов и практические работы. В процессе освоения дисциплины студенты получают консультации на кафедре технической эксплуатации воздушных судов и двигателей.

Изучать курс рекомендуется в следующем порядке. Внимательно ознакомиться с содержанием соответствующего раздела рабочей программы и методическими указаниями; прочитать по учебнику материал, рекомендуемый в программе для изучения данной темы. Изучение каждого раздела полезно начинать с уяснения принципиальных положений, затем переходить к разбору его конкретных особенностей. Усвоив смысл изучаемого раздела и разобравшись в ходе математических выкладок, важно самостоятельно повторить вывод той или иной зависимости,дать ответы на вопросы для самоконтроля. Такой метод способствует лучшему усвоению идей и методов, положенных в основу математических выводов. При изучении материала полезно составлять конспекты по каждой теме изучаемой темы.

В процессе изучения дисциплины студенты выполняют одну контрольную работу (в осеннем семестре) и курсовую работу в весеннем семестре. Цель контрольной работы  закрепление пройденного материала.

Цель курсовой работы: закрепить теоретические знания, полученные при изучении курса и научить студента самостоятельно рассчитывать и анализировать термодинамические процессы в элементах двигателей и системах летательных аппаратов; производить анализ идеальных циклов авиационных двигателей; рассчитывать одномерные газовые потоки в элементах двигателей летательных аппаратов; производить анализ теплового состояния этих элементов и влияния на него различных факторов; уметь оценивать эффективность методов тепловой защиты элементов конструкции; оценивать эффективность теплообменных аппаратов и систем охлаждения.

Для положительной аттестации по дисциплине от студента требуется знание теоретических положений курсов, понимание физической сущности изучаемых явлений и процессов, умение применять теоретические положения при решении практических задач.

Программа теоретического курса

Введение. РАЗДЕЛ 1. Техническая термодинамика.

ТЕМА 1.1. Основные понятия технической термодинамики.

Предмет технической термодинамики. Термодинамическая система, внешняя среда, рабочее тело. Параметры состояния рабочего тела. Методы измерения температуры.

В начальной теме курса  рассматриваются основные понятия и определения, на базе которых строится изложение всего дальнейшего курса технической термодинамики, как науки о взаимопревращениях теплоты и работы в тепловых машинах.

Здесь необходимо обратить внимание на упрощающие предположения при введении понятия идеального газа, как абстрактной модели газа, в котором отсутствуют силы межмолекулярного взаимодействия и геометрические размеры его молекул пренебрежимо малы.

Вопросы для самоконтроля:

1.  Термодинамическая система, внешняя среда, рабочее тело.
2.  Основные термодинамические параметры состояния газа. (Удельный объем, температура, давление).
3.  Физический смысл абсолютной температуры.
4.  Принцип построения шкалы Цельсия.
5.  Зависимость между абсолютной температурой и  температурой по шкале Цельсия.
6.  Абсолютное и манометрическое (избыточное) давления.
7.  Единицы измерения давления.

ТЕМА 1.2. Законы и уравнения идеальных газов.

Основное уравнение кинетической теории газов. Законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля. Уравнение Клапейрона. Газовая постоянная. Уравнение Клапейрона - Менделеева. Определение универсальной газовой постоянной.

Следует твердо усвоить уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона) в различных формах его записи (рv=RT; рV=mRT; р=RT ), связывающее основные параметра состояния газовой среды: абсолютное давление р , удельный объем v и абсолютную температуру T. Необходимо уяснить различие между понятиями универсальной газовой постоянной R, являющейся абсолютной константой и имеющей численноезначение 8314 Дж/(кмоль К), и удельной газовой постоянной R, величина которой зависит от молекулярной массы каждого  конкретного газа   и  определяется соотношением вида    R= R/  .

Вопросы для самоконтроля:

1.  Основное уравнение   кинетической теории газов.
2.  Дать определение закона Бойля – Мариотта и указать зависимость между параметрами состояния  идеального газа, устанавливаемые этим законом.
3.  Вывод закона Бойля – Мариотта с применением основного уравнения кинетической теории газов.
4.  Дать определение закона Гей – Люссака и указать зависимость между параметрами состояния  идеального газа, устанавливаемые этим законом.
5.  Вывод закона Гей – Люссака с применением основного уравнения кинетической теории газов.
6.  Определение температуры абсолютного нуля с применением закона Гей – Люссака.
7.  Дать определение законаШарля и указать зависимость между параметрами состояния  идеального газа, устанавливаемые этим законом.
8.  Вывод закона Шарля с применением основного уравнения кинетической теории газов. Графическое изображение закона Шарля.
9.  Уравнения состояния  идеального газа. (Уравнения Клайперона, Менделеева).
10.  Удельная газовая постоянная, ее определение,физический смысл.
11.  Универсальная газовая постоянная, ее определение, физический смысл.

ТЕМА 1.3. Газовые смеси.

Понятие о газовой смеси, как о рабочем теле. Способы задания газовых смесей. Средняя молекулярная масса, плотность и объем газовой смеси. Относительный объемный состав газовой смеси.

При изучении темы«газовые смеси» нужно освоить методику расчета параметров смеси, состоящей из отдельных идеальных газов. Обратите внимание на отличие расчетных формул при задании состава смеси массовыми gi  и объемнымиri долями. Умение рассчитывать удельную газовую постоянную и теплоемкость смеси позволит при исследовании термодинамических процессов рассматривать смесь как самостоятельный идеальный газ.

Вопросы для самоконтроля:

1.  Понятие о газовой   смеси как    рабочем   теле. Закон Дальтона.
2.  Способы задания газовых смесей.
3.  Состав газовой смеси, заданный массовыми долями.
4.  Состав газовой смеси, заданный объемными долями.
5.  Приведенный (парциальный) объем компонента смеси.
6.  Состав смеси, заданный числом молей (мольными долями).
7.  Средняя молекулярная (кажущаяся)масса газовой смеси.
8.  Плотность и объем газовой смеси.
9.  Относительный объемный состав газовой смеси.
10.  Определение газовой постоянной смеси

ТЕМА 1.4. Теплоемкость газов и их смесей.

Понятие о количестве теплоты и теплоемкости. Массовая, объемная и киломольная теплоемкость газов. Теплоемкость газа при постоянном объеме и при постоянном давлении. Истинная и средняя теплоемкости. Теплоемкость газовой смеси. Определение количества теплоты, необходимой для нагревания газа.

При рассмотрении теплоемкости следует освоить методику расчета средней теплоемкости и уяснить зависимость теплоемкости газа от вида термодинамического процесса, что находит отражение в уравнении Майера  cp-cv=R. Обратите внимание на понятие показатель адиабаты k , который вводится соотношением  k = cp/ cv  и его численное значение определяется структурой молекулы газа.

Вопросы для самоконтроля:

1.  Определение  внутренней энергии тела.
2.  Теплота и работа – формы передачи энергии.
3.  Теплоемкость газа при постоянном объеме.
4.  Теплоемкость газа при постоянном давлении.
5.  Уравнение   Майера. Зависимость между удельными теплоемкостями сp и сv.
6.  Истинная и средняя теплоемкости.
7.  Теплоемкость газовой смеси.
8.  Определение количества теплоты, необходимой для нагревания газа при постоянном объеме.
9.  Определение количества теплоты, необходимой для нагревания газа при постоянном давлении.

ТЕМА 1.5. Термодинамические процессы.

Термодинамическая система и процессы, протекающие в ней. Внутренняя энергия и работа термодинамической системы. Первый закон (начало) термодинамики. Энтальпия. Определение теплоты, работы и внутренней энергии. Изохорный процесс. Изобарный процесс. Изотермический процесс. Адиабатный процесс. Политропный процесс. Определение параметров состояния в термодинамических процессах.

Первый закон термодинамики – это термодинамическое выражение всеобщего закона сохранения, суть которого заключается в сохранении общего энергетического баланса при взаимопревращении энергии из одного вида в другой.

Для записи аналитического выражения первого закона термодинамики необходимо детально рассмотреть энергетические характеристики термодинамической системы, к числу которых относятся изменение внутренней энергии, изменение энтальпии, количество теплоты, работа деформации (расширения) и располагаемая (полезная) работа. При изучении энергетических характеристик необходимо усвоить различие понятий «функция состояния», к которым относятся внутренняя энергия и энтальпия, и «функция процесса» (теплота и работа). Обратить внимание на факторы, определяющие знак каждой из энергетических характеристик, и знать выражение их через изменение параметров состояния как в дифференциальной, так и в интегральной форме.

Понятие «политропные процессы» представляет собой обобщающую модель всего многообразия термодинамических процессов в идеальных газах, протекающих при постоянном значении теплоемкости. Идентификация процессов осуществляется по показателю политропы n , который определяет связь между параметрами состояния в виде уравнения политропных процессов Pvn=const.

Здесь следует обратить внимание на необычное обстоятельство, выражающееся в возможности изменения численного значения теплоемкости газа в различных политропных процессах во всем диапазоне действительных чисел от -  до . В частности это приводит к тому, что при  условиях, когда показатель политропы принимает значение в интервале  1 < n < k , теплоемкость любого газа будет иметь отрицательное значение.

