trang chủ→Công cụ→ Nguyên tắc cơ bản của thủy lực và kỹ thuật nhiệt. Cơ sở lý thuyết của kỹ thuật nhiệt và thủy lực Tìm giá trị cần tìm D p khi nhiệt độ thay đổi một giá trị cho trước D t °С

Nguyên tắc cơ bản của thủy lực và kỹ thuật nhiệt. Cơ sở lý thuyết của kỹ thuật nhiệt và thủy lực Tìm giá trị cần tìm D p khi nhiệt độ thay đổi một giá trị cho trước D t °С

Cơ sở lý thuyết Các quy trình làm lạnh và máy móc cũng như các khái niệm về điều hòa không khí chủ yếu dựa trên hai ngành khoa học cơ bản: nhiệt động lực học và thủy lực học.

Định nghĩa 1

Nhiệt động lực học là một ngành khoa học nghiên cứu các mô hình biến đổi năng lượng bên trong thành các quá trình hóa học, vật lý và các quá trình khác được các nhà khoa học ở cấp độ vĩ mô xem xét.

Các nguyên lý nhiệt động dựa trên nguyên lý thứ nhất và thứ hai của nhiệt động lực học, được hình thành lần đầu tiên vào đầu thế kỷ 19 và trở thành nền tảng phát triển của giả thuyết cơ học về nhiệt, cũng như định luật biến đổi và bảo toàn năng lượng, được xây dựng bởi nhà nghiên cứu vĩ đại người Nga M.V.

Hướng chính của nhiệt động lực học là nhiệt động lực học kỹ thuật, nghiên cứu các quá trình biến đổi lẫn nhau của nhiệt thành công và các điều kiện mà các hiện tượng này xảy ra hiệu quả nhất.

Định nghĩa 2

Thủy lực là môn khoa học nghiên cứu các quy luật cân bằng và chuyển động của chất lỏng cũng như phát triển các phương pháp sử dụng chúng để giải quyết các vấn đề kỹ thuật phức tạp.

Các nguyên lý thủy lực thường được áp dụng để giải quyết nhiều vấn đề liên quan đến thiết kế, thiết kế, vận hành và xây dựng các đường ống, kết cấu và máy móc thủy lực khác nhau.

Nhà tư tưởng Hy Lạp cổ đại Archimedes, người viết công trình khoa học “Về các vật thể nổi”, được coi là người sáng lập xuất sắc của thủy lực học. Thủy lực với tư cách là một ngành khoa học ra đời sớm hơn nhiều so với nhiệt động lực học, vốn liên quan trực tiếp đến hoạt động trí tuệ xã hội của con người.

Sự phát triển của thủy lực và nhiệt động lực học

Hình 1. Phương pháp đo lưu lượng thủy lực. Avtor24 - trao đổi trực tuyến bài viết của sinh viên

Thủy lực là một môn lý thuyết phức tạp, nghiên cứu kỹ lưỡng các vấn đề liên quan đến chuyển động cơ học của các chất lỏng khác nhau trong điều kiện tự nhiên và nhân tạo. Vì tất cả các yếu tố được coi là không thể chia cắt và liên tục cơ thể vật lý, thì thủy lực có thể được coi là một trong những nhánh của cơ học liên tục, thường bao gồm một chất đặc biệt - chất lỏng.

Ở Trung Quốc cổ đại và Ai Cập, người ta đã biết cách xây đập và nhà máy nước trên sông, hệ thống tưới tiêu trên những cánh đồng lúa khổng lồ, trong đó sử dụng những cỗ máy nâng nước mạnh mẽ. Ở Rome sáu thế kỷ trước Công nguyên. đ. một hệ thống cấp nước được xây dựng, điều này cho thấy nền văn hóa kỹ thuật cực cao thời bấy giờ. Chuyên luận đầu tiên về thủy lực nên được coi là những lời dạy của Archimedes, người đầu tiên phát minh ra máy nâng nước, mà cuối cùng được gọi là “ốc vít Archimedes”. Thiết bị này là nguyên mẫu của máy bơm thủy lực hiện đại.

Các khái niệm khí nén đầu tiên xuất hiện muộn hơn nhiều so với thủy lực. Chỉ trong thế kỷ 18. N. đ. Một cỗ máy “chuyển khí và không khí” đã được giới thiệu ở Đức. Khi công nghệ phát triển, hệ thống thủy lực được hiện đại hóa và phạm vi của chúng nhanh chóng được mở rộng. ứng dụng thực tế.

