Доклад термодинамика теплопередача и гидравлика в моей будущей профессиональной деятельности
Обновлено: 06.05.2024
Понятие о термодинамическом процессе, обратимые (равновесные) и необратимые (неравновесные) процессы. Общий метод исследования термодинамических процессов. Конвективный теплообмен и факторы, влияющие на его интенсивность. Уравнение Ньютона-Рихмана.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.07.2014 |
| Размер файла | 421,8 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Министерство Российской Федерации
по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий
ФГБОУ ВПО Ивановский институт Государственной противопожарной службы МЧС России
Кафедра физики и теплотехники
Контрольная работа
Выполнил: Ханипов А.Ф.
11 курс, 112 учебная группа
Руководитель: старший преподаватель,
капитан внутренней службы, к.т.н.
В настоящее время теплосиловые и тепловые установки получили широкое распространение в различных отраслях народного хозяйства. На промышленных предприятиях они составляют основную важнейшую часть технологического оборудования.
Наука, изучающая методы использования энергии топлива, законы процессов изменения состояния вещества, принципы работы различных машин и аппаратов, энергетических и технологических установок, называется теплотехникой. Теоретическими основами теплотехники являются термодинамика и теория теплообмена.
Термодинамика опирается на фундаментальные законы (начала), которые являются обобщением наблюдений над процессами, протекающими в природе независимо от конкретных свойств тел. Этим объясняется универсальность закономерностей и соотношений между физическими величинами, получаемых при термодинамических исследованиях.
Первый закон термодинамики характеризует и описывает процессы превращения энергии с количественной стороны и дает все необходимое для составления энергетического баланса любой установки или процесса.
Второй закон термодинамики, являясь важнейшим законом природы, определяет направление, по которому протекают термодинамические процессы, устанавливает возможные пределы превращения теплоты в работу при круговых процессах, позволяет дать строгое определение таких понятий, как энтропия, температура и т.д. В этой связи второй закон термодинамики существенно дополняет первый.
В качестве третьего начала термодинамики принимается принцип недостижимости абсолютного нуля.
В теории теплообмена изучаются закономерности переноса теплоты из одной области пространства в другую. Процессы переноса теплоты представляют собой процессы обмена внутренней энергией между элементами рассматриваемой системы в форме теплоты.
При наличии в некоторой среде неоднородного поля температур в ней неизбежно происходит процесс переноса тепла. В соответствии со вторым началом термодинамики этот перенос осуществляется в направлении уменьшения температуры (из области с большей температурой в область с меньшей). Точно так же при наличии в среде неоднородного поля концентраций некоторого i-го компонента смеси происходит процесс переноса массы этой примеси. Этот перенос также происходит в направлении уменьшения концентрации примеси. Процессы переноса тепла и массы (тепло и массообмен) могут осуществляться за счет различных механизмов. За счет хаотического теплового движения или тепловых колебаний микрочастиц (молекул, атомов, ионов) осуществляется молекулярный (микроскопический) перенос тепла (теплопроводность) или массы (молекулярная диффузия). В движущейся жидкости или газе за счет перемещения объемов среды из области с одной температурой или концентрацией в область с другой происходит конвективный (макроскопический) перенос тепла или массы, который всегда сопровождается процессом молекулярного переноса.
При турбулентном движении жидкости или газа процессы конвективного переноса тепла и массы приобретают настолько специфический характер, что их можно выделить в самостоятельный вид переноса. Этот перенос, обусловленный пульсационным характером турбулентного движения, осуществляется за счет поперечного перемещения турбулентных молей и называется турбулентной или молярной теплопроводностью (диффузией).
Теоретический вопрос №1
Термодинамический процесс -- переход термодинамической системы из одного состояния в другое, который всегда связан с нарушением равновесия системы.
Например, чтобы уменьшить объем газа, заключенного в сосуде, нужно вдвинуть поршень. При этом газ будет сжиматься и в первую очередь повысится давление газа вблизи поршня -- равновесие будет нарушено. Нарушение равновесия будет тем значительнее, чем быстрее перемещается поршень. Если двигать поршень очень медленно, то равновесие нарушается незначительно и давление в разных точках мало отличается от равновесного значения, отвечающего данному объему газа. В пределе при бесконечно медленном сжатии давление газа будет иметь в каждый момент времени определенное значение. Следовательно, состояние газа все время будет равновесным, так что бесконечно медленный процесс окажется состоящим из последовательности равновесных состояний. Такой процесс называется равновесным или квазистатическим.