Нужно научится анализировать политропные процессы по показателю политропы. Принимая конкретные значения n можно получить академически известные частные случаи газовых процессов: изобарический (n=0), изотермический (n=1), адиабатный (n= k), и изохорический (n=).

При изучении этого раздела необходимо приобрести навыки графического представления и анализа политропных процессов с использованием обобщенной P-v диаграммы, содержащей классические частные случаи газовых процессов

Вопросы для самоконтроля:

1.  Основные термодинамические процессы. Алгоритм изучения термодинамических процессов.
2.  Изохорный процесс. Уравнение, графическое изображение изохорного процесса.
3.  Распределение энергии в изохорном процессе.
4.  Изобарный процесс. Уравнение, графическое изображение изобарного процесса.
5.  Зависимость между изменяющимися параметрами газа в изобарном процессе. (Закон Гей-Люссака).
6.  Графическое изображение и аналитическое определение работы в изобарном процессе.
7.  Распределение энергии в изобарном процессе.
8.  Изотермный процесс. Уравнение, графическое изображение изотермного процесса.
9.  Графическое изображение и аналитическое определение работы в изотермном процессе.
10.  Работа и распределение энергии в изотермном процессе.
11.  Определение и осуществление адиабатного процесса.
12.  Уравнение адиабатного процесса.
13.  Зависимость давления от температуры в адиабатном процессе.
14.  Зависимость между объёмом газа и температурой в адиабатном процессе.
15.  Зависимость между объёмом газа и давлением в адиабатном процессе.
16.  Работа и распределение энергии в адиабатном процессе.
17.  Графическое изображение адиабатного процесса. Взаимное расположение адиабаты и изотермы.
18.  Преобразование энергии, работа газа в адиабатном процессе.
19.  Определение и графическое изображение политропных процессов.
20.  Зависимость между параметрами состояния в политропном процессе.
21.  Работа газа, коэффициент распределения энергии в политропном процессе.

ТЕМА 1.6. Термодинамика газового потока.

Уравнение неразрывности. Уравнение сохранения энергии. Уравнение Бернулли. Параметры заторможенного потока. Понятие критической точки и критических параметров газа. Температура, давление заторможенного потока. Течение газа в соплах и диффузорах. Скорость истечения газа из сопла. Уравнение расхода газа. Определение секундного расхода газов и параметров заторможенного потока.

Изучение материала необходимо начинать с понятия установившегосятечения газа, записать уравнения неразрывности струи и первогозакона термодинамики для газового потока. Понять сущность критическогосостояния при истечении, связанного с переходом от дозвукового ксверхзвуковому течению, уметь определять вид сопла,рассчитывать скорость истечения и расход газа.

Вопросы для самоконтроля:

1.  Уравнение Первого закона термодинамики для газового потока.
2.  Истечение газа из сосуда. Скорость истечения и секундный расход.
3.  Воздействие на параметры потока геометрии канала.
4.  Сопло. Диффузор.

ТЕМА 1.7. Термодинамические циклы.

Прямые и обратные циклы. Коэффициент полезного действия цикла. Цикл Карно и его термический коэффициент полезного действия. Второй закон (начало) термодинамики. Понятие энтропии. Возрастание энтропии в реальных процессах. Цикл Отто. Особенности цикла Отто. Исследование цикла Отто. Определение параметров цикла Отто. Цикл Дизеля. Особенности цикла Дизеля. Исследование цикла Дизеля. Определение параметров цикла Дизеля. Цикл Брайтона. Особенности цикла Брайтона. Исследование цикла Брайтона.

При знакомстве с циклическими процессами нужно усвоить понятие тепловой машины, как устройства для взаимопревращения теплоты и работы. Обратить внимание на принципиальное различие между прямыми и обратными циклами с точки зрения знака цикловой работы. Уяснить смысл термического коэффициента полезного действия (к.п.д.).

Второй закон термодинамики являясь одним из фундаментальных законов природы дополняет действие первого закона с точки зрения указания направления самопроизвольного протекания процессов. Это закон асимметрии природы, утверждающий, что все процессы развиваются в направлении установления равновесия.

В рамках технической термодинамики обратимых процессов сущность второго закона может быть сведена к двум основным положениям: - от холодного тела к горячему теплота не может переходить самопроизвольно, без затрат механической энергии; - для превращения  теплоты в работу в тепловом двигателе обязательно наличие двух тепловых резервуаров, иными словами нельзя практически построить тепловую машину с к.п.д., равным единице (нельзя полностью превратить в работу всю подводимую теплоту).

Нужно детально разобраться в формулах вычислений изменения энтропии в политропных процессах через изменения параметров состояния газа. Научиться графическому анализу термодинамических процессов на T-s диаграмме, которую часто называют тепловой диаграммой по причине того, что величина площади под линией процесса на ней соответствует количеству подводимой или отводимой теплоты в зависимости от знака ds.

Изучая цикл Карно необходимо усвоить, что этот цикл составлен из последовательности дух изотермических и двух адиабатных процессов. Термический к.п.д. этого цикла зависит только от температур тепловых резервуаров  t = 1-Tх / Tн . Здесь очень важно обратить внимание на то обстоятельство, что к.п.д. цикла Карно имеет максимально возможное значение для любых циклов в данном интервале температур.

При изучении циклов газотурбинной установки и двигателей внутреннего сгорания нужно усвоить основные упрощающие допущения термодинамического анализа:  рабочее тело - идеальный газ с постоянной теплоемкостью, все процессы равновесные и обратимые, процесс сгорания топлива представляется как подвод теплоты от внешних источников. Следует научиться анализировать различные циклы, пользуясь рабочей (P-v), тепловой (T-s) и индикаторной (P-V) диаграммами. Нужно усвоить методику определения термического к.п.д. и цикловой работы каждого из рассматриваемых циклов и возможные способы их повышения.

При анализе циклов ДВС обратите внимание на отличие циклов Отто и Дизеля, связанное с различными условиями подвода теплоты при сгорании топлива. Уясните, что в циклах ДВС повышение степени сжатия является эффективным средством увеличения мощности и экономичности двигателя. Разберитесь с ролью температуры самовоспламенения топлива на ограничения величины степени сжатия.

Вопросы для самоконтроля:

1.  На какие группы делятся поршневые двигатели внутреннего сгорания?
2.  Дать определения основным характеристикам циклов.
3.  Дать описание индикаторной диаграммы двигателя с быстрым сгоранием топлива при постоянном объеме.
4.  Дать описание идеального термодинамического цикла с подводом теплоты при постоянном объеме, изобразить pv– диаграмму цикла, вывести формулу для термического к. п. д. и дать его анализ.
5.  Приведите принципиальную схему газотурбинного двигателя с подводом тепла при постоянном давлении. Изобразите цикл в P-V и T-S диаграммах.
6.  Какие существуют методы повышения термического КПД газотурбинной установки?
7.  По каким признакам можно классифицировать реактивные двигатели?

РАЗДЕЛ 2. Теплопередача.

ТЕМА 2.1. Теплопроводность при стационарном режиме.

Основные понятия и определения. Закон теплопроводности Фурье и коэффициент теплопроводности. Определение коэффициента теплопроводности материала. Теплопроводность однослойной и многослойной плоской стенки. Теплопроводность однослойной и многослойной цилиндрической стенки. Теплопроводность однослойной и многослойной сферической (шаровой) стенки. Теплопроводность стенок различной формы.

Приступая к изучению теории теплообмена необходимо усвоить механизм и физическую сущность каждого из способов передачи теплоты: теплопроводность (диффузия тепла), конвективный теплоперенос и излучение (радиационный теплоперенос). Обратите внимание на то, что все они одновременно участвуют в процессе теплопереноса, однако при различных условиях роль и значимость каждого из них может существенно изменяться. Так в неподвижных сплошных телах основным механизмом передачи теплоты является теплопроводность. При движении среды возрастает вклад конвекции, а в условиях разряженных газов и высоких температур приоритет переходит к радиационному механизму переноса теплоты.

При рассмотрении первого способа теплопереноса - теплопроводности, обратите внимание на понятие температурного поля, как совокупности значений температуры для каждой точки исследуемого пространства в соответствующий момент времени. Нужно также уяснить понятия градиента температуры, теплового потока и его плотности.

Изучая основной закон теплопроводности (закон Фурье) обратите внимание на то, что в его  записи   q =-grad t   минус отражает факт противонаправленности векторов плотности теплового потока и температурного градиента. Здесь необходимо получить представления о численных значениях коэффициента теплопроводности  для различных материалов, как характеристики их способности проводить теплоту.