Trong sự phát triển của nhiệt động lực học vào thế kỷ 19, các nhà khoa học phân biệt ba thời kỳ chính, mỗi thời kỳ có những đặc tính riêng biệt:

cái đầu tiên được đặc trưng bởi sự hình thành của nguyên lý nhiệt động thứ nhất và thứ hai;
thời kỳ thứ hai kéo dài đến giữa thế kỷ 19 và nổi bật công trình khoa học các nhà vật lý xuất sắc của châu Âu như nhà nghiên cứu người Anh J. Joule, nhà nghiên cứu người Đức Gottlieb và W. Thomson;
Thế hệ thứ ba của nhiệt động lực học được mở ra bởi nhà khoa học nổi tiếng người Áo và là thành viên của Viện Hàn lâm Khoa học St. Petersburg Ludwig Boltzmann, người qua nhiều thí nghiệm đã thiết lập mối quan hệ giữa các dạng chuyển động cơ học và nhiệt.

Hơn nữa, sự phát triển của nhiệt động lực học không đứng yên mà còn tiến triển với tốc độ ngày càng nhanh. Do đó, Gibbs người Mỹ đã phát triển nhiệt động lực học hóa học vào năm 1897, tức là ông đã biến hóa học vật lý trở thành một môn khoa học suy diễn tuyệt đối.

Những khái niệm và phương pháp cơ bản của hai hướng khoa học

Hình 2. Sức cản thủy lực. Avtor24 - trao đổi trực tuyến bài viết của sinh viên

Lưu ý 1

Đối tượng nghiên cứu thủy lực là các định luật cơ bản về trạng thái cân bằng và chuyển động hỗn loạn của chất lỏng, cũng như các phương pháp kích hoạt hệ thống cấp nước và tưới tiêu thủy lực.

Tất cả những định đề này đã được con người biết đến từ rất lâu trước thời đại chúng ta. Thuật ngữ “chất lỏng” trong cơ học chất lỏng có ý nghĩa rộng hơn so với những gì người ta thường tin trong nhiệt động lực học. Khái niệm “chất lỏng” bao gồm hoàn toàn tất cả các vật thể có khả năng thay đổi hình dạng dưới tác động của các lực nhỏ tùy ý.

Do đó, định nghĩa này không chỉ bao gồm chất lỏng (giọt) thông thường, như trong nhiệt động lực học, mà còn bao gồm cả chất khí. Bất chấp sự khác biệt trong các ngành vật lý đang được nghiên cứu, các định luật chuyển động của các giọt khí và chất lỏng trong những điều kiện nhất định có thể được coi là giống nhau. Điều kiện chính trong số này là chỉ báo tốc độ so với cùng một thông số âm thanh.

Thủy lực chủ yếu nghiên cứu dòng chảy của chất lỏng trong các kênh khác nhau, nghĩa là dòng chảy bị giới hạn bởi các bức tường dày đặc. Khái niệm “kênh” bao gồm tất cả các thiết bị tự giới hạn dòng chảy, bao gồm các bộ phận dòng bơm, đường ống, khe hở và các yếu tố khác của khái niệm thủy lực. Vì vậy, trong thủy lực học, dòng chảy bên trong được nghiên cứu chủ yếu, còn trong nhiệt động lực học, dòng chảy bên ngoài được nghiên cứu.

Lưu ý 2

Đối tượng của phân tích nhiệt động lực học là một hệ thống có thể tách rời khỏi môi trường bên ngoài một số bề mặt điều khiển.

Phương pháp nghiên cứu nhiệt động lực học là phương pháp vĩ mô.

Để mô tả chính xác các đặc tính cấu trúc vĩ mô của một hệ thống, các đại lượng của khái niệm vĩ mô được sử dụng:

thiên nhiên:
nhiệt độ;
áp lực;
khối lượng cụ thể.

Điểm đặc biệt của phương pháp nhiệt động là nó dựa trên định luật cơ bản duy nhất của tự nhiên - định luật biến đổi và bảo toàn năng lượng. Điều này có nghĩa là tất cả các mối quan hệ then chốt hình thành nên cơ sở của bộ máy toán học chỉ bắt nguồn từ vị trí này.

Nguyên lý cơ bản của thủy lực và nhiệt động lực học

Khi nghiên cứu các nguyên tắc cơ bản của thủy lực và nhiệt động lực học, cần dựa vào các khái niệm của các ngành vật lý đó sẽ giúp nắm vững và hiểu rõ hơn nguyên lý hoạt động của máy thủy lực.