Обратимый процесс (равновесный) -- термодинамический процесс, который может проходить как в прямом, так и в обратном направлении, проходя через одинаковые промежуточные состояния, причем система возвращается в исходное состояние без затрат энергии, и в окружающей среде не остается макроскопических изменений.
Необратимый процесс (неравновесный) называется процесс, который нельзя провести в противоположном направлении через все те же самые промежуточные состояния. Все реальные процессы необратимы. Примеры необратимых процессов:
диффузия, термодиффузия, теплопроводность, вязкое течение и др.
Переход кинетической энергии макроскопического движения через трение в теплоту, то есть во внутреннюю энергию системы, является необратимым процессом.
Рис.1 Изохорный процесс
Изохорный процесс (рис.1) -- термодинамический процесс, который происходит при постоянном объёме. Для осуществления изохорного процесса в газе или жидкости достаточно нагревать (охлаждать) вещество в сосуде, который не изменяет своего объёма.
Рис.2 Изобарный процесс
Изобарный процесс (рис.2) -- термодинамический процесс, происходящий в системе при постоянном давлении и постоянной массе идеального газа. Согласно закону Гей-Люссака, при изобарном процессе в идеальном газе
Рис.3 Изотермический процесс
Изотермический процесс (рис.3) -- термодинамический процесс, происходящий в физической системе при постоянной температуре.
Рис.4 Адиабатный процесс
Адиабатный процесс (рис.4) -- термодинамический процесс в макроскопической системе, при котором система не обменивается теплотой с окружающим пространством.
Общий метод исследования - метод, использующий законы (начала) ТД и следствия из них (ТД построена дедуктивно: следствия, частные выводы получены из двух законов). Существует другой подход - статистический, в основе которого лежит молекулярно-кинетическая теория, квантовая механика и т.д. При термодинамическом методе исследования не рассматривается внутреннее строение изучаемых тел, а анализируются условия и количественные соотношения при различных превращениях энергии, происходящих в системе. Раздел физики, в котором физические свойства макроскопических систем изучаются с помощью термодинамического метода, называется термодинамикой. Заметим, что статистическая физика и термодинамика при малом числе частиц теряют смысл.
Термодинамика имеет дело с термодинамической системой - совокупностью макроскопических тел, которые взаимодействуют и обмениваются энергией, как между собой, так и с другими телами (внешней средой). Состояние системы задается термодинамическими параметрами (параметрами состояния). Обычно в качестве параметров состояния выбирают: - объем V, м3; давление Р, Па, (Р=dFn /dS, где dFn - модуль нормальной силы, действующей на малый участок поверхности тела площадью dS, 1 Па=1 Н/м2); термодинамическую температуру Т, К (Т=273.15 +t). Отметим, что термодинамическая температура прежде именовалась абсолютной температурой. Понятие температуры, строго говоря, имеет смысл только для равновесных состояний. Под равновесным состоянием понимают состояние системы, у которой все параметры состояния имеют определенные значения, не изменяющиеся с течением времени. Параметры состояния, термодинамические параметры -- физические величины, характеризующие состояние термодинамической системы: температура, давление, удельный объём, намагниченность, электрическая поляризация и др. Различают экстенсивные параметры состояния, пропорциональные массе системы: объём, внутренняя энергия, энтропия, энтальпия, энергия Гиббса, энергия Гельмгольца (свободная энергия), и интенсивные параметры состояния, не зависящие от массы системы: давление, температура, концентрация, магнитная индукция и др. Не все параметры состояния независимы, так что равновесное состояние системы можно однозначно определить, установив значения ограниченного числа параметров состояния. Равновесный тепловой процесс -- тепловой процесс, в котором система проходит непрерывный ряд бесконечно близких равновесных термодинамических состояний. Равновесный тепловой процесс называется обратимым, если его можно провести обратно и в телах, окружающих систему, не останется никаких изменений. Реальные процессы изменения состояния системы всегда происходят с конечной скоростью, поэтому не могут быть равновесными. Реальный процесс изменения состояния системы будет тем ближе к равновесному, чем медленнее он совершается, поэтому равновесные процессы называют квазистатическими. Примеры равновесных процессов Изотермический процесс, при котором температура системы не изменяется (T=const) Изохорный процесс, происходящий при постоянном объёме системы (V=const) Изобарный процесс, происходящий при постоянном давлении в системе(P=const).