Вопросы для самоконтроля:

1.  Что называется температурным полем? Виды температурных полей (стационарное, нестационарное, трехмерное, двухмерное, одномерное).
2.  Дать понятие градиента температур. Как направлен градиент температур?
3.  Сформулировать закон Фурье и физический смысл коэффициента теплопроводности.
4.  Описать особенности теплопроводности различных веществ.
5.  Записать дифференциальное уравнение теплопроводности для одно-, двух- и трехмерного стационарного и нестационарного температурных полей.
6.  Физический смысл коэффициента температуропроводности.
7.  Что считается известным при граничных условиях первого, второго и третьего рода?
8.  Для случая постоянного коэффициента теплопроводности вывести уравнение температурного поля плоской однослойной и многослойной стенок.
9.  Получите уравнение для определения плотности теплового потока плоской однослойной и многослойной стенок.
10.  Представьте характер изменения температуры в плоской стенке.
11.  Как определить температуру между слоями стенки?
12.  Получите уравнение для определения температурного поля и теплового потока цилиндрической стенки.
13.  Как изменяется температура внутри цилиндрической стенки?
14.  При каких условиях термическое сопротивление цилиндрической стенки можно определять по уравнениям, полученным для плоскойстенки?
15.  Вывод уравнения теплопроводности через однослойную плоскую стенку.
16.  По какому закону изменяется температура в однослойной плоской стенке?
17.  От каких величин зависит тепловой поток, передаваемый теплопроводностью через однослойную плоскую стенку.
18.  Вывод уравнения теплопроводности через многослойную плоскую стенку.
19.  Уравнение для определения эквивалентного коэффициента теплопроводности λэк плоской стенки, его вывод.
20.  Определение температуры между слоями в многослойной плоской стенке.
21.  Уравнение температурного поля для цилиндрической стенки.
22.  Вывод уравнения теплопроводности через однослойную цилиндрическую стенку.
23.  От каких величин зависит теплопроводность однослойной цилиндрической стенки?
24.  Каков закон изменения температуры в цилиндрической стенке.
25.  Вывод уравнения теплопроводности через многослойную цилиндрическую стенку.
26.  Уравнение для определения эквивалентного коэффициента теплопроводности λэк цилиндрической стенки, его вывод.
27.  Определение температуры между слоями в многослойной цилиндрической стенке.
28.  Вывод уравнения теплопроводности через шаровую стенку.

ТЕМА 2.2. Конвективный теплообмен.

Сущность конвективного теплообмена. Факторы, определяющие его интенсивность. Общие положения теории подобия. Применение теории подобия к конвективному теплообмену. Теплоотдача при больших скоростях движения газов.

Основной задачей раздела, посвященного конвективному механизму переноса теплоты движущейся средой (теплоносителем), является изучение методик определения коэффициента теплоотдачи и применения их для практических расчетов. Одной из таких методикявляетсяметодика определения коэффициента теплоотдачи базирующаяся на физическом моделировании  и обобщении экспериментальных данных с помощью теории подобия в виде критериальных уравнений теплоотдачи.

Здесь нужно твердо усвоить физический смысл отдельных критериальных чисел подобия, участвующих в описании конвективного переноса теплоты: значением Nu оценивается интенсивность теплоотдачи с поверхности твердого тела в подвижную окружающую среду, критерии Re и Gr характеризуют интенсивность вынужденного и свободного движения теплоносителя, величина Pr показывает соотношение его механических и тепловых свойств.

Необходимо детально освоить процедуру расчета коэффициента теплоотдачи с применением критериальных уравнений теплоотдачи.Рассмотрите теплообмен при вынужденном движении теплоносителя по трубам, а также при его свободной циркуляции. Обратите вниманиена методику получения критериальных уравнений путем обобщения экспериментальных данных по теплоотдаче в подобных условиях.

Вопросы для самоконтроля:

1.  Что называется конвективным теплообменом?
2.  Какие различают виды движения жидкости?
3.  Какие факторы влияют на интенсивность свободного движения жидкости?
4.  Что такое вынужденный и свободный конвективный теплообмен?
5.  Дайте понятие теплового и гидродинамического пограничных слоев.
6.  Как влияет режим течения жидкости на формирование пограничного слоя?
7.  Каков механизм передачи тепла через пограничный слой при ламинарном и турбулентном режимах течения жидкости?
8.  Запишите уравнение Ньютона-Рихмана (уравнение теплоотдачи). Дайте понятие коэффициента теплоотдачи.
9.  Какие факторы определяют величину коэффициента теплоотдачи?
10.  Как связан коэффициент теплоотдачи с толщиной и характером течения жидкости в пределах пограничного слоя?
11.  В чем сущность аналитического метода определения коэффициента теплоотдачи?
12.  Напишите систему дифференциальных уравнений конвективного теплообмена (уравнения сплошности, движения, теплопроводности, теплоотдачи).
13.  Почему аналитический метод определения коэффициента теплоотдачи имеет ограниченное применение?
14.  Какие методы, кроме аналитического используются для определения коэффициента теплоотдачи?

ТЕМА 2.3. Лучистый теплообмен.

Основные понятия лучистого теплообмена. Законы теплового излучения. (Планка, Стефана Больцмана, Кирхгофа, Ламберта). Лучистый теплообмен между телами (между плоскими стенками, между двумя произвольно расположенными поверхностями). Излучение газов. Защита от излучения. Определение степени черноты тела методом сравнения.

Прежде всего нужно усвоить принципиальное отличие радиационного механизма переноса теплоты, связанного с электромагнитным излучением, от теплопроводности и конвекции.

Обратите внимание на то, что описание закономерностей радиационного теплопереноса проводится с использованием абсолютной температуры  T, К.

Подробно изучите содержание и физическое проявление основных законов излучения. Особое внимание следует уделить закону Стефана-Больцмана, основного с точки зрения инженерного применения ( E = T 4 ).  Нужно усвоить, что степень черноты   не определяет цвет тела, а характеризует его излучательную способность относительно абсолютно черного тела.

Применение законов теплового излучения нужно рассмотреть на примере теплообмена между параллельными пластинами. Здесь обратите внимание на понятие приведенной степени черноты, как характеристики излучательной способности всей системы тел, участвующих в теплообмене. Изучите вопросы экранирования, как эффективного средства борьбы с тепловым излучением. Выясните, как изменится лучистый тепловой поток при наличии экрана, какую роль при этом имеет его степень черноты.

Вопросы для самоконтроля:

1.  Какие длины волн ограничивают спектр теплового электромагнитного излучения?
2.  Что происходит с лучистой энергией падающей на поверхность твердого тела?
3.  Что понимают под коэффициентами поглощения, отражения и пропускания?
4.  Какие тела называются абсолютно черными, абсолютно белыми и абсолютно прозрачными?
5.  Что такое собственное, эффективное и результирующее излучения тела?
6.  Закон Планка. Его графическое изображение.
7.  Что понимают под спектральной плотностью потока излучения?
8.  Закон Вина. От чего зависит длина волны, при которой достигается максимум спектральной плотности потока излучения?
9.  Закон Стефана-Больцмана. Коэффициент излучения абсолютно черного тела.
10.  Что такое степень черноты? Как определить коэффициент излучения серого тела?
11.  Закон Кирхгофа. Закон Ламберта.
12.  Как определить поток излучения между двумя плоскопараллельными пластинами?
13.  Как определить поток излучения, когда одно тело находится внутри другого?
14.  Как определить поток излучения для произвольно расположенных тел?
15.  Что такое коэффициент облученности (угловой коэффициент)?
16.  Для какой цели используются экраны? Как определяетсятемпература экрана?
17.  Какие газы можно считать прозрачными для тепловых лучей?
18.  Каковы особенности излучения газов?
19.  Как определить поток излучения от газа к окружающей его поверхности теплообмена.

ТЕМА 2.4. Сложный теплообмен.

Передача тепла через однослойную и многослойную плоскую стенку. Передача тепла через однослойную и многослойную цилиндрическую стенку. Теплопередача в охлаждаемых турбинных лопатках.

Теплопередача – это процесс переноса теплоты от одной подвижной среды (горячей) к другой (холодной) через разделяющую их твердую стенку. Весь процесс можно условно разделить на три этапа: конвективный теплообмен между горячим теплоносителем и стенкой, теплопроводность через стенку и конвективный теплообмен между стенкой и холодным теплоносителем. Каждый из этих процессов имеет вполне определенное термическое сопротивление. От его суммарной величины будет зависеть количество передаваемого тепла. При изучении темы необходимо получить уравнение теплопередачи. Сформулировать физический смысл коэффициента теплопередачи. Получить зависимости для определения коэффициентов теплопередачи и суммарного термического сопротивления стенок: плоской однослойной и многослойной, цилиндрической однослойной и многослойной. Выяснить изменение суммарного термического сопротивления и тепловых потерь через цилиндрическую стенку при увеличении ее толщины. Показать, как можно использовать понятие критического диаметра при выборе материала изоляции. Выделить основные факторы, определяющие величину коэффициента теплопередачи. Наметить пути интенсификации данного процесса. Привести примеры использования процессатеплопередачи в системах авиационной техники, транспортных машин.

Вопросы для самоконтроля:

1.  Что называется процессом теплопередачи?
2.  Показать характер изменения температуры между горячим и холоднымтеплоносителями в процессе теплопередачи через плоскую ицилиндрическую стенку.
3.  Вывести уравнения для определения тепловых потоков, передаваемыхчерез плоскую однослойную и многослойную стенки.
4.  Что называется коэффициентом теплопередачи?
5.  Что такое общее термическое сопротивление и из каких величин оноскладывается?
6.  Как определить температуру поверхности стенки?
7.  Может ли коэффициент теплопередачи плоской стенки быть большекоэффициентов теплоотдачи со стороны горячего и холодноготеплоносителей?
8.  Получите уравнения для определения тепловых потоковцилиндрической однослойной и многослойной стенок.
9.  Что называется критическим диаметром цилиндрической стенки и какон определяется?
10.  При каких условиях с увеличением толщины изоляции тепловыепотери будут уменьшаться?
11.  Как влияет толщина стенки и коэффициент теплопроводностиматериала стенки на процесс теплопередачи?
12.  Как влияет скорость движения, коэффициент теплопроводности ивязкость жидкости на коэффициент теплопередачи?