Tất cả các cơ thể vật chất đều bao gồm các nguyên tử chuyển động liên tục. Những phần tử như vậy hút nhau ở khoảng cách tương đối ngắn và đẩy nhau ở khoảng cách khá gần. Ở trung tâm của hạt nhỏ nhất có một hạt nhân tích điện dương, xung quanh đó các electron chuyển động hỗn loạn, tạo thành các lớp vỏ electron.

Định nghĩa 3

Đại lượng vật lý là sự mô tả định lượng các đặc tính của vật thể vật chất, có đơn vị đo riêng.

Gần một thế kỷ rưỡi trước, nhà vật lý người Đức K. Gauss đã chứng minh rằng nếu bạn chọn các đơn vị đo độc lập cho một số tham số, thì trên cơ sở của chúng, thông qua các định luật vật lý, có thể thiết lập các đơn vị đại lượng nằm trong bất kỳ nhánh nào của vật lý.

Đơn vị tốc độ trong thủy lực là một khái niệm đơn vị dẫn xuất từ hệ thống đơn vị mét và giây. Các đại lượng vật lý được xem xét (gia tốc, tốc độ, trọng lượng) được xác định trong nhiệt động lực học bằng cách sử dụng các đơn vị đo lường cơ bản và có thứ nguyên. Bất chấp sự hiện diện của lực phân tử, các phân tử nước luôn chuyển động không ngừng. Nhiệt độ của chất lỏng càng cao thì các thành phần của nó chuyển động càng nhanh.

Chúng ta hãy tìm hiểu chi tiết hơn về một số tính chất vật lý của chất lỏng và chất khí. Chất lỏng và chất khí trong hệ thống thủy lực có thể dễ dàng bị biến dạng mà vẫn giữ được thể tích ban đầu. Trong một hệ nhiệt động, mọi thứ trông hoàn toàn khác. Đối với biến dạng như vậy trong nhiệt động lực học, không cần thiết phải thực hiện bất kỳ công cơ học nào. Điều này có nghĩa là các yếu tố vận hành trong một khái niệm nhất định có khả năng chống lại một sự thay đổi có thể xảy ra một cách yếu ớt.

Các nguyên tắc cơ bản của thủy lực, nhiệt động lực học kỹ thuật và lý thuyết truyền nhiệt được trình bày. Các nguyên tắc cơ bản về thủy tĩnh, động học và động lực học của dòng chuyển động, các đặc tính nhiệt và năng lượng của lý tưởng và khí thực, các dạng truyền nhiệt chính, lý thuyết về sự tương tự của các quá trình thủy động lực và truyền nhiệt.
Sách hướng dẫn dành cho sinh viên đang theo học các chuyên ngành sau: 28020265 “Bảo vệ kỹ thuật môi trường" Nó có thể được sử dụng bởi các sinh viên các chuyên ngành khác đang nghiên cứu các ngành “Thủy lực” và “Kỹ thuật nhiệt”.

Các mô hình chất lỏng
Để đơn giản hóa việc giải nhiều bài toán, thay vì chất lỏng thực, người ta xem xét một hoặc một mô hình chất lỏng khác, mô hình này chỉ có một số tính chất của chất lỏng thực. Các tính chất này có tính quyết định trong việc giải quyết vấn đề, do đó việc đơn giản hóa như vậy không dẫn đến sai sót đáng kể trong việc xác định số lượng cần thiết.

Chúng ta hãy nhìn vào chính mô hình hiện có chất lỏng.
Chất lỏng lý tưởng là chất lỏng không có độ nhớt.
Chất lỏng không nén được là chất lỏng không thay đổi mật độ khi áp suất thay đổi.

Chất lỏng hoàn hảo là chất lỏng không nén được trong đó không có lực kết dính giữa các phân tử và thể tích nội tại của phân tử bằng không.
Khí hoàn hảo là một chất lỏng (khí) có thể nén được trong đó không có lực kết dính giữa các phân tử và thể tích nội tại của phân tử bằng không.

Khí lý tưởng là khí lý tưởng. thiếu độ nhớt.
Chất lỏng Baroclinic là một chất khí. mật độ của nó là hàm của áp suất và nhiệt độ.
Chất lỏng áp suất là chất khí. mật độ của nó chỉ phụ thuộc vào áp suất.

