Циклы паротурбинных установок

Принципиальная схема паротурбинной установки.

Теоретический цикл паротурбинной установки (цикл Ренкина). Изобра-жение цикла на диаграммах состояния.

Термический КПД цикла Ренкина.

Влияние начальных и конечных параметров пара на КПД цикла Ренкина.

Теплофикационный цикл. Простейшая схема ТЭЦ.

 

Теория теплообмена (теплопередача)

Теплопроводность

Предмет теории теплообмена. Теплообмен в технологических процессах. Виды теплообмена: теплопроводность, конвекция и излучение.

Основные понятия теории теплообмена: движущая сила теплообмена, температурное поле, градиент температуры, мощность и плотность теплового потока.

Основной закон теплопроводности (закон Фурье). Коэффициент теплопроводности.

Теплопроводность при стационарном режиме через плоскую однослойную и многослойную стенку.

Теплопроводность при стационарном режиме через цилиндрическую однослойную и многослойную стенку.

Конвективный теплообмен

Механизм конвективного теплообмена. Свободная и вынужденная конвекция. Теплоотдача.

Основное уравнение конвективного теплообмена (уравнение теплоотдачи Ньютона – Рихмана). Коэффициент теплоотдачи.

Динамический пограничный слой, ламинарный и турбулентный пограничный слой.

Тепловой пограничный слой.

Влияние пограничного слоя на теплоотдачу. Теплоотдача газов и капельных жидкостей.

Задачи теории подобия. Понятие о подобии физических величин. Числа (критерии) подобия.

Основные числа (критерии) подобия гидродинамики и теплообмена: Нуссельта, Пекле, Фурье, Рейнольдса, Грасгофа, Эйлера, Прандтля. Их физический смысл и роль в уравнениях.

Уравнения подобия (критериальные уравнения) конвективной теплоотдачи. Определяющий размер и определяющая температура. Учет влияния зависимости физических свойств от температуры в уравнениях подобия конвективного теплообмена.

Теплоотдача при вынужденном движении в трубах и каналах. Особенности движения и теплообмена в трубах. Уравнения подобия для ламинарного и турбулентного режимов движения.

Теплоотдача при свободной конвекции. Свободное движение вдоль вертикальной поверхности. Уравнение для расчета теплоотдачи при ламинарном и турбулентном режимах. Теплоотдача горизонтальной трубы при свободной конвекции.

Особенности теплоотдачи при кипении жидкости. Режимы кипения и интенсивность теплоотдачи. Теплоотдача при пузырьковом кипении воды (эмпирическая формула).

Особенности теплоотдачи при конденсации пара. Виды конденсации. Основное сопротивление теплоотдачи при пленочной конденсации. Расчетная формула Нуссельта для теплоотдачи при ламинарном течении пленки конденсата. Формула для волнового течения пленки (формула Капицы).

 

Теплообмен излучением

Тепловое излучение. Интегральный поток и плотность потока излучения. Поглощательная, отражательная и пропускательная способности тела. Абсолютно черное тело и абсолютно белое тело.

Основные законы теплового излучения. Закон Стефана – Больцмана для абсолютно-черного тела. Особенности излучение реальных тел, степень черноты, серое излучение. Закон Стефана – Больцмана для реального (серого) тела. Закон Кирхгофа и следствия из него.

Теплообмен излучением между параллельными поверхностями в прозрачной среде. Влияние экранов на теплообмен излучением.

Теплопередача

Теплопередача как теплообмен через стенку между двумя жидкостями (постановка задачи).

Стационарная теплопередача через плоскую однослойную стенку. Уравнение теплопередачи. Коэффициент теплопередачи. Многослойная стенка.

Стационарная теплопередача через цилиндрическую стенку. Упрощение расчетов.

Пути интенсификации теплопередачи.

 

Теплообменные аппараты

Типы теплообменных аппаратов (по принципу действия).

Схемы движения теплоносителей в теплообменных аппаратах.

Тепловой расчет рекуперативных теплообменных аппаратов. Уравнение теплового баланса в общем (через энтальпии) и в частном (через температуры) виде. Уравнение теплопередачи. Виды теплового расчета теплообменных аппаратов.

Средний температурный напор в теплообменном аппарате.

Сравнение схем движения теплоносителей.

 

Топливо и котельные установки

Топливо и его свойства

Понятие о топливе.

Элементарный состав топлива. Выход летучих газов для твердого топлива.

Теплота сгорания топлива. Условное топливо. Нефтяной эквивалент.

Состав и свойства твердых, жидких и газообразных топлив.

Структура топливно-энергетического баланса Республики Беларусь.