Закон расширения газов автор 24.07.2018 – Категория: Таможенное право

Рабочая учебная программа составлена на основании примерной учебной программы дисциплины и в соответствии с государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника по специальности.

Рабочую учебную программу составил:

Шулекин В.Т., доцент, к.т.н.

.

(Ф.И.О., звание, степень)

(подпись)

Рабочая учебная программа утверждена на заседании кафедры, протокол № ___ от «___»________г.

Заведующий кафедрой Никонов В.В., проф.,д.т.н.

.

(Ф.И.О., звание, степень)

(подпись

)

Рабочая учебная программа одобрена методическим советом специальности Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей

(наименование специальности)

«____»__________ г. протокол №

.

Председатель методического совета Чинючин Ю.М., проф., д.т.н. (Ф.И.О., звание, степень)

________________

(подпись)

Рабочая учебная программа согласована с Учебно-методическимуправлением (УМУ)

Начальник УМУ Логачев В.П., доц., к.т.н. . (Ф.И.О., звание, степень) (подпись)

3.

1.Цели и задачи дисциплины

Цель преподавания дисциплины

Цель преподавания дисциплины «Термодинамика и теплопередача» состоит в изучении:

-термодинамических процессов, составляющих циклы современных и перспективных тепловых машин;

-основных закономерностей преобразования теплоты в работу в тепловых машинах;

-основных законов энергообмена в газовых потоках;

-основных законов теплопроводности, конвективного теплообмена, теплового излучения и сложного теплообмена (теплопередачи).

Задачи изучения дисциплины (необходимый комплекс знаний

иумений).

Иметь представление о проблемах технической термодинамики

итеплообмена в авиационных газотурбинных двигателях гражданской авиации и обеспечении летной годности воздушных судов и их силовых установок в процессе эксплуатации.

Знать:

-термодинамические процессы, составляющие циклы тепловых машин;

-основные законы преобразования теплоты в работу в авиационных двигателях;

-современные методы анализа эффективности циклов тепловых машин;

-принципы работы авиадвигателей;

-особенности теплообмена в авиационных двигателях;

-методы поиска и устранения неисправностей авиадвигателей на основе анализа их работы как тепловых машин.

Уметь:

-производить анализ эффективности термодинамических процессов, в которых осуществляется преобразование теплоты в работу;

-осуществлять анализ безопасной работы и оценки эффективности циклов тепловых установок;

- производить расчеты различных видов теплообмена при взаимодействии рабочего тела с конструкцией авиационных двигателей.

Иметь навыки:

-в определении параметров состояния рабочего тела в контрольных точках циклов авиационных двигателей;

-в оценке эффективных различных циклов тепловых установок;

-в определении основных параметров теплообмена при регенерации тепла в силовых установках летательных аппаратов.

3

4.

2. Содержание дисциплины

Наименование разделов (подразделов) , объём часах. Содержание лекций, ссылки на литературу

Раздел 1 . Уравнение состояния, виды уравнения состояния. Реальный и идеальный газ. 2 часа

Тема Уравнение состояния реальных и идеальных газов

Предмет курса термодинамики и теплопередачи. Значение курса в подготовке инженера-механикапо технической эксплуатации летательных аппаратов и авиационных двигателей в обеспечении безопасности полетов летательных аппаратов гражданской авиации. Краткий исторический очерк. Роль отечественных учёных в развитии данной науки.

Краткая характеристика идеального и реального газа. Газовая постоянная для идеального газа и её роль при оценке эффективности использования отработавших ресурс авиадвигателей в других отраслях промышленности.

Уравнение состояния идеального газа в дифференциальной и интегральной формах. Понятие о деформационной и технической работах при взаимодействии рабочего тела с внешней средой. Уравнение состояния для реального газа.

Литература: [1,2,3,4]

Раздел 2. Теплоёмкость. Виды теплоёмкости. Теплоёмкость смеси газов. 2 часа

Тема Теплоёмкость рабочего тела авиационных двигателей

Определение теплоёмкости рабочего тела. Понятие об удельной массовой, объёмной, мольной и других видах теплоёмкости и их практическое

использование в авиационной и космической технике.

