Рабочая программа дисциплины опд. Ф. 07 «Перенос энергии и массы, основы теплотехники и аэрогидродинамики» (код и наименование)

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

Орск 2007

Содержание

1. 
   Пояснительная записка
   

• 
  вязкость и перенос количества движения;
  
• 
  распределение скоростей в ламинарных и турбулентных потоках;
  
• 
  управления сохранения и микроскопических балансов для изотермических систем;
  
• 
  межфазный перенос в изотермических системах;
  
• 
  теплопроводность и механизм переноса энергии;
  
• 
  управление сохранения и макроскопических балансов для неизотермических систем;
  
• 
  управления сохранения и макроскопических балансов для многокомпонентных систем;
  
• 
  межфазный перенос в многокомпонентных системах;
  
• 
  теория подобия и размерностей.
  

• 
  температурные поля;
  
• 
  теплопроводность;
  
• 
  конвекция;
  
• 
  теплоизлучение;
  
• 
  законы теплопередачи и критерии;
  
• 
  комплексный теплообмен;
  
• 
  принципы нагрева и утилизация тепла.
  

• 
  классификация сил, действующих в жидкости;
  
• 
  абсолютный и относительный покой жидких сред;
  
• 
  модель идеальной жидкости;
  
• 
  принципы подобия гидромеханических процессов;
  
• 
  одномерные потоки жидкостей и газов.
  

2. 
   Организационно-методические данные дисциплины
   

1. 
   Очная форма обучения
   
2. 
   Очная форма обучения по сокращенным программам
   

3.1. Лекционные занятия

1. 
   Уравнение молекулярной диффузии. Конвекционная диффузия. Конвекционный массобмен. Условие подобия полей концентрации температур.
   
2. 
   Термодинамическая система. Энергетически изолированная система. Характеристика состояния рабочего тела. Уравнение состояния идеального газа. Способы задания смеси. Парциальное давление и парциальный объем. Закон Дальтона.
   
3. 
   Первый закон термодинамики. Функция состояния и функция процесса. Уравнение Майера. Выражение работы изменения объема процессов в pv – диаграмме и теплота в TS – диаграмме.
   
4. 
   Второй закон термодинамики. Критерии эффективности прямого и обратного циклов. Цикл Карно. Уравнение термического КПД. Энергия изолированной системы.
   
5. 
   Водяной пар и влажный воздух. Степень сухости, степень влажности. Протекание изотермы для водяного пара в pv – диаграмме. Критическая точка. Определение молекулярной масс и газовой постоянной влажности воздуха.
   
6. 
   Сжатие газов. Преимущество многоступенчатого сжатия с промежуточным охлаждением. Изотермический и адиабатный КПД компрессора.
   
7. 
   Циклы газотурбинных и паросиловых установок.
   
8. 
   Теплопроводность. Граничные условия первого, второго и третьего родов.
   
9. 
   Теория подобия. Физический смысл коэффициентов (критериев) подобия. Вынужденное турбулентное движение в трубе.
   
10. 
    Типы теплообменных аппаратов.
    

1. 
   Изучение режимов течения жидкости. Построение эпюр скоростей в трубе при ламинарном, переходном, турбулентном режимах скоростей. Коэффициент Кориолиса .
   
2. 
   Основы теории гидродинамического подобия. Определение коэффициентов (критериев) подобия. Физический смысл критериев подобия.
   
3. 
   Закон сохранения энергии в жидкости. Гидравлические потери.
   
4. 
   Определение коэффициента теплопередачи , теплового потока q и количества тепла Q, теряемого стенкой для случаев: а) без тепловой изоляции; б) с тепловой изоляцией; в) с двойной тепловой изоляцией.
   
5. 
   Определение коэффициентов теплоотдачи от печной атмосферы к поверхности нагреваемого металла.
   
6. 
   Определение расхода топлива камерной печью постоянного действия для нагрева стальных заготовок.
   

3. 
   Тематический план изучения дисциплин.
   

2. 
   ^ Очная форма обучение по сокращенным программам
   
3. 
   Заочная форма обучение по сокращенным программам
   

6.1. Основная

6.2. Дополнительная

№	^ Название рекомендуемых технических и электронных средств обучения	Название раздела и темы
1	2	3
1	Стенды Плакаты ПК	Все разделы

1. 
   Что понимается под термодинамической системой?
   