MỤC LỤC
Lời nói đầu
Ký hiệu cơ bản
Giới thiệu
Phần I. CƠ BẢN VỀ THỦY LỰC
1. TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA CHẤT LỎNG
1.1. Tính chất vật lý cơ bản của chất lỏng
1.2. mô hình chất lỏng
2. THỦY TĨNH
2.1. Phương trình vi phân cân bằng chất lỏng
2.2. Định luật thủy tĩnh. Áp lực nước
2.3. Điều kiện cân bằng chất lỏng trong bình thông nhau
2.4. Máy thủy lực đơn giản nhất
2.5. Các phương pháp và dụng cụ cơ bản để đo áp suất
2.6. Định luật Archimedes
2.7. Sự cân bằng và ổn định của cơ thể. ngâm trong chất lỏng. Sự cân bằng của một vật nổi trên bề mặt chất lỏng
2.8. Sự cân bằng của khí quyển Trái đất
3. THỦY ĐỘNG LỰC
3.1. Cơ bản về động học
3.1.1. Đường dây và ống hiện tại. Phương trình dòng chảy
3.1.2. Chuyển động của hạt chất lỏng trong môi trường liên tục
3.1.3. Dòng xoáy và dòng chảy không quay
3.1.4. Tốc độ tuần hoàn
3.2. Khái niệm cơ bản về động lực học
3.2.1. Lực tác dụng lên một hạt của môi trường liên tục. Trạng thái căng thẳng của một khối cơ bản. Định luật ma sát Stokes
3.2.2. Phương trình liên tục vi phân
3.2.3. Phương trình vi phân cho sự truyền động lượng. Phương trình Euler và Navier-Stokes
3.2.4. Phương trình năng lượng vi phân
3.3. Phong trào dòng chảy nhớt
3.3.1. Chế độ dòng chất lỏng
3.3.2. Đặc điểm của dòng chảy rối
3.3.3. Các phương trình chuyển động và năng lượng của dòng chất lỏng tầng và hỗn loạn
3.3.4. Mô hình nhiễu loạn
3.4. Chuyển động của chất lỏng có độ nhớt thấp
3.4.1. Lớp ranh giới
3.4.2. Chuyển động của dòng chảy bất biến
4. KHÁNG THỦY LỰC
4.1. Điện trở dọc theo chiều dài
4.2. Sức cản thủy lực cục bộ
Phần II. CƠ SỞ VỀ NHIỆT ĐỘNG HỌC
5. HỆ THỐNG NHIỆT ĐỘNG VÀ CÁC THÔNG SỐ CỦA NÓ
5.1. Hệ nhiệt động và trạng thái của nó
5.2. Thông số trạng thái nhiệt
6. KHÍ LÝ TƯỞNG
6.1. Phương trình trạng thái khí lý tưởng
6.2. Hỗn hợp khí lý tưởng
7. ĐẶC ĐIỂM NĂNG LƯỢNG CỦA HỆ THỐNG NHIỆT ĐỘNG
7.1. Năng lượng bên trong. Entanpi
7.2. Công việc. Nhiệt
7.3. Nhiệt dung
8. ĐỊNH LUẬT ĐẦU TIÊN NHIỆT ĐỘNG
8.1. Phát biểu định luật nhiệt động thứ nhất
8.2. Định luật nhiệt động thứ nhất cho các quá trình nhiệt động cơ bản
9. ĐỊNH LUẬT THỨ HAI NHIỆT ĐỘNG
9.1. Phát biểu định luật nhiệt động thứ hai
9.2. Chu trình Carnot
9.3. tích phân Clausius
9.4. Xác suất Entropy và nhiệt động
10. KHÍ THẬT
10.1. Phương trình trạng thái của khí thực
10.2. Các cặp đôi. Bay hơi ở áp suất không đổi
10.3. Phương trình Clayperon-Clausius
10.4. Sơ đồ pT của sự chuyển pha
Phần III. CƠ SỞ CƠ SỞ CỦA LÝ THUYẾT NHIỆT VÀ TRUYỀN KHỐI
11. CÁC KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA LÝ THUYẾT NHIỆT VÀ TRUYỀN KHỐI
11.1. Các loại trao đổi nhiệt
11.2. Các khái niệm và định luật cơ bản về truyền nhiệt phân tử và đối lưu
12. CƠ SỞ CƠ SỞ CỦA LÝ THUYẾT VỀ TÍNH ĐƠN GIẢN CỦA CÁC HIỆN TƯỢNG VẬT LÝ
12.1. Công thức toán học của động lực học chất lỏng và bài toán truyền nhiệt
12.2. Cơ sở lý thuyết về tính tương tự của các quá trình vật lý
12.3. Xác định kích thước và xác định nhiệt độ
12.4. Xác định các biến tổng quát từ công thức toán học của bài toán
12.5. Lấy số tương tự dựa trên phân tích thứ nguyên
13. ĐỘ DẪN NHIỆT VÀ TRUYỀN NHIỆT Ở CHẾ ĐỘ ĐỨNG
13.1. Độ dẫn nhiệt của các chất
13.2. Độ dẫn nhiệt và truyền nhiệt qua tường phẳng
13.3. Độ dẫn nhiệt và truyền nhiệt qua tường hình trụ
13.4. Độ dẫn nhiệt và truyền nhiệt qua tường bóng
14. ĐỘ DẪN NHIỆT Ở CHẾ ĐỘ KHÔNG ỔN ĐỊNH
14.1. Điều kiện tương tự của trường nhiệt độ không cố định
14.2. Độ dẫn nhiệt không ổn định của tường phẳng
15. TRUYỀN NHIỆT
15.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ truyền nhiệt
15.2. Mối quan hệ giữa truyền nhiệt và ma sát
15.3. Định luật ma sát và truyền nhiệt đối với lớp biên hỗn loạn
15.4. Truyền nhiệt trong quá trình đối lưu cưỡng bức của tấm phẳng
15.4.1. Truyền nhiệt của tấm với lớp ranh giới nhiều tầng
15.4.2. Truyền nhiệt của tấm dưới lớp ranh giới hỗn loạn
15,5. Truyền nhiệt trong dòng chảy bên ngoài xung quanh một ống và bó ống
15.6. Truyền nhiệt trong quá trình chất lỏng chảy trong đường ống và kênh
15.7. Truyền nhiệt trong quá trình đối lưu tự do
15.8. Truyền nhiệt trong quá trình biến đổi pha
15.8.1. Truyền nhiệt trong quá trình ngưng tụ
15.8.2. Truyền nhiệt trong quá trình sôi
15.8.3. Truyền nhiệt khi sôi trong điều kiện chất lỏng chuyển động qua đường ống
15.9. Tăng cường truyền nhiệt
16. TRUYỀN NHIỆT BỨC XẠ
16.1. Các khái niệm và định nghĩa cơ bản
16.2. Các định luật cơ bản về truyền nhiệt bức xạ
16.3. Trao đổi nhiệt bức xạ giữa các chất rắn được ngăn cách bởi môi trường trong suốt
16.4. Màn chắn bảo vệ
16,5. Trao đổi nhiệt bức xạ giữa khí và vỏ
17. BỘ TRAO ĐỔI NHIỆT
17.1. Các loại trao đổi nhiệt chính
17.2. Tính toán nhiệt của bộ trao đổi nhiệt thu hồi
17.3. Tính toán thủy lực của thiết bị trao đổi nhiệt thu hồi
17.4. Các cách để tăng hiệu quả trao đổi nhiệt
Thư mục.