Теоретический вопрос №2
Конвективный теплообмен между потоком жидкости или газа и поверхностью твердого тела называют конвективной теплоотдачей, которая часто сопровождается теплоотдачей излучением.
К основным факторам, определяющим количество тепла, передаваемого в конвективном теплообмене, относятся:
1) причины возникновения движения жидкости. Самопроизвольное движение жидкости (газа) в поле тяжести, обусловленное разностью плотностей её горячих и холодных слоев, называют свободным движением (естественная конвекция). Движение, создаваемое вследствие разности давлений, которые создаются насосом, вентилятором и другими устройствами, называется вынужденным (вынужденная конвекция).
2) режим движения жидкости. Упорядоченное, слоистое, спокойное, без пульсаций движение называется ламинарным. Беспорядочное, хаотическое, вихревое движение называется турбулентным.
3) физические свойства жидкости. В жидкостях в зависимости от их физических свойств процесс теплообмена протекает различно. На процесс теплообмена влияют следующие физические параметры жидкости: коэффициент теплопроводности (л), теплоемкость (Ср), плотность (с), коэффициент температуропроводности (аф), вязкость (н). Эти физические параметры для каждой жидкости имеют свои определенные значения и зависят, как правило, от температуры, а некоторые из них и от давления.
4) форма и размеры поверхности, участвующей в конвективном теплообмене. Существенное влияние на плотность теплового потока в конвективном теплообмене оказывают форма и размеры теплообменивающейся поверхности. Например, при движении жидкости в прямой гладкой трубе при числах Рейнольдса, меньших критического, теплообмен обуславливается ламинарным режимом движения жидкости. Если же труба имеет изгибы, местные сужения или расширения, т.е. турбулирующие факторы, то теплообмен при той же скорости движения становится более интенсивным. Интенсивность теплообмена зависит также от того, движется ли жидкость внутри замкнутого пространства или поверхность тела со всех сторон омывается жидкостью.
5) Направление теплового потока. Опыт показывает, что интенсивность конвективного теплообмена зависит от того, в каком направлении передается тепло: от жидкости к стенке или, наоборот, от стенки к жидкости. Опытные данные показывают, что теплообмен от стенки к жидкости идет интенсивнее.
Таким образом, на конвективный теплообмен влияет много факторов. В общем случае количество переданного тепла зависит от скорости и температуры жидкости, физических параметров жидкости - коэффициентов теплопроводности и температуропроводности, теплоемкости ср, плотности, вязкости, формы, размеров канала, температуры поверхности и других факторов.
Для удобства практических расчетов Ньютоном введена формула, по которой определяется плотность теплового потока в конвективном теплообмене:
где - температура стенки, - температура жидкости, - коэффициент теплоотдачи, характеризующий условия теплообмена между жидкостью и стенкой. (ВТ/м2).
Эта формула действует, если тепловой поток идет от стенки к жидкости, т.е. Если же тепловой поток идет от жидкости к стенке , тогда используется следующая формула:
Представленные уравнения носят название уравнение Ньютона - Рихмана.
При кажущейся простоте это уравнение лишь немного облегчает расчеты. Основная трудность вычисления q по формуле Ньютона - Рихмана заключается в определении коэффициента теплообмена. Чтобы из большого количества процессов выделить рассматриваемый процесс и определить его однозначно, к системе дифференциальных уравнений нужно присоединить условия однозначности, т.е. условия, которые выделяют интересующий нас процесс из числа других процессов конвективного теплообмена. Условия однозначности дают математическое описание частных особенностей рассматриваемого процесса.
Тепловые экраны - это технические устройства, устанавливаемые между излучающей и облучаемой поверхностями и служащие для защиты облучаемой поверхности от лучистой энергии.
По принципу действия тепловые экраны подразделяются на отражающие экраны и поглощающие экраны. О принципе действия говорит название экранов.
Отражающие экраны своей поверхностью отражают тепловые лучи. В качестве материала для отражающих экранов используют тонкие листы полированных металлов.
Поглощающие экраны используют принцип поглощения лучистой энергии или защищают вследствие собственного маленького теплопроводности. В качестве материала для поглощающих экранов используют кирпичную кладку, штукатурку, изоляционные материалы (совелит, вермикулит и т.д.), зеленые насаждения. Хорошим поглощающим экраном является мелкодисперсная распыленная вода. Вода нашла свое применение в качестве экрана из-за своей доступности, дешевизны, безвредности для здоровья человека (рис. 1 а).