ТЕМА 2.5. Нестационарная теплопроводность.

Описание процесса. Дифференциальное уравнение теплопроводности.

Нужно понять физический смысл дифференциального уравнения теплопроводности, как варианта выражения первого закона термодинамики, из решения которого при соответствующих начальных и граничных условиях может быть получено температурное поле рассматриваемого объекта. Уясните различие между разными граничными условиями : I рода - задание значения температур на поверхности тела; II рода - задание на границе плотности теплового потока (температурного градиента); III рода -установление линейной зависимости теплового потока от температурного  напора  на  границе  в  виде  закона   Ньютона-Рихманаq=(tп–tср). Здесь нужно понять, что коэффициент теплоотдачи  моделирует влияние на границу тела окружающей среды и зависит от ее физических свойств и условий движения.

Разберитесь с методикой решения дифференциального уравнения теплопроводности для отыскания стационарных температурных полей в  простейших ситуациях плоского и цилиндрического слоев.

Обратите внимание на особенность теплоизоляции цилиндрических тел. Здесь в отличие от плоских поверхностей существует ограничение на выбор материала теплозащитного покрытия, вызванное существованием критического диаметра, при котором тепловые потери достигают максимума.

Расчет нестационарных температурных полей путем решения уравнения теплопроводности связан со значительными трудностями математического характера. Для приобретения навыков приближенной  инженерной оценки процессов нагрева или охлаждения тел с маленьким термическим сопротивлением изучите метод регулярного теплового режима.

Вопросы для самоконтроля:

1.  Дать определение нестационарного температурного поля.
2.  Дифференциальное уравнение теплопроводности и граничные условия для нестационарного режима.
3.  Уравнение температурного полядля нестационарного режима.
4.  Из каких чисел подобия составляется уравнение температурного поля?

ТЕМА 2.6. Теплообменные аппараты.

Основные определения и схемы теплообменных аппаратов. Расчет теплообменных аппаратов. Определение коэффициента теплопередачи.

Рассмотрите классификацию теплообменных аппаратов по принципу действия: рекуператоры, регенераторы, смесители. Уясните основные принципы работы устройств каждого типа.

Наиболее распространенными являются рекуперативные теплообменники, поэтому при теоретическом анализе теплопередачи можно ограничится рассмотрением только этого типа устройств.  Детально разберите методику расчета рекуперативного теплообменника для прямоточной и противоточной схем движения теплоносителей. Обратите внимание на понятия средне логарифмического и среднеарифметического температурного напора. Научитесь анализировать изменение температур теплоносителей в зависимости от схемы их движения и значения водяных эквивалентов.

Вопросы для самоконтроля:

1.  Поясните принцип работы рекуперативного, регенеративного и смесительного теплообменных аппаратов.
2.  Какие способы оребрения трубок используются в теплообменных аппаратах?
3.  Какие уравнения положены в основу проектно-конструкторского расчета теплообменного аппарата?
4.  Что такое температурный напор?
5.   Какие направления движения теплоносителей используются в теплообменных аппаратах?
6.  Приведите график изменения температуры теплоносителей вдоль поверхности теплообмена при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей.
7.  Получите уравнение для определения среднего температурного напора.
8.  Какие параметры являются искомыми при поверочном расчете теплообменного аппарата?

РАЗДЕЛ 3. Основы теории горения.

ТЕМА 3.1. Основы термохимии.

Понятие о процессе сгорания. Уравнения химических реакций горения. Теоретически необходимое количество кислорода, окислителя и воздуха. Коэффициент избытка окислителя и воздуха. Теплотворность. Определение теплотворности, количества тепла, топлива в ДВС и коэффициента избытка воздуха.

Рассмотрите принцип образования тепла в авиационных двигателях за счет химической энергии горючего. Уясните основные этапы горения: скрытое горение; видимое горения. Четко усвойте уравнения химических реакций горения. Научитесь рассчитывать теоретически необходимое количество кислорода, окислителя и воздуха. Детально разберите понятия топлива, топливо-воздушной смеси, коэффициента избытка воздуха, теплотворности.

Вопросы для самоконтроля:

1.  Понятие о процессе сгорания. Основные периоды горения.
2.  Дать определение фронта пламени.
3.  Уравнения химических реакций горения.
4.  Теоретически необходимое количество кислорода, окислителя и воздуха.
5.  Коэффициент избытка окислителя и воздуха.
6.  «Богатая» и «бедная» топливовоздушные смеси.
7.  Дать определение теплотворности топлива.
8.  Определение теплотворности углеводородного топлива.

Требования к выполнению контрольной работы

При выполнении контрольной работы необходимо придерживаться следующих правил:

– к решению задач контрольного задания следует приступать только после изучения соответствующего раздела курса

– задание составлено по вариантной системе. Номер варианта определяется кафедрой;

– условия задач переписывать полностью;

– в процессе решения сначала приводить формулы, затем подставлять в них соответствующие численные значения; размерность приводить только для результата вычисления;

– вычисления проводить только в международной системе СИ;

– решения иллюстрировать схемами и графиками (если требуется по условию);

–  оставить поля для замечаний рецензента и 1…2 чистые страницы для работы над ошибками.

– в тексте работы приводить ссылки на использованную литературу, а в конце контрольной работы – список использованной литературы.

Контрольная работа подписывается студентом. Прием контрольных работ на рецензию прекращается за 10 дней до начала лабораторно-экзаменационной сессии. Работы, выполненные  по чужому варианту, не рассматриваются.

Задание 1 Газовые смеси и теплоемкости

Дано:

Газовая смесь имеет следующий (1)* процентный состав (2); давление смеси (4) в барах, объем смеси (5), температура смеси (6) в °С.

Требуется   определить:

1)  (3) состав смеси;

2)  газовые постоянные компонентов и смеси;

3)  среднюю молекулярную массу смеси через объемные и массовые доли;

4)  парциальные давления компонентов через объемные и массовые доли;

5)  массу смеси и компонентов;

6)  парциальные объемы и плотности компонентов;

7)  плотность компонентов и смеси при заданных условиях через объемные и массовые доли;

8)   плотности компонентов и смеси при нормальных условиях через объемные и массовые доли;

9)  истинные мольную,  объемную (для 1 м3) и массовую теплоемкости смеси при р = const и v = const для вышеуказанной температуры смеси;

10)  средние мольную, объемную и массовую теплоемкости  при р = const и v = const для интервала температур (7);

11)   затрату тепла на нагревание (охлаждение) при р = const двух молей, 5 м3 и 7 кг смеси в вышеуказанном интервале температур.

*Примечание: Данные (1), (2), (3) и т.д. взять из таблицы в соответствии с вариантом.

Таблица данных и ответов к контрольному заданию

Вариант	(1)	(2)	(3)	(4)	(5)	(6)	(7)	Ответы
СО2	Н2	СО	N2	Н2О	SO2	О2	μсм	Q', кДж	Q", кДж	Q'", кДж
1	Объемный	10	-	-	50	11	-	29	Весовой	0,95	2	2000	200-1000	29,66	56380	6280	6650
2	-«-	10	-	2	80	-	-	8	-«-	1,0	3	450	300-100	29,92	12300	1370	1440
3	-«-	-	5	15	70	10	-	-	-«-	0,9	4	500	1000-300	25,7	46100	5130	6280
4	-«-	13	-	-	75	6	-	6	-«-	1,05	5	150	600-200	29,72	26700	2980	3150
5	-«-	-	10	30	50	10	-	-	-«-	1,05	6	200	1000-100	24,40	58200	6500	8330
6	-«-	5	30	10	55	-	-	-	-«-	0,85	7	350	900-200	21,0	44400	4950	7410
7	-«-	14	-	-	77	5	-	4	-«-	0,70	8	400	700-500	29,90	14100	1570	1650
8	-«-	-	5	20	75	-	-	-	-«-	0,95	9	100	500-200	26,70	18000	2010	2380
9	-«-	-	-	-	60	15	10	15	-«-	1,0	10	300	800-300	30,70	35000	3890	4000
10	-«-	15	-	-	76	4	-	5	-«-	1,05	2	600	600-100	30,20	33150	3710	3830
11	-«-	20	-	10	-	15	-	55	-«-	1,15	3	700	750-250	31,90	37450	4180	4100
12	-«-	16	-	-	75	4	-	4	-«-	1,2	4	750	1000-500	30,35	36600	4080	4230
13	-«-	8	5	2	85	-	-	-	-«-	1,25	5	700	300-1300	27,92	68800	7660	8630
14	-«-	15	-	-	75	5	-	5	-«-	1,05	6	800	600-900	30,10	21400	2460	2570
15	-«-	-	20	10	50	-	-	20	-«-	0,85	7	1000	1000-400	23,60	38850	4330	5730
16	Весовой	18	-	1	65	-	16	-	Объемный	1,2	8	1200	850-350	33,16	36600	4080	3860
17	-«-	-	15	-	45	15	-	25	-«-	1,0	9	1000	350-750	9,33	24800	2770	9300
18	-«-	14	-	-	76	6	-	4	-«-	0,90	10	2000	9000-600	28,65	21350	2380	2610
19	-«-	-	2	25	65	-	8	-	-«-	1,0	2	450	450-300	23,04	9220	1025	1400
20	-«-	-	10	-	70	-	15	5	-«-	1,05	3	350	300-150	12,67	8960	1005	2470
21	-«-	10	-	-	75	5	-	10	-«-	1,05	4	600	800-300	28,61	33600	3740	4100
22	-«-	-	5	10	80	-	-	5	-«-	1,0	5	550	400-800	17,04	24950	2780	5150
23	-«-	17	-	-	74	5	-	4	-«-	0,95	6	400	800-300	29.14	34600	3850	4140
24	-«-	10	10	20	60	-	-	-	-«-	1,15	7	1000	650-150	12,37	30300	3380	8560
25	-«-	-	2	28	55	15	-	-	-«-	0,85	8	1000	150-1200	23,82	69150	7720	10150
26	-«-	15	-	-	47	7	-	31	-«-	1,0	9	800	300-800	29,61	35000	3900	4130
27	-«-	-	17	40	13	-	30	-	-«-	1,0	10	300	1200-1000	9,21	13500	1510	5130
28	-«-	12	-	-	74	5	-	9	-«-	0,90	2	500	400-900	28,78	34600	3860	4200
29	-«-	-	8	15	62	-	15	-	-«-	0,95	3	1000	800-600	14,32	12750	1420	3120
30	-«-	10	-	-	80	5	-	5	-«-	1,0	4	600	600-100	28,42	31850	3560	3920