Thủy lực là môn khoa học nghiên cứu các quy luật cân bằng và chuyển động của chất lỏng cũng như các phương pháp áp dụng thực tế các quy luật này. Các định luật thủy lực được sử dụng trong thiết kế và xây dựng các công trình thủy lực, máy thủy lực, tính toán đường ống, v.v.

Những kết quả nghiên cứu đầu tiên, rất quan trọng trong lĩnh vực thủy lực gắn liền với tên tuổi của nhà khoa học Hy Lạp cổ đại Archimedes (287-212 TCN), người đã phát hiện ra định luật cân bằng của một vật ngâm trong chất lỏng. Tuy nhiên, sau bài viết của Archimedes, thủy lực đã không nhận được sự phát triển đáng chú ý nào trong gần 1700 năm.

Một giai đoạn mới trong sự phát triển của thủy lực bắt đầu từ thời Phục hưng. Ở đây điều đáng chú ý là công trình của nhà khoa học người Hà Lan Stevin (1548-1620), người đã đưa ra các quy tắc xác định lực ép lên đáy và thành mạch máu; nhà khoa học người Ý Torricelli (1608-1647), người đã nghiên cứu tính chất của chất lỏng chảy và phát hiện ra định luật về dòng chất lỏng từ một lỗ trên bình; Nhà toán học và vật lý học người Pháp Pascal (1623-1662), người đã xây dựng định luật truyền áp suất do chất lỏng tác dụng lên bề mặt của nó.