Тепловые экраны используются для защиты объектов от лучистой энергии излучающего тела (в том числе и факела). Экраны применяются и при защите 69 бойцов пожарной охраны во время тушения пожара (рис. 1 б). Наиболее известным применением экрана в реальных условиях является применение теплоотражающих костюмов (ТОК) (рис.2). Принцип действия ТОК заключается в отражении инфракрасного (теплового) излучения от факела пожара.
Методика расчёта отражающих экранов.
При рассмотрении задач отражающих экранов расчётными величинами являются температура экрана, необходимое число экранирующих слоёв, а также плотность теплового потока при применении 1 экрана (рис.3).
Как было отмечено выше, принцип действия тепловых экранов заключается в отражении падающей на него тепловой энергии. Это достигается за счёт свойства поверхности. При воздействии на экран высоких температур металл может потускнеть, вследствие чего утратит отражающие способности. Поэтому необходимо уметь рассчитывать температуру экрана и после сравнения с допустимой температурой для данного материала экрана сделать вывод о целесообразности его использования. Расчёт ведётся из условия, что излучающая поверхность, экран и облучаемая поверхность представляют собой систему плоскопараллельных тел.
Система плоскопараллельных тел, разделенных экраном
Опуская некоторые преобразования, приходим к формуле (1) для расчёта температуры экрана:
где: Т1 - температура излучающей поверхности;
Т2 - температура облучаемой поверхности;
Приведенные степени черноты соответственно рассчитываются как:
1. Плотность теплового потока с учетом 1 экрана
Целью использования экрана является снижение плотности теплового потока ниже критической плотности теплового потока.
Для расчёта теплового потока при использовании 1 экрана применяется формула, которую мы приведём без вывода.
Баллон с газом емкостью 85 л при давлении 6 атм. оказался в зоне очага пожара. Определить, каково будет давление газа, если его температура через некоторое повысилась до:
Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Термодинамика и теплопередача. Презентация на заданную тему содержит 24 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!
Влажный воздух Влажный воздух, воздух, представляющий собой смесь сухого воздуха с водяным паром (в общем случае с водяным паром, каплями воды и кристаллами льда). В большинстве случаев, встречающихся в практической теплотехнике, влажный воздух рассматривают как смесь идеальных газов. Ненасыщенный влажный воздух, влажный воздух, в котором парциальное давление водяных паров меньше давления насыщение при той же температуре. В этом случае водяной пар находится в воздухе в перегретом состоянии. Насыщенный влажный воздух, влажный воздух, в котором парциальное давление водяных паров равно давлению насыщения при той же температуре. В этом случае водяной пар находится в воздухе в насыщенном состоянии. Температура точки росы – температура до которой нужно охлаждать ненасыщенный влажный воздух, чтобы содержащийся в нем перегретый пар стал насыщенным.
ГОСТ
Термодинамика считается разделом физики, занимающимся изучением взаимных преобразований разнообразных видов энергии, взаимосвязанных с ее переходом в формат теплоты и работы.
Главное практическое значение термодинамики заключается в возможности расчетов тепловых эффектов реакции, предварительного указания вероятности или невероятности осуществления реакции и также условия ее прохождения.
Теплопередача является физическим процессом, чья суть будет заключаться в передаче тепловой энергии. Обмен производится между двумя телами либо их системой. Обязательным условием в таком случае станет передача тепла от сильно нагретых тел менее нагретым.
Суть термодинамики в физике
Термодинамика, являясь составной частью теплотехники, занимается изучением законов превращений энергии в разных химических и физических процессах, которые производятся в макроскопических системах и сопровождаются при этом тепловыми эффектами.
Известны такие разновидности энергии:
- тепловая;
- электрическая;
- химическая;
- магнитная и др.
В качестве основных задач исследований в физике выделяют термодинамику биосистем и техническую термодинамику.
Техническая термодинамика, в свою очередь, занимается исследованием закономерностей взаимных превращений механической и тепловой энергий (в комплексе с теорией теплообмена) и поэтому выступает в качестве теоретического фундамента теплотехники, отсутствие которого сделало бы невозможным расчет и проектирование теплового двигателя.
Метод, задействованный в термодинамике, является феноменологическим. Явление здесь рассматривается в целом. Связь макроскопических параметров, определяющих поведение системы, устанавливается двумя началами термодинамики.
Готовые работы на аналогичную тему
Также в термодинамике существует такое важное понятие, как термодинамическая система, которую следует рассмотреть более детально, для лучшего понимания процессов термодинамики.