2. 
   Какими параметрами характеризуется состояние термодинамической системы?
   
3. 
   Что такое изолированная система?
   
4. 
   Напишите уравнение состояния идеального газа. Чем отличаются удельная и универсальная газовые постоянные?
   
5. 
   Почему с ростом числа атомов в молекуле газа его мольная теплоемкость возрастает?
   
6. 
   Чему равны значения K=C_p/C_v для газов различной атомности?
   
7. 
   Чем отличаются средняя теплоемкость от истиной?
   
8. 
   Как найти теплоемкость смеси идеальных газов по теплоемкости ее компонентов.
   
9. 
   Сформулируйте первый и второй законы термодинамики. Объясните физическую сущность величин в аналитическом выражении этого закона.
   
10. 
    Какие величины называются функцией состояния, а какие функцией процесса.
    
11. 
    Сформулируйте закон Майера.
    
12. 
    В какой диаграмме площадь под процессом равна работе, а в какой теплоте.
    
13. 
    В каком процессе вся подведенная теплота идет на увеличение внутренней энергии.
    
14. 
    Какие значения имеет показатель политропы для изохорного, изобарного и изотермического процессов?
    
15. 
    Объясните, почему в координатах TS изохора идет круче изобары?
    
16. 
    В чем состоит обобщающее значение политропного процесса?
    
17. 
    В чем заключается несостоятельность теории «тепловой смерти Вселенной»?
    
18. 
    Какой пар называется сухим, насыщенным, а какой – перегретый.
    
19. 
    Как определить удельный объем, энтальпию и энтропию влажного пара?
    
20. 
    Изобразите изотерму и изобару в фазовых диаграммах pv, TS, is (hs).
    
21. 
    Первый закон термодинамики для потока.
    
22. 
    Как связано изменение площади поперечного сечения канала с изменением скорости и числа Маха?
    
23. 
    Что такое адиабатное дросселирование?
    
24. 
    Чем обусловлен перенос теплоты, массы?
    
25. 
    Что такое конвективная диффузия?
    
26. 
    Физический смысл коэффициента теплопроводности.
    
27. 
    Законы планка и вина. Степень черноты.
    
28. 
    Напишите уравнение молекулярной диффузии.
    
29. 
    Что является условием подобия полей концентраций и температур?
    
30. 
    Физический смысл критериев гидродинамического подобия.
    

31. 
    Основные понятия аэрогидродинамики. Понятие жидкости. Сжимаемые и несжимаемые жидкости
    
32. 
    Физические свойства жидкостей: сжимаемость, температурное расширение, теплопроводность.
    
33. 
    Силы, действующие в жидкостях. Давление. Закон Ньютона для внутреннего трения в жидкости.
    
34. 
    Кинематика потока. Расход. Уравнение неразрывности.
    
35. 
    Закон сохранения энергии в жидкости. Вывод уравнения Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости. Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости.
    
36. 
    Режимы движения жидкости. Критерий Рейнольдса.
    
37. 
    Гидравлические потери.
    
38. 
    Основные понятия теплообмена и теплопередачи. Теплообмен теплопроводностью.
    
39. 
    Теплопроводность. Поле и градиент температур. Тепловой поток.
    

40. 
    Конвективный теплообмен. Гидродинамические условия
    

41. 
    Лучистый теплообмен. Законы радиационного теплообмена.
    
42. 
    Теория подобия для процессов переноса энергии и массы.
    
43. 
    Сложный теплообмен. Коэффициент теплопередачи. Полное термодинамическое сопротивление. Тепловая изоляция.
    
44. 
    Основные понятия и определения массообмена. Закон Фика
    
45. 
    Теплообмен при кипении и конденсации.
    
46. 
    Физические основы переноса массы. Молекулярная и конвективная диффузия.
    
47. 
    Газовые смеси.
    
48. 
    Состав топлива
    
49. 
    Горение топлива
    

8. 
   Протокол согласования рабочей программы с последующими дисциплинами учебного плана