Пример решения задания

Дано:

1.  Смесь имеет следующий объемный состав:

СО2= 12%,	rСО2= 0,12
N2 = 75%,	rN2 = 0,75
Н2О = 8%,	rН2О = 0,08
О2 =5%,	rО2= 0,05
Всего…..100%	ri=1,0

1.  Объем смеси Vсм= 3 м3

давление смеси рсм= 1 бар (105 н/м2);.

температура смеси tcм = 100°С (Тсм = 373К).

1.  Температура, при которой определяется истинная теплоемкость смеси t= 2000°С (Т = 2273К).
2.   Интервал температур,  для  которого определяется средняя теплоемкость смеси:

t1 = 200°С (Т1 = 473К),

t2 = 1000°С (Т2 = 1273К).

Решение.

1.  Определение массового состава смеси:

;

;;;

Определение объемного состава смеси при известном массовом составе:

1.  Определение газовых постоянных компонентов смеси:

;;

;

1.  Определение газовой постоянной смеси:

1.  Определение средней молекулярной массы смеси:

а) через объемные доли:

проверка:

б) через массовые доли:

1.  Определение парциальных давлений компонентов:

а) через объемные доли:

б) черезмассовые доли:

1.  Определение массы смеси:

1.  Определение массы компонентов:

1.  Определение парциальных объемов компонентов:

(при рсм и Тсм)

1.  Определение парциальной плотности компонентов  (при pi и Тсм):

1.  Определение плотности компонентов при заданных условиях (при pi и Тсм):

1.  Определение   плотности   смеси   при   заданных   условиях (при pсм и Тсм):  

а)  через объемные доли:

б)  через массовые доли:

в) через парциальные плотности компонентов:

1.  Определение плотности компонентов при нормальных физических условиях  (при р = 760 мм рт. ст. = 1,013 бар и  t =  0° С; Т = 273° К):

1.  Определение плотности смеси при нормальных условиях:

а) через объемные доли:

б) через массовые доли:

(Проверка )

1.  Определение   истинных   теплоемкостей   смеси   (при t = 2000°С):

а) мольная:

б) объемная

в) массовая

1.  Определение средних теплоемкостей смеси:

а) мольная:

где ;

Средняя мольная теплоемкость при постоянном давлении в заданном интервале температур:

По закону Майера:

Средняя мольная теплоемкость при постоянном объеме в заданном интервале температур:

б) объемная

в) массовая

Примечание.   Средние   мольные  теплоемкости  берутся из   таблиц для температур t1 = 200° С и t2 = 1000° С.

1.  Определение затраты тепла на нагревание в процессе:

а) двух молей смеси:

б) 5м3смеси:

в) 7кг смеси:

Приложения для выполнения контрольной работы:

Таблица1.

Истинная мольная теплоемкоасть различных газов

при p=constμcpкДж/(кмоль∙град)

(по данным М.П. Вукаловича, В.А. Кирилина, В.Н. Тимофеева)

t°C	O2	N2  атмосф	H2	CO	CO2	SO2	H2O	Воздух
0	29,2783	29,0228	28,6208	29,1275	35,8650	38,8590	33,5033	29,0773
100	29,8812	29,1066	29,1317	29,2657	40,2116	42,4183	34,0603	29.2699
200	30,8192	29,3787	29,2448	29,6509	43,6955	45,5589	34,9689	29,6802
300	31,8368	29,8161	29,3034	30,2581	46,5220	48,2388	36,0409	30,2707
400	32,7622	30,4717	29,3997	30,9783	48,8669	50,2488	37,1966	30,9532
500	33,5536	31,1375	29,5630	31,7101	50,8224	51,7143	38,4110	31,6441
600	34,2068	31,7991	29,7975	32,4052	52,4597	52,8868	39,6672	32,3057
700	34,7512	32,4146	30,1032	33,0302	53,8332	53,7662	40,9569	32.9045
800	35,2076	32,9674	30,4758	33,5787	54,9487	54,4362	42,2550	33,4363
900	35,5877	33,4615	30,8737	34,0603	55,9504	55,0224	43,5196	33,9095
1000	35,9195	33,8970	31,2882	34,4748	56,7811	55.4411	44,7298	34,3199
1100	36,2210	34,2780	31,7299	34,8307	57,4804	55,7761	45,8645	34,6842
1200	36,4931	34,6130	32,1592	35,1448	58,0792	56,0692	46,9198	35,0066
1300	36,7569	34,9061	32,5947	35,4170	58,5942	-	47,9038	35,2955
1400	37,0040	35,1615	33,0050	35,6515	59,0381	-	48,5053	35,5510
1500	37.2469	35,3877	33,3987	35,8608	59,4992	-	49,6458	35,7771
1600	37,4856	35,5845	33,7671	36,0451	59,7458	-	50,4162	35,9823
1700	37,7200	35,7645	34,1189	36,2084	60,0305	-	51,1407	36,1749
1800	37,9504	35,9237	34,4497	36,3550	60,2776	-	51,7897	36,3508
1900	38,1807	36,0702	34,7679	36,4848	60,4869	-	52,3843	36,5141
2000	38,4110	36,1958	35,0611	36,6020	60,6628	-	53,4563	36,8030
2100	38,6413	36,3131	35,3374	35,7109	60,9350	-	53,4563	36,8030
2200	38,8632	36,4220	35,6096	36,8072	60,9266	-	53,9378	36,9328
2300	39,0851	36,5183	35,8567	36,8993	61,0146	-	54,3775	37,0584
2400	39,2987	36,6313	36,0953	36,9831	61,0690	-	54,7879	37,1757
2500	39,5081	36,6941	36,3215	36,0584	61,0941	-	55,1689	37,2846
2600	39,7133	-	36,5350	-	-	-	55,5332	-
2700	39,9142	-	36,7360	-	-	-	55,8724	-
2800	-	-	-	-	-	-	56,1949	-
2900	-	-	-	-	-	-	56,4964	-

Таблица 2

Средняя мольная теплоемкоасть различных газов

при p=constкДж/(кмоль∙град)

(по данным М.П. Вукаловича, В.А. Кирилина, В.Н. Тимофеева)

t°C	O2	N2  атмосф	H2	CO	CO2	SO2	H2O	Воздух
0	29,2783	29,0228	28,6208	29,1275	35,8650	38,8590	33,5033	29,0773
100	29,5421	29,0521	28,9391	29,1819	38,1179	40,6596	33,7462	29,1558
200	29,9357	29,1359	29,0773	29,3076	40,0650	42,3346	34,1231	29,3034
300	30,4047	29,2908	29,1275	29,5211	41,7609	43.8839	34,5795	29,5253
400	30,8820	29,5044	29.1903	29,7933	43,2558	45,2239	35,0945	29,7933
500	31.3385	29,7682	29,2531	30.1032	44,5790	46.3963	35,6437	30,0990
600	31,7656	30,0487	29,3201	30,4298	45,7599	47,3594	36,2000	30,4088
700	32,1550	30,3460	29,4122	30,7564	46,8193	48,2388	36,7946	30,7271
800	32,5067	30,6392	29,5211	31,0746	47,7698	48,9507	37,3976	31,0328
900	32,8292	30,9281	29,6509	31,3803	48,6240	49,6206	38,0132	31,3259
1000	33,1223	31,2003	29,7933	31,6693	49,3987	50,1650	38,6245	31,6023
1100	33,3903	31,4599	29,9482	31,9414	50,1064	50,6675	39,2317	31,8661
1200	33,6373	31,7111	30,1115	32,1969	50,7471	51,0862	39,8305	32,1131
1300	33,8676	31,9456	30,2916	32,4314	51,3291	-	40,4125	32,3476
1400	34,0812	32,1676	30,4717	32,6575	51,8651	-	40,4820	32,5695
1500	34,2864	32,3769	30,6517	37,8627	52,3550	-	41,5306	32,7789
1600	34,4790	32,5695	30,8360	33,0553	52,8073	-	42,0624	32,9715