Термодинамическая система
Рисунок 1. Термодинамическая система. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Термодинамическая система представляет собой комплекс материальных тел, пребывающих в состоянии механического и теплового взаимодействий между собой и также – с внешними телами, которые окружают систему (речь идет о внешней среде).
Выбор системы в таком случае будет произвольным и диктоваться условиями предлагаемой для решения задачи. Не входящие в систему тела получили название окружающей среды. Сама система, в то же время, отделяется от окружающей среды посредством контрольной поверхности (специальной оболочки).
Так, для простейшей системы (например, газа), который заключен под поршнем в цилиндре, в качестве внешней среды выступит окружающий воздух, а контрольных поверхностей - стенки цилиндра и сам поршень.
Взаимодействие механического и теплового типа термодинамической системы осуществляются за счет контрольных поверхностей. В процессе механического взаимодействия будет совершаться работа, выполняемая либо самой системой, или над ней.
В общем случае на систему способны воздействовать магнитные, электрические и прочие силы, под чьим воздействием ею будет совершаться работа. Данные виды работ также могут учитываться в рамках термодинамики.
Тепловое взаимодействие будет заключаться в рамках перехода теплоты между отдельными телами системы, а также - между системой и окружающей средой. В наиболее распространенных примерах теплота может подводиться к газу за счет стенок цилиндра.
В наиболее общем случае система может производить обмен со средой и веществом (вид массообменного взаимодействия). Подобная система получила название открытой). Паровые или газовые потоки в турбинах и трубопроводах представляют собой примеры открытых систем. В случае не прохождения вещества сквозь границы системы, она будет называться закрытой.
Термодинамическая система, не способная обмениваться теплотой с окружающей средой, считается теплоизолированной (или адиабатной). В качестве примера подобной системы может выступить газ, пребывающий внутри сосуда, чьи стенки покрыли идеальной тепловой изоляцией, исключающей возможность теплового обмена между газом, заключенным в сосуде, и окружающими телами (адиабатная изоляционная оболочка).
Замкнутая (изолированная) система представляет собой систему, не обменивающуюся с внешней средой ни посредством энергии, ни за счет вещества.
В качестве простейшей термодинамической системы может выступать рабочее тело, способное осуществлять взаимное превращение работы и теплоты. В двигателе внутреннего сгорания, к примеру, рабочим телом будет являться горючая смесь, которая приготовлена в карбюраторе (состоящая из бензиновых паров и воздуха).
Особенности процесса теплопередачи
Рисунок 2. Процесс теплоотдачи. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Теплопередача считается той самой разновидностью явления, чье осуществление возможно и в условиях прямого контакта, и при присутствии разделяющих перегородок (где преградами могут стать использованные тела, а также, материалы среды).
Происхождение процесса тепловой передачи становится вероятным в тех случаях, когда не наблюдается состояние теплового равновесия. Иными словами, когда у одного из объектов наблюдается большая или меньшая температура, сравнительно с другим. Только в таких случаях и осуществляется передача тепловой энергии.
Ее завершение произойдет тогда, когда сама система придет в состояние теплового (или термодинамического) равновесия. Процесс будет осуществляться самопроизвольно (о чем свидетельствует второе начало термодинамики).
Способы теплопередачи и теплопроводность
Процесс теплопередачи можно разделить на следующие три способа, которым присуща основная природа (а внутри них выделяются определенные подкатегории со своими характерными особенностями):
- теплопроводность (свойство определенного материального тела осуществлять перенос энергии от более нагретой к той, что похолоднее);
- конвекция (своеобразный процесс тепловой передачи, в ходе которого частицы веществ будут перемешиваться между собой, подобное действие наблюдается в жидкостях и газах);
- излучение (электромагнитное излучение, чье возникновение становится возможным, благодаря внутренней энергии тела. Обладает сплошным спектром, интенсивность и расположение максимума которого зависимы от температуры тела).
В основе такого явления, как теплопроводность, положен принцип хаотичного движения перемещения молекул (что представляет так называемое броуновское движение). Чем большей становится температура тела, тем активнее в нем начинают двигаться молекулы (из-за обладания большей кинетической энергией).
В процессе теплопроводности активное участие принимают атомы, электроны, молекулы. Осуществляется она в телах, чьим разным частям свойственна неодинаковая температура.
В случае способности вещества проводить тепло, можно говорить о присутствии количественной характеристики. В данном случае эта роль выполняется коэффициентом теплопроводности. Подобная характеристика демонстрирует количество теплоты, которое пройдет через единичные показатели площади и длины за единицу времени. При этом наблюдается изменение температуры тела ровно на 1 К.
Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.
Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов
Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит
Бесплатные доработки и консультации
Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки
Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа
Техподдержка 7 дней в неделю
Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему
Строгий отбор экспертов
Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы ![]()
Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован
Последние размещённые задания
Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн
Выполнить 2 контрольные работы
Срок сдачи к 25 мар.
Задание по математике
Срок сдачи к 18 мар.
Курсовая, детали машин
Срок сдачи к 10 мая
Реферат не менее 15-20страниц
Реферат, Реконструкция и восстановление скважин
Срок сдачи к 7 мар.
Freebsd, три простые лр.
Лабораторная, Операционные системы
Срок сдачи к 9 мар.
Доплата 150 рублей за задачи
Срок сдачи к 16 мар.
Выполнить контрольную по информационной безопасности
Контрольная, информационная безопасность
Срок сдачи к 8 мар.
Чертеж, Инженерная графика
Срок сдачи к 2 мар.
Сделать вёрстку сайта по шаблону. Нужно сделать задание в течении часа
Срок сдачи к 2 мар.
Решение задач, финансовое право
Срок сдачи к 2 мар.
Участие медицинской сестры в уходе за пациентами с В-12 дефицитной анемии
Срок сдачи к 2 апр.
решение задач с объяснением
Решение задач, аналитическая химия
Срок сдачи к 10 мар.
Диплом, Устройство автомобиля
Срок сдачи к 25 мар.
Должно быть не меньше 30 источников и 30.
Срок сдачи к 2 апр.
2 производственные практики
Отчет по практике, дошкольная педагогика
Срок сдачи к 6 мар.
Нужно решить кейс
Отчет по практике, Бухгалтерский учёт
Срок сдачи к 6 мар.
Участие медицинской сестры в уходе за пациентами с В-12 дефицитной.
Срок сдачи к 10 апр.
В понедельник (7 марта) в определённое время нужно будет решить тест и.
Онлайн-помощь, Клиническая фармакология
Срок сдачи к 7 мар.
Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.
В работе представлен фонд оценочных средств по дисциплине Термодинамика, теплопередача и гидравлика, применяемый для промежуточной аттестации. Фонд оценочных средств разработан на основе федерального образовательного стандарта среднего профессионального образования. Материал содержит паспорт фонда оценочных средств, зачетно-экзаменационные атериалы, критерии оценок и шкалы.
Содержимое разработки
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ
ОП.05 Термодинамика, теплопередача и гидравлика
программы подготовки специалистов среднего звена
по специальности 20.02.04 Пожарная безопасность
Паспорт фонда оценочных средств
Критерии оценок и шкалы
1 ПАСПОРТ ФОНДА ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ
В результате освоения дисциплины студент должен:
уметь:
использовать законы идеальных газов при решении задач;
решать задачи по определению количества теплоты с помощью значений теплоемкости и удельной теплоты сгорания топлива;
определять коэффициенты теплопроводности и теплоотдачи расчетным путем;
осуществлять расчеты гидравлических параметров: напор, расход, потери напоров, гидравлических сопротивлений;
осуществлять расчеты избыточных давлений при гидроударе, при движении жидкости;
знать:
предмет термодинамики и его связь с другими отраслями знаний;
основные понятия и определения, смеси рабочих тел;
реальные газы и пары, идеальные газы;
истечение и дросселирование газов;
термодинамический анализ пожара, протекающего в помещении;
термодинамику потоков, фазовые переходы, химическую термодинамику;
теорию теплообмена: теплопроводность, конвекцию, излучение, теплопередачу;
топливо и основы горения, теплогенерирующие устройства;
термогазодинамику пожаров в помещении;
теплопередачу в пожарном деле;
основные законы равновесия состояния жидкости;
основные закономерности движения жидкости;
принципы истечения жидкости из отверстий и насадок;
принципы работы гидравлических машин и механизмов.
Компетенции, формируемые у обучающегося в результате освоения дисциплины:
Наименование
Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы решения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.
Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.
Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.
Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.
Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, людьми, находящимися в зонах пожара.
Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий.
Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.
Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.
Организовывать несение службы и выезд по тревоге дежурного караула пожарной части.
Проводить подготовку личного состава к действиям по тушению пожаров.
Организовывать действия по тушению пожаров.
Организовывать проведение аварийно-спасательных работ.