B Thế kỷ XVII-XVIII. những đạo luật quan trọng nhất đã được thiết lập
cơ khí thủy văn. Việc Newton (1643-1727) phát hiện ra các định luật cơ học đã tạo cơ sở cần thiết cho việc nghiên cứu các định luật chuyển động của chất lỏng. Newton đã phát triển nền tảng của lý thuyết ma sát trong của chất lỏng, sau này được phát triển bởi những người theo ông, trong đó có nhà khoa học người Nga N.P. Lý thuyết mà ông phát triển được gọi là lý thuyết bôi trơn thủy động lực học.

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ THỰC PHẨM CỘNG HÒA BELARUS

EE "TRƯỜNG CAO ĐẲNG NÔNG NGHIỆP THỊ TRẤN"

CƠ BẢN VỀ KỸ THUẬT NHIỆT VÀ THỦY LỰC

hướng dẫn học sinh giao tiếp

trong câu hỏi và câu trả lời

PhầnTÔI

Thị trấn

"Được xem xét"

tại cuộc họp của ủy ban phương pháp luận

chuyên môn chung

Nghị định thư số_____ ngày________________

Chủ tịch: ________

Sổ tay dành cho sinh viên tương ứng các chuyên ngành 2-74 06 01 “Hỗ trợ kỹ thuật trong quy trình sản xuất nông nghiệp” và 2-74 06 31 “Cung cấp năng lượng cho sản xuất nông nghiệp” cho tự học môn học “Cơ sở kỹ thuật nhiệt và thủy lực”.

Giới thiệu. 5

Tổ hợp nhiên liệu và năng lượng của Cộng hòa Belarus. 6

Chất lỏng làm việc và các thông số của nó.. 11

Các định luật cơ bản về khí... 12

Các phương trình cơ bản của nhiệt động lực học. 14

Hỗn hợp khí. định luật Dalton. 16

Công suất nhiệt: các loại, tính toán mức tiêu thụ nhiệt để sưởi ấm. 18

Nhiệt dung trong các quá trình ở áp suất không đổi và thể tích không đổi 19

Định luật nhiệt động lực học đầu tiên và biểu thức phân tích của nó. 21

Khái niệm về quá trình nhiệt động lực học, các loại của chúng.. 22

Quá trình đẳng tích. Đồ thị của nó trong - tọa độ và phương trình cơ bản 23

Quá trình đẳng áp. Đồ thị của nó trong - tọa độ và phương trình cơ bản 24

Quá trình đẳng nhiệt. Đồ thị của nó trong - tọa độ và phương trình cơ bản 26

Quá trình nhiệt. Đồ thị của nó trong - tọa độ và phương trình cơ bản 28

Quá trình tuần hoàn. Lịch trình và hiệu quả của nó.. 30

Chu trình Carnot và hiệu suất của nó.. 31

Hơi nước Định nghĩa cơ bản. 33

Quá trình hóa hơi trong - tọa độ. 35

Chu trình lý tưởng của nhà máy điện hơi nước và hiệu suất của nó.. 37

C. Phân loại của họ. 40

Chu kỳ lý tưởng cho D.V.S. Hiệu quả của chúng... 42

Chu trình động cơ đốt trong thực tế, xác định công suất. 45

Cân bằng nhiệt và suất tiêu hao nhiên liệu riêng ở động cơ đốt trong.. 48

Sơ đồ hoạt động và sơ đồ chỉ thị của máy nén một cấp 49

Sơ đồ chỉ báo của một máy nén thực sự. 51

Máy nén piston nhiều tầng.. 53

Khái niệm hoạt động của máy nén ly tâm, hướng trục và quay 56

Các phương pháp truyền nhiệt. 58

Truyền nhiệt bằng dẫn nhiệt qua tường phẳng một lớp 60

Dẫn nhiệt qua tường nhiều lớp. 62

Dẫn nhiệt qua vách trụ. 64

Truyền nhiệt đối lưu. 66

Truyền nhiệt bằng bức xạ.. 67

Bộ trao đổi nhiệt. Loại của họ.. 70

Cơ sở tính toán thiết bị trao đổi nhiệt. 72

Truyền nhiệt phức tạp qua một bức tường phẳng. 75

Truyền nhiệt qua tường hình trụ. 78

Giới thiệu

Môn học “Cơ sở kỹ thuật nhiệt và thủy lực” bao gồm việc sinh viên nghiên cứu các nguyên tắc cơ bản của nhiệt động lực học và thủy lực, nguyên lý hoạt động của nồi hơi và nhà máy sấy, động cơ đốt trong, máy nén, máy làm lạnh, máy nước nóng năng lượng mặt trời và máy bơm. Vấn đề năng lượng chính mà khoa học phải đối mặt là cải thiện hiệu suất kinh tế và kỹ thuật của thiết bị sưởi ấm và năng lượng, điều này chắc chắn sẽ dẫn đến giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và tăng hiệu quả.