Зависимость теплоёмкости от температуры рабочего тела. Теплоёмкость смеси газов.

Литература: [1,2,3,4]

Раздел 3. Основные термодинамические законы. 2 часа Тема Основные термодинамические процессы в

авиадвигателях

Первый и второй законы термодинамики. Изохорный, изобарный, изотермический, адиабатный и политропный процессы и примеры их использования в авиационной и космической технике. Энергетические показатели политропного процесса Особенности преобразования теплоты в работу в названных процессах.

Литература: [1,2,3,4]

5.

Раздел 4. Циклы тепловых двигателей. Цикл Брайтона и его применение в ГТД. Цикл Гемфри, его применение в авиационной и космической технике. 4 часа

Тема Циклы тепловых двигателей

Цикл Н.Л.С. Карно (г.) – базовый цикл для тепловых двигателей. Энергетические показатели цикла Карно. Термический КПД цикла Карно.

Циклы Н.А. Отто (г.), Р. Дизеля (г.) и их применение в поршневых двигателях внутреннего сгорания. Энергетические показатели циклов Отто и Дизеля. Оценка эффективности термодинамического совершенства циклов Отто и Дизеля.

Литература: [1,2,3,4]

Тема Циклы газотурбинных двигателей

Цикл Брайтона газотурбинных двигателей, обеспечивший качественный скачок в развитии авиации. Энергетические показатели цикла Брайтона и оценка его термодинамического совершенства.

Цикл Гемфри газотурбинной установки с подводом теплоты при v=const. Энергетические показатели цикла Гемфри и оценка его термодинамического совершенства.

Регенеративные циклы. Оценка термодинамического совершенства регенеративных циклов авиационных ГТД.

Литература: [1,2,3,4]

Раздел 5. Уравнения движения газового потока. Газовая динамика сверхзвуковых газовых течений. 2 часа

Тема Уравнения движения газового потока

Система основных уравнений движения для потока газа. Уравнение неразрывности. Уравнение сохранения энергии. Уравнение Бернулли. Уравнения Эйлера о количестве движения и о моменте количества движения.

Параметры заторможенного потока газа. Число М и λ для оценки движения газовых потоков. Газодинамические функции и их использование в термодинамических расчетах авиационных двигателей.

Литература: [1,2,3,4]

Раздел 6. Течение в соплах и диффузорах. 2 часа Тема Течение в соплах и диффузорах

Уравнение обращения воздействий в газовых потоках и его использование для конструирования конфузоров и диффузоров. Особенности течения сверхзвуковых потоков в соплах и диффузорах.

Литература: [1,2,3]

6.

Раздел 7. Краткая характеристика основных видов теплообмена и примеры их использования в авиационных двигателях. Закон Ньютона-Рихманадля расчета конвективного теплообмена. 2 часа

Тема Краткая характеристика основных видов теплообмена и примеры их использования в авиационных двигателях. Закон Ньютона-Рихманадля расчета конвективного теплообмена

Основные виды теплообмена и их краткая характеристика. Основные понятия теплообмена. Градиент температуры и его представление в различных системах координат. Закон Фурье для оценки теплопроводности. Закон Ньютона-Рихманадля расчета конвективного теплообмена.

Литература: [1,2,3]

Раздел 8. Основной закон теплопроводности и его использование в расчетах тепловых потоков в твердых и газообразных телах различной конфигурации. 2 часа

Тема Основной закон теплопроводности и его использование в расчетах тепловых потоков в твердых и газообразных телах различной конфигурации

Дифференциальное уравнение Фурье-Кирхгофадля теплопроводности. Частные случаи использования этого уравнения для описания тепловых потоков в твердых телах различной конфигурации.

Литература: [1,2,3]

Раздел 9. Система основных уравнений конвективного теплообмена при вынужденном и свободном движении теплоносителя. 2 часа

Тема Система основных уравнений конвективного теплообмена при вынужденном и свободном движении теплоносителя

Уравнение движения Навье-Стоксадля жидкости или газа. Уравнение сплошности. Уравнение переноса тепла. Краевые условия.

Система дифференциальных уравнений для описания вязкой жидкости при вынужденном движении теплоносителя в каналах.