Осуществлять проверки противопожарного состояния промышленных, сельскохозяйственных объектов, зданий и сооружений различного назначения.
Разрабатывать мероприятия, обеспечивающие пожарную безопасность зданий, сооружений, технологических установок и производств.
Проводить правоприменительную деятельность по пресечению нарушений требований пожарной безопасности при эксплуатации объектов, зданий и сооружений.
Проводить противопожарную пропаганду и обучать граждан, персонал объектов правилам пожарной безопасности.
Организовывать регламентное обслуживание пожарно-технического вооружения, аварийно-спасательного оборудования и техники.
Организовывать ремонт технических средств.
Организовывать консервацию и хранение технических и автотранспортных средств.
Промежуточная аттестация проводится в форме дифференцированного зачета.
2 ЗАЧЕТНО-ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Основные параметры состояния газа. Смеси рабочих тел.
Уравнение состояния идеального газа. Реальные газы и пары, идеальные газы.
Внутренняя энергия и работа термодинамической системы.
Истечение и дросселирование газов. Сопло Лаваля.
Первый закон термодинамики. Энтальпия газа.
Второй закон термодинамики. Энтропия газа.
Прямые и обратные циклы. Цикл Карно и его термодинамическое значение.
Газовые смеси. Теплоёмкость. Количество теплоты.
Термодинамика потоков, фазовые переходы, химическая термодинамика.
Термодинамический анализ пожара, протекающего в помещении.
Теория конвективного теплообмена в пожарном деле.
Законы лучистого теплообмена. Лучистый теплообмен при наличии экранов.
Излучение газообразных продуктов сгорания.
Теплопроводность при стационарном режиме. Закон теплопроводности Фурье.
Сложный теплообмен. Понятие о теплопередаче. Теплопередача в пожарном деле.
Дифференциальное уравнение теплопроводности.
Термогазодинамика пожаров в помещении. Схема пожара.
Классификация теплообменных аппаратов. Схемы и расчёт теплообменных аппаратов.
Основное уравнение гидростатики. Приборы для измерения давления жидкостей.
Виды и режимы движения жидкости. Движение жидкостей и газов по трубам.
Уравнение Бернулли для идеальной, реальной жидкости и газов.
Истечение жидкости из отверстий и насадок. Насадки для пожарных стволов.
Принципы работы гидравлических машин и механизмов.
Перечень практических задач
При гидравлическом испытании корпуса пенного огнетушителя манометр на гидравлическом прессе показал давление 2 МПа. Определите абсолютное давление в корпусе огнетушителя, если показания барометра 740 мм ртутного столба.
Определите колебания воды в баке водонапорной башни при изменении температуры от 10 о С до 35 о С. В водонапорном баке диаметром 3 м находится 20 м 3 воды.
Определите абсолютное и избыточное давление на дно водонапорного бака диаметром 3 м, в котором находится 15 м 3 воды. Атмосферное давление 750 мм ртутного столба.
Определите, при каком расходе воды по пожарному рукаву диаметром 66 мм режим движения можно считать ламинарным. Коэффициент кинематической вязкости 1,0 . 10 -6 м 2 /с.
На пожарном центробежном насосе вакуумметр показывает разряжение 600 мм ртутного столба. Определите абсолютное давление, если показания барометра 0,098 МПа.
В технологическом аппарате находится газовая смесь, состоящая из 92% воздуха и 8% метилового спирта (СН3ОН) по массе. Определите объёмные доли компонентов смеси.
Определите коэффициент полезного действия обратимого цикла теплового двигателя, если подвод теплоты осуществляется при температуре 200 о С, а отвод при температуре 30 о С.
Определите температуру на наружной поверхности печи, установленной в здании. Стенки печи выполнены из шамотного кирпича толщиной 0,24м, температура на их внутренних поверхностях 890 о С, и удельный тепловой поток, проходящий через стенки 3427 Вт/м 2 . Коэффициент теплопроводности шамотного кирпича 1,12 Вт/(м . °С).
Установлено, что в результате пожара баллон с кислородом ёмкостью 2 литра может получить 100 кДж тепла. Определите, до какой температуры нагреется газ и каким при этом будет его давление, если известно, что начальная температура кислорода 17 о С, начальное давление 15МПа. Удельную теплоёмкость кислорода принимаем постоянной 0,6кДж/кг . К.
Объёмный состав горючего газа следующий: СО-10%, Н2-45%, СН4-35%, С2Н4-4%, СО2-3%, N2-3%. Определите среднюю молярную массу, плотность, удельный объём при нормальных условиях, удельную газовую постоянную и массовую долю метана СН4.