Kỹ thuật nhiệt điện - ngành chính của công nghiệp và nông nghiệp, tham gia vào việc chuyển đổi tài nguyên nhiệt tự nhiên thành năng lượng nhiệt, cơ học và điện. Một phần không thể thiếu của kỹ thuật nhiệt điện là nhiệt động lực học kỹ thuật, nghiên cứu nào hiện tượng vật lý liên quan đến sự chuyển nhiệt thành công. Dựa trên các định luật nhiệt động lực học, tính toán động cơ nhiệt và bộ trao đổi nhiệt được thực hiện. Các điều kiện để nhà máy điện đạt hiệu suất cao nhất được xác định. Các tác giả của các công trình kinh điển về nhiệt động lực học đã có đóng góp to lớn cho sự phát triển của kỹ thuật nhiệt.

Các định luật truyền nhiệt đối lưu và bức xạ đã được hệ thống hóa.

Họ đã đặt nền móng cho việc thiết kế và chế tạo nồi hơi và động cơ hơi nước.

Kiến thức về các định luật nhiệt động lực học kỹ thuật và khả năng áp dụng chúng vào thực tế giúp cải thiện hoạt động của động cơ nhiệt và giảm tiêu hao nhiên liệu, điều này rất quan trọng ở thời điểm hiện nay, khi giá nguyên liệu hydrocarbon và lượng tiêu thụ ngày càng tăng. Đang tăng lên.

Câu hỏi 1

Tổ hợp nhiên liệu và năng lượng của Cộng hòa Belarus

Ưu tiên cao nhất trong chính sách năng lượng của Cộng hòa Belarus, cùng với việc cung cấp nguồn năng lượng bền vững cho đất nước, là tạo điều kiện cho nền kinh tế hoạt động và phát triển ở mức tối đa. sử dụng hiệu quả nguồn nhiên liệu và năng lượng.

Nguồn dự trữ nhiên liệu và năng lượng của Cộng hòa Belarus không đủ và chỉ chiếm khoảng 15-20% lượng tiêu thụ. Có đủ lượng than bùn và gỗ, than nâu và đá phiến có hàm lượng calo khá thấp.

Dầu ở Cộng hòa Belarus được sản xuất khoảng 2 triệu tấn mỗi năm. Khí đốt tương đương khoảng 320-330 nghìn tấn nhiên liệu. Nguồn cung cấp năng lượng còn lại được mua ở nước ngoài, chủ yếu từ Nga.

Giá năng lượng đã tăng đáng kể. Vậy cho 1000m3 gas 115u. e, dầu – mỗi tấn 230 USD. e. Cộng hòa Belarus mua khoảng 22 tỷ USD mỗi năm. khí tự nhiên và khoảng 18 triệu dầu. Để đảm bảo an ninh năng lượng của đất nước không phụ thuộc vào một nhà cung cấp, các cuộc đàm phán đang được tiến hành với Azerbaijan, Trung Đông và Venezuela, những quốc gia trong tương lai sẽ bán hydrocarbon dưới dạng dầu.

Hiện nay, chính phủ và Ủy ban Tiết kiệm Năng lượng đang rất chú trọng đến việc sử dụng nhiên liệu địa phương và đến năm 2010 sẽ giảm mức tiêu thụ tài nguyên năng lượng đã mua từ 20-25%.

Than bùn.

Hơn 9.000 mỏ than bùn đã được thăm dò ở nước cộng hòa với tổng diện tích nằm trong ranh giới độ sâu công nghiệp của mỏ là 2,54 triệu ha và trữ lượng than bùn ban đầu là 5,65 tỷ tấn. Cho đến nay, trữ lượng địa chất còn lại ước tính khoảng 4,3 tỷ tấn. tấn, bằng 75% so với ban đầu.

Trữ lượng than bùn chính nằm ở các mỏ được sử dụng cho nông nghiệp (1,7 tỷ tấn và 39% trữ lượng còn lại) hoặc được phân loại là các khu vực môi trường (1,6 tỷ tấn hay 37%).