Система дифференциальных уравнений для описания вязкой жидкости при свободном (естественном) движении теплоносителя в каналах. Литература: [1,2,3]

Раздел Основы теории подобия. Приведение уравнений конвективного теплообмена к безразмерному виду. 2 часа

Тема Основы теории подобия. Приведение уравнений конвективного теплообмена к безразмерному виду

Геометрическое, кинематическое, тепловое подобие. Первая, вторая и третья теоремы теории подобия. Константы подобия.

7.

Система уравнений конвективного теплообмена с константами подобия для вынужденного и свободного движения теплоносителя.Литература: [1,2,3]

Раздел Критерии подобия и их физический смысл. 2 часа Тема Критерии подобия и их физический смысл

Критерии подобия и их физический смысл. Критериальные уравнения. Литература: [1,2,3]

Раздел Критериальные уравнения и их практическое использование для расчета конвективного теплообмена . 2 часа

Тема Критериальные уравнения и их практическое использование для расчета конвективного теплообмена

Критериальные уравнения при описании конвективного теплообмена: при обтекании пластины; при течении в трубе; при обтекании одиночной трубы и пучка труб; при изменении агрегатного состояния вещества; при больших скоростях движения.

Литература: [1,2,3]

Раздел Тепловое излучение. Закон Кирхгофа теплового излучения. Особенности расчета теплового излучения в камерах сгорания тепловых двигателей. 2 часа

Тема Тепловое излучение. Закон Кирхгофа теплового излучения. Особенности расчета теплового излучения в камерах сгорания тепловых двигателей

Краткая характеристика теплового излучения. Законы Планка, Вина, Стефана-Больцмана,Ламберта и Кирхгофа для описания теплового излучения.

Теплообмен излучением между газом и твердой стенкой на примере работы камеры сгорания авиационного ГТД.

Литература: [1,2,3]

Раздел Сложный теплообмен (теплопередача). Интенсификация процессов теплопередачи. Теплообменные аппараты и их применение в авиационной и космической технике. 4 часа

Тема Сложный теплообмен (теплопередача). Интенсификация процессов теплопередачи. Теплообменные аппараты и их применение в авиационной и космической технике

Теплопередача от горячего к холодному теплоносителю через:

- твердую стенку; - цилиндрическую поверхность; сферическую стенку. Интенсификация теплопередачи.

Понятие о тепловой изоляции. Критический размер изоляции. Теплообменные аппараты. Расчет теплопередачи в теплообменных

аппаратах систем кондиционирования воздушных судов и в авиационных двигателях.Литература: [1,2,3]

8.

Перечень лабораторных занятий, и их объём в часах

ЛБ-1Определение теплоёмкости воздуха. 4 часа

Литература: [6]

ЛБ-2Исследование газовых процессов в элементах ТРД. 4 часа

Литература: [6]

ЛБ-3Исследование циклов тепловых машин. 4 часа.

Литература: [6]

ЛБ-4Новые циклы авиадвигателей. 4 часа

Литература: [6]

ЛБ-5Исследование сопла с трением и подогревом. 4 часа

Литература: [6]

ЛБ-6Определение коэффициента теплопроводности латунного стержня. 4 часа

Литература: [6]

ЛБ-7Определение коэффициента теплоотдачи в условиях естественной конвекции. 4 часа

Литература: [6]

Тематика контрольного домашнего задания. Исследование авиационного ГТД с регенерацией тепла.

Задача имеет комплексный характер. Знания и умения приобретаются при расчете и анализе:

-адиабатных процессов сжатия воздуха в компрессоре и расширения его в турбине ГТД;

-изобарных процессов подвода теплоты в камере сгорания ГТД и в теплообменном аппарате (по воздушной стороне);

-изобарных процессов охлаждения выхлопных газов в атмосфере и в теплообменном аппарате (по газовой стороне);

-энергетических показателей цикла Брайтона и его эффективности;

-влияния степени регенерации на экономию топлива;

-критериев Рейнольдса, Нуссельта и критериального уравнения конвективного теплообмена;

-коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи в теплообменном аппарате;

-потребной площади теплообмена и габаритов теплообменного аппарата.

Литература: [7]

Источник: komitet2010.info

Ваш комментарий