Продолжение таблицы 2

t°C	O2	N2  атмосф	H2	CO	CO2	SO2	H2O	Воздух
1700	34,6632	32,7538	31,0160	33,2357	53,2260	-	42,5816	33,1558
1800	34,8931	32,9213	31,1961	33,4070	53,6112	-	43,0757	33,3233
1900	35,0108	33,0846	31,3761	33,5661	53,96,72	-	43,5447	33,4866
2000	35,1741	33,2353	31,5520	33,7127	54,2980	-	44,0011	33,6457
2100	35,3332	33,3819	31,7279	33,8551	54,6036	-	44,3990	33,7923
2200	35,4882	33,5201	31,8954	33,9849	54,8884	-	44,8596	33,9305
2300	35,6389	33,6457	32,0629	34,1105	55,1522	-	45,2616	34,0644
2400	35,7897	33,6834	32,2262	34,2278	55,3993	-	45,6510	34,1901
2500	35,9320	33,8802	32,3895	34,3408	55,6254	-	46,0237	34,3115
2600	36,0744	-	32,5444	-	-	-	46,3880	-
2700	36,2126	-	32,6952	-	-	-	46,7355	-
2800	-	-	-	-	-	-	47,0663	-
2900	-	-	-	-	-	-	47,3846	-

Методические указания по  выполнению курсовой работы

     В процессе самостоятельной работы студент выполняет курсовую работу. Пояснительную записку к этой работе следует выполнять с соблюдением требований Единой системы конструкторской документации (ЕСКД),  писать чернилами или пастой аккуратно и разборчиво (разрешается печатный вариант, шрифт TimtsNewRoman, №14). Страницы должны быть пронумерованы и иметь поля для замечаний рецензента. Графическая часть работ выполняется также согласно ЕСКД, пастой или карандашом, на миллиметровой бумаге в мелкую клетку. Численные значения параметров, а также результаты расчётов надо давать  в соответствие требованиям системы  СИ.  Необходимо иметь в виду, что деятельность инженера – механика по технической эксплуатации авиадвигателей базируется, в основном, на анализе получаемой информации и принятии соответствующих решений. Поэтому при выполнении курсовой работы необходимо подробное обоснование выбранных коэффициентов, используемых в расчётах, с учётом имеющегося опыта эксплуатации и перспектив развития авиационной техники.

Требования к выполнению курсовой работы

При выполнении курсовой работы необходимо придерживаться следующих правил:

– в процессе выполнения курсовой работы сначала приводить формулы, затем подставлять в них соответствующие численные значения; размерность приводить только для результата вычисления;

– вычисления проводить только в международной системе СИ;

– решения иллюстрировать схемами и графиками (если требуется по условию);

–  оставить поля для замечаний рецензента и 1…2 чистые страницы для работы над ошибками.

– в тексте работы приводить ссылки на использованную литературу, а в конце курсовой работы – список использованной литературы.

Курсовая работа подписывается студентом. Прием курсовых работ на рецензию прекращается за 10 дней до начала лабораторно-экзаменационной сессии. Работы, выполненные  по чужому варианту, не рассматриваются.

1. Цель и задачи курсовой работы.

Цель курсовой работы – закрепить теоретические знания, полученные при изучении курса и научить курсанта самостоятельно рассчитывать и анализировать термодинамические процессы в элементах двигателей и системах летательных аппаратов; производить анализ идеальных циклов авиационных двигателей; рассчитывать одномерные газовые потоки в элементах двигателей; производить анализ теплового состояния этих элементов и влияния на него различных факторов; уметь оценивать эффективность методов тепловой защиты элементов двигателя; оценивать эффективность теплообменных аппаратов и систем охлаждения.

2. Задание, объем и защита курсовой работы.

Задание на курсовую работу выдается отдельно каждому курсанту в начале семестра по вариантам согласно приведенной ниже методике.

Общий объем работы по курсовому проекту составляет 10 часов.

Выполненная курсовая работа подписывается курсантом и руководителем. Зачет по курсовой работе принимает руководитель (преподаватель кафедры ТЭВСиД).

При защите курсовой работы нужно кратко изложить содержание выполненных расчетов и обосновать принятые основные решения.

3. Методика выполнения курсовой работы.

При изучении  учебной дисциплины «Термодинамика и теплопередача»  курсанты  выполняют  курсовую работу, состоящую из двух частей:

1.  Оценка термодинамического совершенства цикла Брайтона с регенерацией тепла.
2.  Расчет теплообменного аппарата.

     Целью первой части курсовой работы является приобретение навыков и умений в определении:

1.  параметров состояния рабочего тела в контрольных точках цикла Брайтона с регенерацией тепла;
2.  энергетических показателей термодинамических процессов, составляющих  цикл Брайтона с регенерацией тепла;
3.  экономии топлива при использовании регенерации тепла в авиационных двигателях;
4.  возможности использования регенерации тепла в авиационных двигателях;
5.  термодинамического совершенства цикла Брайтона с регенерацией тепла  по отношению к базовому циклу – циклу Карно.

Целью второй части курсовой работы является приобретение навыков и умений в определении:

1.  коэффициентов теплоотдачи  при  вынужденном конвективном теплообмене;
2.  критериев  динамического и теплового подобия;
3.  основных параметров теплообменного аппарата.

Для реализации поставленной задачи во второй  части курсовой работы для цикла Брайтона с регенерацией тепла курсантам предлагается выполнить расчёт теплообменного аппарата.

3.1.Указания по определению варианта задания.

К выбору варианта задания и исходных данных для выполнения курсовых работ.

1.  По табл. 1 определяется число, соответствующее первой букве фамилии курсанта – А.
2.  К числу «А» прибавляется число, образованное двумя последними цифрами шифра курсанта (шифр студенческого билета, военного билета) – В.
3.  Номер варианта находится по двум последним цифрам полученной суммы–С.

Пример: Студент Иванов И.И., шифр БТП200092. Из табл. 1 следует, что первой букве фамилии «И» соответствует число А=9. Две последние цифры шифра образуют число В=92, то есть С=92+9=101. Таким образом, вариант задания – 01.  

Таблица 1

А	Б	В	Г	Д	Е	Ж	З	И	К	Л	М	Н	О
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
П	Р	С	Т	У	Ф	Х	Ц	Ч	Ш	Щ	Э	Ю	Я
15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28

В соответствии с вариантом задания из табл. 2 выписываются исходные данные для выполнения курсовой работы:

1.  Степень повышения давления рабочего тела      .
2.  Степень подогрева      
3.  Степень регенерации    (для цикла Брайтона с регенерацией тепла).
4.  Параметры состояния в начальной точке цикла для всех вариантов:  Т1=288 К;   р1=101325 Па.
5.  Расход воздуха через двигатель     G=1 кг/с.

                                             Таблица 2

Вариант задания	π	Δ	Степень регенерацииσр
01, 99	15	6,0	0,60
02, 98	14	5,8	0,61
03, 97	13	5,6	0,62
04, 96	12	5,4	0,63
05, 95	11	5,2	0,64
06, 94	10	5,0	0,65
07, 93	9	4,8	0,66
08, 92	8	4,8	0,67
09, 91	7	5,0	0,68
10, 90	6	5,2	0,69
11, 89	5	5,4	0,70
12, 88	6	5,6	0,71
13. 87	7	5,8	0,72
14, 86	8	6,0	0,73
15, 85	9	5,8	0,74
16, 84	10	5,6	0,75
17, 83	11	5,8	0,74
18, 82	12	6,0	0,73
19, 81	13	6,0	0,72
20, 80	14	6,2	0,71
21, 79	15	6,4	0,70
22, 78	14	6,4	0,69
23, 77	13	6,2	0,68
24, 76	12	5,8	0,67
25, 75	11	6,0	0,66
26, 74	10	5,8	0,65
27, 73	9	5,6	0,64
28, 72	8	5,4	0,63
29, 71	7	5,6	0,62
30, 70	6	5,8	0,61
31, 69	5	6,0	0,60
32, 68	6	5,6	0,61
33, 67	7	5,2	0,62
34, 66	8	5,8	0,63
35, 65	9	6,0	0,64
36, 64	10	6,2	0,65
37, 63	11	6,4	0,66
38, 62	12	6,6	0,67
39, 61	13	6,4	0,68
40, 60	14	6,2	0,69
41, 59	15	6,0	0,70
42, 58	14	5,8	0,71
43, 57	13	5,6	0,72
44, 56	12	5,4	0,73
45, 55	11	5,2	0,74
46, 54	10	5,0	0,75
47, 53	9	4,8	0,74
48, 52	8	5,4	0,73
49, 51	7	5,6	0,72
50, 00	6	5,8	0,71

3.2. Порядок выполнения первой части курсовой работы

3.2.1. Расчёт параметров состояния в контрольных точках цикла Брайтона без регенерации тепла (рис.1)

Рис.1. Изображение цикла Брайтона в p-v координатах

Точка 1.Параметры:p1, v1 – заданы условием. Применяя уравнения состояния определяется Т1.

Точка 2. Давление р2=р1, где   – степень повышения давления из задания, р1=101325 – начальное давление;  температура – , где к =1.4 – показатель адиабаты для воздуха; удельный объём – ; плотность –  .

     Точка 3.  р3=р2; ; ;  

     Точка 4. р4=р1;  ;

3.2.2. Расчёт энергетических показателей термодинамических процессов цикла Брайтона без регенерации тепла

     Процесс 1 – 2.

) – изменение внутренней энергии рабочего тела, Дж/кг;

- деформационная работа, Дж/кг;

- техническая работа, Дж/кг;

- изменение теплосодержания  рабочего тела, Дж/кг;

- удельная теплоемкость при постоянном давлении;

q12=0 – количество теплоты, участвующее в процессе;

изменение энтропии рабочего тела.

     Процесс 2 – 3.

     Процесс 3 – 4.

     Процесс 4 – 1.

R=287 - газовая постоянная для сухого воздуха; в=28.966 - масса одного киломоля воздуха.

3.2.3. Расчёт энергетических показателей цикла Брайтона без регенерации тепла:

     а) - удельная работа сжатия, Дж/кг;

     б) - удельная работа расширения, Дж/кг;

     в) - работа цикла (свободная энергия на выходе из тепловой машины), Дж/кг;:

     г) - количество тепла, подведенное к 1 кг рабочего тела в цикле, Дж/кг;

     д) - количество тепла, отводимое от рабочего тела в окружающую среду, Дж/кг;

     е) - полезно использованное тепло в цикле, Дж/кг.

1.  Совершенство термодинамического цикла Брайтона без регенерации тепла:

     а) - термический КПД цикла Брайтона;

     б) - термический КПД цикла Карно. Цикл Карно, состоящий из двух адиабатных и двух изотермических процессов  (рис.2) и совершаемый в диапазоне температур Т1 – Т3, является базовым для любого термодинамического цикла;

     в) - совершенство заданного термодинамического цикла Брайтона.

Рис.2. Цикл Карно  в p,v  координатах

«1 – 2» - адиабатический процесс сжатия;

«2 – 3» - изотермический процесс расширения – подвод теплоты к рабочему телу q1;

«3 – 4» - адиабатический процесс расширения;

«4 – 1» - изотермический процесс сжатия – отвод теплоты от рабочего тела q2.

 3.2.5. Расчёт параметров состояния рабочего тела на входе и выходе из теплообменного аппарата:

        а) холодный теплоноситель:

         Вход (точка 2):  р2=р1;  ;  ; ;

         Выход (точка 2та):  

б) горячий теплоноситель

Вход (точка 4):  v4=v1; ; ;

Выход (точка 4та):

Рис.3. Цикл Брайтона с регенерацией тепла.

3.2.6. Количество теплоты, полученное холодным теплоносителем в теплообменном аппарате:

.

 3.2.7. Экономия топлива (в процентах) при использовании регенерации тепла составляет:

.

3.2.8. Совершенство термодинамического цикла Брайтона с регенерацией тепла:

     а) ;   б) ;

     в) г) .

3.2.9. Оценка возможности использования регенерации тепла в цикле Брайтона

    а) Определяется максимальное значение степени повышения давления  из условия (Т4Т2):    .

     б) Задаваясь двумя-тремя значениями  в диапазоне от заддо тах, производится расчёт цикла Брайтона с регенерацией тепла для построения  графика . На графике находим значение опт при экономии топлива не менее 10…15 %.

3.3. Порядок выполнения второй части курсовой работы

     Исходными данными для решения задачи являются:

     1. Параметры состояния на входе в теплообменный  аппарат холодного

(Т2, р2, v2, 2)  и горячего  (Т4, р4, v4, 4)  теплоносителей.

     2. Параметры состояния на выходе из теплообменного аппарата холодного (Т2та, р2та, v2та, 2та) и горячего (Т4та, р4та, v4та, 4та) теплоносителей.

     Значения всех параметров состояния берутся из первой части контрольной работы при расчете цикла Брайтона с регенерацией тепла при оптимальном значении опт.

     3. Массовый расход  холодного и горячего теплоносителей Gхол=Gгор, кг/с.

     4. Форма канала – равносторонний треугольник со стороной l1 для холодного теплоносителя и l2 для горячего теплоносителя.

     5. Скорость течения холодного с1 и горячего с2 теплоносителей, м/с.

     Значения исходных данных, перечисленных в п.3,4,5, берутся из табл. 3.

3.3.1. При расчете цикла Брайтона с заданной степенью регенерации р становятся известными параметры состояния холодного (точка «2» или точка «к»  и  точка «2та» или точка «кта»)  и горячего (точка «4» или точка «т»  и точка «4та» или точка «тта») теплоносителей на входе и выходе из теплообменного аппарата.

3.3.2. Далее рассчитываются:

     а) определяющая температура для горячего (Топ1) и холодного (Топ2) теплоносителей (для расчёта критериев подобия):

Топ1=0,5(Т4+Т4 та), Топ2=0,5(Т2+Т2 та);

     б) плотность горячего и холодного теплоносителей при данных температурах из уравнения состояния

;

     в) площадь проходного сечения потока для теплоносителей из уравнения расхода

где  G– массовый расход холодного и горячего теплоносителей, кг/с;

      с1 – средняя скорость движения холодного теплоносителя по каналам теплообменного аппарата, м/с;

      с2 – средняя скорость движения горячего теплоносителя  по каналам теплообменного аппарата, м/с;

г) необходимое количество каналов для теплоносителей

где Fкан1, Fкан2 – соответствующие площади поперечного сечения каналов. Для равностороннего треугольника со стороной L1 илиL2 имеем:

;

     д) по значению температуры  Топ1 (или Топ2) с помощью табл. 5 находятся коэффициенты теплопроводности  1 (или  2) и динамической вязкости  1 (или  2) теплоносителей методом линейной интерполяции;

     е) эквивалентный гидравлический диаметр канала для горячего и холодного теплоносителей:

где  Пкан1, Пкан2 – соответствующие периметры каналов;

     ж) число Рейнольдса;

Таблица 3

Вариант	G, кг/с	L1, мм	L2, мм	C1, м/с	C2, м/с
01, 99	20	2,0	2,0	15	25
02, 98	19	2,5	2,5	16	24
03, 97	18	3,0	3,0	17	23
04, 96	17	3,5	3,5	18	25
05, 95	15	4,0	4,0	19	24
06, 94	14	5,0	5,0	20	30
07, 93	13	2,0	2,0	21	29
08, 92	12	2,5	2,5	22	28
09, 91	11	3,0	3,0	23	27
10, 90	10	3,5	3,5	24	26
11, 89	20	4,0	4,0	25	25
12, 88	19	5,0	5,0	25	15
13. 87	18	2,0	2,0	26	14
14, 86	17	2,5	2,5	27	13
15, 85	15	3,0	3,0	28	15
16, 84	14	3,5	3,5	29	14
17, 83	13	4,0	4,0	20	10
18, 82	12	5,0	5,0	11	29
19, 81	11	2,0	2,0	12	28
20, 80	10	2,5	2,5	13	27
21, 79	20	3,0	3,0	14	26
22, 78	19	3,5	3,5	15	25
23, 77	18	4,0	4,0	25	18
24, 76	17	5,0	5,0	26	14
25, 75	15	2,0	2,0	27	13
26, 74	14	2,5	2,5	18	15
27, 73	13	3,0	3,0	19	14
28, 72	12	3,5	3,5	20	10
29, 71	11	4,0	4,0	21	19
30, 70	10	5,0	5,0	12	28
31, 69	20	2,0	2,0	13	27
32, 68	19	2,5	2,5	14	26
33, 67	18	3,0	3,0	15	29
34, 66	17	3,5	3,5	15	15
35, 65	15	4,0	4,0	16	14
36, 64	14	5,0	5,0	27	13
37, 63	13	2,0	2,0	18	15
38, 62	12	2,5	2,5	19	14
39, 61	11	3,0	3,0	20	20
40, 60	10	3,5	3,5	11	29
41, 59	20	4,0	4,0	12	28
42, 58	19	5,0	5,0	13	29
43, 57	18	2,0	2,0	14	26
44, 56	17	2,5	2,5	15	23
45, 55	15	3,0	3,0	35	15
46, 54	14	3,5	3,5	36	14
47, 53	13	4,0	4,0	37	13
48, 52	12	5,0	5,0	38	15
49, 51	11	2,0	2,0	39	14
50, 00	10	2,5	2,5	30	10

     з) число Нуссельта из критериальных уравнений в зависимости от характера движения теплоносителей:

Re2000 – ламинарный,

2000<Re104 – переходный,

Re>104 – турбулентный,

     и) коэффициенты теплоотдачи от горячего теплоносителя к стенке канала (1) и от стенки к холодному теплоносителю (2):

;

     к) коэффициент теплопередачи:

;

     л) количество теплоты, переданное воздуху в теплообменном аппарате:

;

     м) средний температурный напор в теплообменном аппарате, работающем по схеме противотока, определяется формулой:

;

     н) потребная площадь теплообмена:

;

     о) потребная длина каналов для теплоносителей

;

     п) ширина теплообменного аппарата

;

     р) принимая ширину теплообменного аппарата равнойВ=0.5…0.6 м, находим потребное количество рядов каналов для теплоносителей

     с) высота теплообменного аппарата

.