Противопожарная закрытая отступка имеет толщину 13см. Определите удельный тепловой поток от поверхности печи к горючей поверхности в конвективном теплообмене при условии: температура поверхности печи 90 о С, а температура горючей поверхности 30 о С, коэффициент теплообмена 0,2Вт/ м 2. °С.
В карбюраторном двигателе внутреннего сгорания рабочее тело имеет температуру 18 о С, удельный объём 0,83 м 3 /кг. Адиабатно происходит процесс сжатия (k=1,4). Объём уменьшается в 9 раз. Определите температуру рабочего тела после сжатия.
Для тушения пожара в помещении объёмом 216 м 3 можно использовать газообразный азот (Nч) и двуокись углерода (СО2). Определите, какого из этих веществ потребуется меньше и на сколько для создания 35% концентрации его по объёму при давлении 0,1 МПа и температуре 27 о С. Потерями вещества при заполнении помещения пренебречь.
Определите абсолютное давление во всасывающей линии компрессора, если измерение давления произведено манометром. Показания прибора 200кПа. Атмосферное давление 10 5 Па.
Определите суммарный тепловой поток, воспринимаемый в конвективном теплообмене, от дымовых газов поверхностями перекрытия и пола, размеры которых 4х10м. Температура дымовых газов 150 о С, температура поверхностей 50 о С, коэффициент теплообмена 10 Вт/м 2. с.
Изотермическому сжатию подвергается 8 кг углекислого газа при давлении при давлении 245 кПа и температуре 293 К, в результате чего объем газа уменьшается в 1,5 раза. Определите начальные и конечные параметры, затраченную работу и количество отведенной теплоты.
При обследовании предприятия химической промышленности в одном из помещений объемом V = 120м 3 обнаружен метан. Анализ показал плотность 0,71 кг/ м 3 . Определите массу метана в помещении.
В баллоне кислородного изолирующего противогаза вместимостью 1 литр находится 0,23 кг сжатого кислорода при температуре 17 о С. Определите абсолютную температуру газа, его удельный объём и плотность.
Водовод пожарного водопровода диаметром 300 мм и длиной 50 м подготовлен к гидравлическим испытаниям. Определите объём воды, которую нужно дополнительно подать в водовод, чтобы избыточное давление в нём поднялось до 5 МПа. Водовод заполнен водой при атмосферном давлении.
При гидравлических испытаниях резервуаров допустимая утечка воды за 1 сутки не больше 3 л/м 2 смоченной поверхности. Резервуар имеет размеры 12х6 м, уровень воды понизился с 3,5 м до 3,48 м за 1 сутки. Определите массу убывшей воды и возможность принятия в эксплуатацию резервуара.
Масло заключено в цилиндр с внутренним диаметром 20 мм и длиной 5 м. Определите изменение объёма масла при увеличении давления в цилиндре на 20 МПа. Модули объёмного сжатия масла 1,33 . 10 9 Па.
Определите режим движения жидкости в трубопроводе диаметром 40 мм при скорости движения 0,13 м/с. Кинематическая вязкость 0,3 . 10 -4 м 2 /с.
Трубопровод длиной 1200 м закрывается в течении 2 с. Скорость движения жидкости 3 м/с. Скорость распространения ударной волны 1000 м/с. Определите увеличение давления.
3 КРИТЕРИИ ОЦЕНОК И ШКАЛЫ
Дифференцированный зачет
полный развернутый ответ на поставленные вопросы, показана совокупность осознанных знаний по дисциплине;
в ответе прослеживается четкая структура и логическая последовательность, отражающая сущность раскрываемых понятий;
владение разносторонними навыками и приемами решения практических задач;
допускаются недочеты, исправленные самостоятельно в процессе ответа.
полный развернутый ответ на поставленные вопросы;
правильное применение теоретических положений при решении практических вопросов и задач, владение необходимыми приемами их решения;
допускаются недочеты или незначительные ошибки, исправленные в процессе ответа с помощью преподавателя.
недостаточно полный и недостаточно развернутый ответ;
логика и последовательность изложения имеют нарушения;
допущены ошибки в раскрытии понятий и употреблении терминов;
выполнение практических заданий вызывает затруднения.
программный материал не усвоен, допущены существенные ошибки, неуверенно, с большим затруднением решает практические задачи;
отказ от ответа или отсутствие ответа.
-80%
Читайте также: