Программа вступительного экзамена 1-43 80 01

ПРОГРАММА
вступительного испытания в БНТУ
для получения высшего образования II ступени

1-43 80 01 «Энергетика»

Дисциплины: Термодинамика

Механика жидкости и газа

Теплопередача

Нагнетательные и расширительные машины

Холодильные машины

Содержание программы

Тема 1. Термодинамика

Первый закон термодинамики как закон сохранения и превращения энергии. Второй закон термодинамики.

Внутренняя энергия и энтальпия как функции состояния. Теплоемкость газов. Теоретическая оценка теплоемкостей Ср и Сv идеального газа. Внутренняя энергия и энтальпия веществ в идеально-газовом состоянии.

Изохорный, изобарный, изотермический процессы. Расчет адиабатного процесса. Необратимая адиабата. Политропные процессы. Компрессор. Циклы газотурбинных установок (ГТУ). Циклы двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Характеристические функции – термодинамические потенциалы. Влажный воздух.

Цикл Ренкина. Промежуточный перегрев пара и причины его применения.

Комбинированная выработка электроэнергии и теплоты на ТЭЦ. Термодинамические основы теплофикации.

Цикл парокомпрессионной холодильной установки. Цикл теплонасосной установки.

Условия перехода через скорость звука. Сопло Лаваля.

Необратимое адиабатное сжатие в компрессоре. Методика сравнения циклов.

Тема 2. Механика жидкости и газа

Вязкость жидкостей. Физическая природа сил вязкого трения. Вязкие напряжения. Закон вязкого трения Ньютона. Коэффициенты вязкости.

Закон сохранения энергии в жидкостях. Его выражение в виде уравнения Бернулли.

Потери энергии и потери давления и напора. Формулы Дарси и Дарси-Вейсбаха для определения потерь давления в трубах и на местных сопротивлениях.

Законы сопротивления при течении жидкости в трубах (при ламинарном течении, турбулентном течении в гладких трубах и шероховатых трубах).

Потери давления на местных сопротивлениях (внезапное расширение и сужение потока, задвижка, клапан, кран, дроссельные расходомеры).

Диффузоры и конфузоры. Изменение параметров потока несжимаемой жидкости (скорости и давления при течении в диффузорах и конфузорах).

Основные задачи расчета трубопроводных систем. Методика расчета потерь давления в простом трубопроводе и последовательном соединении простых трубопроводов.

Расчет потерь давления при параллельном соединении простых трубопроводов.

Тема 3. Теплопередача

Дифференциальное уравнение теплопроводности и условия однозначности.

Стационарная теплопроводность пластины, цилиндра при граничных условиях I и III рода.

Пути интенсификации процесса теплопередачи. Теплопередача через ребристую стенку.

Теплопроводность при нестационарном тепловом режиме. Методы решения задач нестационарной теплопроводности.

Теплоотдача при вынужденном продольном омывании плоской поверхности. Средний и локальный коэффициенты теплоотдачи.

Теплоотдача при ламинарном и турбулентном режимах течения жидкости в трубах. Расчетные уравнения.

Теплоотдача при вынужденном поперечном омывании одиночной трубы и пучков труб. Расчетные уравнения.

Теплообмен при конденсации чистого пара. Пленочная и капельная конденсация. Конденсация пара на вертикальных стенках. Расчетные зависимости для теплоотдачи.

Теплообмен при кипении однокомпонентных жидкостей. Кризисы кипения. Расчет теплоотдачи при пузырьковом кипении жидкости в большом объеме.

Массообмен. Первый и второй законы Фика. Аналогии процессов тепло- и массообмена. Критериальные уравнения массообмена.

Основные законы теплового излучения. Теплообмен излучением между телами, разделенными прозрачной средой.

Теплообменные аппараты. Основной и поверочный расчет рекуператоров.

Тема 4. Нагнетательные и расширительные машины

Основные рабочие параметры нагнетательных устройств. Индивидуальные и универсальные характеристики нагнетательных устройств.

Работа нагнетателя в сети.

Регулирование центробежных нагнетателей.

Устойчивость работы нагнетателей.

Кавитация. Высота всасывания центробежного насоса.

Типы и основные параметры компрессоров.

Индикаторная диаграмма поршневого компрессора.

Термодинамика компрессорного процесса.

T-s диаграмма компрессорных процессов.

Многоступенчатое сжатие в компрессорах.

Характеристика лопастных компрессоров.

Регулирование поршневых компрессоров.

Тема 5. Холодильные машины

Физические принципы понижения температур в обратных циклах.

Охлаждение с помощью дросселирования (эффект Джоуля-Томсона).

Термодинамика процессов сжатия и расширения газов. Обратные термодинамические циклы.

Теоретический цикл паровой холодильной машины.

Циклы воздушной и газовой холодильных машин.

Термодинамический цикл вихревой трубы.

Термодинамические основы работы теплоиспользующих холодильных машин.

Классификация хладагентов. Категории и классы хладагентов. Взаимодействие с окружающей средой.

Смеси хладагентов. Характеристика, области применения.

Растворы. Свойства растворов. Бинарные растворы.

Теоретический цикл и действительный циклы одноступенчатых парокомпрессорных холодильных машин с дроссельным вентилем.

Регенеративный холодильный цикл одноступенчатых парокомпрессорных холодильных машин. Перегрев паров и переохлаждение жидкой фазы хладагента в холодильном цикле.

Теоретические циклы двухступенчатых парокомпрессорных холодильных машин с однократным и двукратным дросселированием.

Теоретические и действительные циклы двухступенчатых парокомпрессорных холодильных машин с промежуточными сосудами.

Газовые и воздушные холодильные машины. Теоретический и действительный циклы газовых холодильных машин.

Регенеративные циклы газовых холодильных машин. Особенности работы газовых холодильных машин на влажном воздухе.

Принцип действия, теоретический и действительный цикл пароэжекторной холодильной машины. Особенности газодинамических процессов в эжекторе.

Абсорбционные холодильные машины. Общая характеристика и принцип действия.

Диаграммы бинарных растворов. Теоретический и действительный циклы АХМ в h-x диаграмме.

Теория термоэлектрических холодильных машин.

Термоэлементы и режимы их работы. Сопутствующие физические процессы.

Реверсивные холодильные машины (тепловые насосы). Перспективные модели тепловых насосов. Парокомпрессорные тепловые насосы.

Основные принципы использования ВЭР для получения холода, теплоты и энергии.

Абсорбционные повышающие трансформаторы. Абсорбционные понижающие трансформаторы.

Комбинированная выработка теплоты, холода и электрической энергии.