     3.3.3. Определяются потери полного давления по газовой и воздушной сторонам теплообменного аппарата:

     а) при ламинарном движении теплоносителя

где  - коэффициент сопротивления трения находится по формуле:

     б) при турбулентном движении теплоносителя     

где  - коэффициент сопротивления трения находится по формуле:     .

    КоэффициентА зависит от формы сечения; численные значения А приведены в табл. 4.

Таблица 4

Значения эквивалентного диаметра и коэффициента А

для различных сечений канала

Форма сечения	dэкв	А
Круг диаметром d	D	64
Квадрат со стороной а	А	57
Равносторонний треугольник со стороной а	0,58а	53
Кольцо шириной а	2а	96
Прямоугольник со стороной  а и bпри: a/b=0 a/b=0,25 a/b=0,5	2a 1,6a 1,3a	96 73 62
Эллипс а – малая и b – большая полуось при: A/b=0,3 a/b=0,5 a/b=0,7	1,4а 1,3а 1,17а	73 68 65

Приложения

Приложение 2

Физические параметры сухого воздуха при давлении 760 мм рт.ст.

Т, К	T, oC	, Кг/м3	Ср, кДж/кг·К	λ·102, Вт/м·К	а·105, м2/с	μ·106, Н·с/м2	ν·106, м2/с	Pr
273	0	1.293	1.0036	2.44	1.881	17.17	13.28	0.707
283	10	1.247	1.0039	2.51	2.006	17.66	14.16	0.705
293	20	1.205	1.0042	2.59	2.142	18.15	15.06	0.703
303	30	1.165	1.0045	2.67	2.286	18.64	16.00	0.701
313	40	1.128	1.0048	2.76	2.431	19.13	16.96	0.699
323	50	1.093	1.0052	2.83	2.572	19.62	17.95	0.698
333	60	1.060	1.0055	2.90	2.720	20.11	18.97	0.696
343	70	1.029	1.0058	2.97	2.856	20.60	20.02	0.694
353	80	1.000	1.0061	3.05	3.020	21.09	21.09	0.692
363	90	0.972	1.0079	3.13	3.189	21.48	22.10	0.690
373	100	0.946	1.0098	3.21	3.364	21.88	23.13	0.688
393	120	0.898	1.0135	3.34	3.684	22.86	25.45	0.686
413	140	0.854	1.0172	3.49	4.034	23.74	27.80	0.684
433	160	0.815	1.0209	3.64	4.389	24.52	30.09	0.682
453	180	0.779	1.0246	3.78	4.750	25.31	32.49	0.681
473	200	0.776	1.0283	3.93	5.136	26.00	34.85	0.680
523	250	0.674	1.0300	4.27	6.100	27.37	40.61	0.677
573	300	0.615	1.0317	4.61	7.156	29.72	48.33	0.674
623	350	0.566	1.0335	4.91	8.187	31.39	55.46	0.676
673	400	0.524	1.0352	5.21	9.312	33.06	63.09	0.678
773	500	0.456	1.0387	5.74	11.53	36.20	79.38	0.687
873	600	0.404	1.0496	6.22	13.83	39.14	96.89	0.699
973	700	0.362	1.0605	6.71	16.34	41.79	115.4	0.796
1073	800	0.329	1.0710	7.18	18.88	44.34	134.8	0.713
1173	900	0.301	1.0815	7.63	21.62	46.70	155.1	0.717
1273	1000	0.277	1.0907	8.07	24.59	49.05	177.1	0.719
1373	1100	0.257	1.0999	8.50	27.63	51.21	193.3	0.722
1473	1200	0.239	1.1082	9.15	31.65	53.46	223.7	0.724

Литература:

1.  В.В. Нащокин. Техническая термодинамика и теплопередача, М.: Высшая школа, 1975 – 496с.
2.  Г.А.Мухачев, В.К. Щукин. Термодинамика и теплопередача, М.: Высшая школа, 1991 – 480с.
3.  В.С.Авдуевский, Б.М. Галицейский, Г.А. Глебов и др. Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике, М.: Машиностроение, 1992 – 528с.
4.  А.В. Болгарский, Г.А.Мухачев, В.К.  Щукин. Термодинамика и теплопередача, М.: Высшая школа, 1975 – 495с.
5.  Э.К.  Бересневич. Электронный вариант лекций. Минск, МГВАК

Приложение

ДЕПАРТАМЕНТ ПО АВИАЦИИ

МИНИСТЕРСТВА ТРАНСПОРТА И КОММУНИКАЦИЙ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

МИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВЫСШИЙ АВИАЦИОННЫЙ КОЛЛЕДЖ

УТВЕРЖДАЮ Заведующий кафедрой _______________Э.К. Бересневич «______»______________201 г.

ЗАДАНИЕ

на курсовое проектирование

Курсанту ______________________________________________________________

1. Тема курсовой работы:

1.  Оценка термодинамического совершенства цикла Брайтона с регенерацией тепла.
2.  Расчеттеплообменногоаппарата.

2.Исходные данные к курсовой работе:

для первой части курсовой работы:

1.  Степень повышения давления рабочего тела .
2.  Степень подогрева
3.  Степень регенерации    (для цикла Брайтона с регенерацией тепла).
4.  Параметры состояния в начальной точке цикла для всех вариантов:  Т1=288 К;   р1=101325 Па.
5.  Расход воздуха через двигатель     G=1 кг/с.

для второй части курсовой работы:

     1. Параметры состояния на входе в теплообменный  аппарат холодного

(Т2, р2, v2, 2)  и горячего  (Т4, р4, v4, 4)  теплоносителей.

     2. Параметры состояния на выходе из теплообменного аппарата холодного и горячего теплоносителей.

     3. Массовый расход  холодного и горячего теплоносителей         Gхол=Gгор, кг/с.

     4. Форма канала – равносторонний треугольник со стороной l1 для холодного теплоносителя и l2 для горячего теплоносителя.

     5. Скорость течения холодного с1 и горячего с2 теплоносителей, м/с.

Величины исходных данных для выполнения курсовой работы определяются согласно методических указаний на выполнение курсовой работы.

3. Содержание пояснительной записки (перечень вопросов, подлежащих разработке):

В первой части курсовой работы определение:

1.  параметров состояния рабочего тела в контрольных точках цикла Брайтона с регенерацией тепла;
2.  энергетических показателей термодинамических процессов, составляющих  цикл Брайтона с регенерацией тепла;
3.  экономии топлива при использовании регенерации тепла в авиационных двигателях;
4.  возможности использования регенерации тепла в авиационных двигателях;
5.  термодинамического совершенства цикла Брайтона с регенерацией тепла  по отношению к базовому циклу – циклу Карно.

Во второй части курсовой работы определение:

1.  коэффициентов теплоотдачи  при  вынужденном конвективном теплообмене;
2.  критериев  динамического и теплового подобия;
3.  основных параметров теплообменного аппарата.

4.   Перечень графических материалов: построение в масштабе графика цикла Брайтона, зависимости экономии топлива от степени повышения давления воздуха в двигателе.

5. Консультанты по курсовой работе: Бересневич Эдуард Казимирович.

6. Дата выдачи задания:____________________________________________________

7. Срок сдачи курсантом законченной курсовой работы: «____»_________ 20   г.

Руководитель _______________________________________

                                                                  (подпись)

Задание принял к исполнению___________________________________________

                                                                                 (дата и подпись курсанта)

Приложение

ДЕПАРТАМЕНТ ПО АВИАЦИИ

МИНИСТЕРСТВА ТРАНСПОРТА И КОММУНИКАЦИЙ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

МИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВЫСШИЙ АВИАЦИОННЫЙ КОЛЛЕДЖ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Термодинамика и теплопередача»

ТЕМА:

1.  Оценка термодинамического совершенства цикла Брайтона с регенерацией тепла.
2.  Расчет теплообменного аппарата.

Студента группы __________

Быченка Владимира Сергеевича

Шифр( № студенческого билета)  ________

Вариант ______

Выполнил _____________ А. Т. Петров

Проверил_____________ Э.К. Бересневич

Минск 2012

С о де р ж а н и е

1.	Введение ………………………………………………………………………	3
2.	Общие методические указания ……………………………………………...	4
3.	Программа теоретического курса ……………………………………………	5
4.	Требования к выполнению контрольной работы …………………………	17
5.	Методические указания по  выполнению курсовой работы ……	27
6.	Приложения …………………………………………………………………	38
7.	Литература ……………………………………………………………………	40

17