Tài nguyên than bùn được phân bổ cho quỹ phát triển ước tính khoảng 260 triệu tấn, chiếm 6% trữ lượng còn lại. Trữ lượng có thể thu hồi trong quá trình phát triển mỏ ước tính khoảng 110-140 triệu tấn.

Đá phiến dầu.

Dự báo trữ lượng đá phiến dầu (trầm tích Lyubanskoye và Turovskoye) ước tính khoảng 11 tỷ tấn, trữ lượng công nghiệp - 3 tỷ. T.

Được nghiên cứu nhiều nhất là mỏ Turov, trong đó mỏ đầu tiên có trữ lượng 475-697 triệu tấn đã được thăm dò trước đó; 1 triệu tấn đá phiến như vậy tương đương khoảng 220 nghìn tấn. đây. Nhiệt đốt – 1000-1500 kcal/kg, hàm lượng tro -75%, hiệu suất nhựa 6 – 9,2%, hàm lượng lưu huỳnh 2,6%

Xét về các chỉ số chất lượng, đá phiến dầu của Belarus không phải là nhiên liệu hiệu quả do hàm lượng tro cao và nhiệt trị thấp. Họ yêu cầu xử lý nhiệt sơ bộ để sản xuất nhiên liệu lỏng và khí. Có tính đến thực tế là giá thành của sản phẩm thu được cao hơn giá thế giới và giá dầu, cũng như tính đến thiệt hại về môi trường do sự xuất hiện của các bãi tro khổng lồ và hàm lượng các chất gây ung thư trong tro. Sản xuất đá phiến dầu không thực tế trong giai đoạn dự báo.

Than nâu.

Tổng trữ lượng than nâu là 151,6 triệu tấn

Hai mỏ của mỏ Zhitkovichi đã được phát triển chi tiết và chuẩn bị phát triển công nghiệp: Severnaya (23,5 triệu tấn) và Naydinskaya (23,1 triệu tấn), hai mỏ khác (Yuzhnaya - 13,8 triệu tấn và Kolmenskaya - 8,6 triệu tấn) đã được thăm dò trước đó .

Có thể sử dụng than nâu kết hợp với than bùn ở dạng than bánh.

Chi phí ước tính trữ lượng than ước tính là 2 t.e. trong năm.

Củi.

Ở nước cộng hòa nói chung, khối lượng thu mua tập trung củi và chất thải của xưởng cưa hàng năm là khoảng 0,94 - 1,00 triệu tấn nhiên liệu tương đương. t. Một phần củi đến tay người dân thông qua việc tự mua, khối lượng ước tính khoảng

0,3-0,4 triệu tấn

Khả năng tối đa của nước cộng hòa trong việc sử dụng củi làm nhiên liệu có thể được xác định dựa trên mức tăng trưởng tự nhiên hàng năm của gỗ, ước tính khoảng 25 triệu mét khối. m hoặc 6,6 triệu tấn tấn mỗi năm (nếu bạn đốt mọi thứ mọc lên), kể cả ở những khu vực bị ô nhiễm. Vùng Gomel - 20 nghìn mét khối. m hoặc 5,3 nghìn t.e. Để sử dụng gỗ từ các khu vực này làm nhiên liệu, cần phải phát triển và triển khai các công nghệ và thiết bị khí hóa. Có tính đến thực tế là đến năm 2015 dự kiến sẽ tăng gấp đôi lượng khai thác gỗ để sản xuất năng lượng nhiệt, lượng nhiên liệu gỗ dự kiến hàng năm vào năm 2010 có thể tăng lên 1,8 triệu tấn nhiên liệu tương đương.

Năng lượng tái sinh.

Công suất tiềm năng của tất cả các nguồn nước ở Belarus là 850 MW, bao gồm cả khả năng tiếp cận về mặt kỹ thuật - 520 MW và khả thi về mặt kinh tế - 250 MW. Nhờ tài nguyên thủy điện, đến năm 2010 có thể tạo ra 40 triệu kWh và theo đó, thay thế 16 nghìn TCE.

Trên lãnh thổ Cộng hòa Belarus, 1840 địa điểm đã được xác định để lắp đặt các tuabin gió với tiềm năng lý thuyết là 1600 MW và sản lượng điện hàng năm là 16 nghìn tấn nhiên liệu tương đương.

Tuy nhiên, trong giai đoạn đến năm 2015, khả năng sử dụng tiềm năng gió khả thi về mặt kỹ thuật và kinh tế sẽ không vượt quá 5% công suất lắp đặt và đạt khoảng 720 - 840 triệu kWh.

Dự trữ năng lượng thế giới.