">
Прикладные науки Технология
Информация о работе

Тема: Нагнетатели и тепловые двигатели

Описание: Организационно-методический раздел. Цель и задачи учебной дисциплины. Место курса в профессиональной подготовке выпускника. Требования к уровню освоения содержания, разделы дисциплины. Темы лекционных занятий и краткое оглавление. Промежуточная аттестация.
Предмет: Прикладные науки.
Дисциплина: Технология.
Тип: Курсовая работа
Дата: 25.08.2012 г.
Язык: Русский
Скачиваний: 33
Поднять уникальность

Похожие работы:

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«Нагнетатели и тепловые двигатели»

1.Организационно-методический раздел.

1.1. Цель и задачи учебной дисциплины.

Освоение теоретических основ и принципов действия нагнеталей и тепловых двигателей, методов их выбора для конкретных задач производства,а также правил эксплуатации.

1.2 Место курса в профессиональной подготовке выпускника

Настоящая программа по дисциплине «Тепловые двигители и нагнетатели» предназначена для подготовки инженеров теплотехников по специальности 140100 «Промышленная теплоэнергетика». Она является безой в подготовке специалистов теплоэнергетического профиля. Изучение дисциплины базируется на общеобразовательных курсах физики, технической термодинамики и деталей машин.

1.3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.

Студент должен знать теоретические основы и принципы действия нагнетателей и тепловых двигателей. Владеть методами выбора их для конкретных задач производства, рационального использования, а также знать правила эксплуатации оборудования и основы техники безопасности при работе с ним.

2. Содержание дисциплины.

2.1. Разделы дисциплины.

п/п Наименование

раздела дисциплины Содержание раздела  1 Компрессоры Общие сведения. Термодинамические основы процессов в компрессорах. Центробежные,осевые, поршневые и винтовые компрессоры. Конструктивные особенности. Подбор компрессоров и правила их эксплуатации.  2 Вентиляторы Основы теории и устройстве вентиляторов. Характеристики. Условия подбора вентиляторов.  3 Насосы Общие сведения. Динамические и объемные насосы. Подбор насосов. Регулирование работы насоса. Конструктивные особенности.  4 Тепловые двигатели Рабочие процессы двигателей внутреннего и внешнего сгорания. Конструктивные особенности двигателей. Характеристики и области применения двигателей в теплоэнергетике.  

2.3. Темы лекционных занятий и краткое содержание.

Тема 1. Общие сведения и основыне понятия о нагнетателях и тепловых двигателях. Основыне типы и классификация нагнетателей. Принципы их работы, области применения в системах теплоэнергоснабжения промышленных предприятий. (2 часа).

Тема 2. Принципы работы и области применения тепловых двигателей. Двигатели внешнего горения- паровые машины и турбины. Двигатели внутреннего сгорания. (2 часа).

Тема 3. «Цетробежные насосы.» Основы теории центробежных насосов. Профиль лопаток рабочего колеса,высота всасывания. Напор,развиваемый насосом. Характеристики центоробежного насоса. Осевые и радиальные силы в центробежных насосах. (4 часа).

Тема 4. Вихревые и струйные насосы. Конструктивные схемы. Характеристики. Области применения. (2 часа).

Тема 5. Объемные насосы. Общие сведения. Подача и мощность насоса. Поршневые насосы. Роторные насосы. (2 часа).

Тема6. Подбор насосов для заданных условий работы. Регулирование работы насосов центробежных и объемных. (2 часа).

Тема 7. Вентиляторы. Основы теории и устройства. Напор, развиваемый рабочим колесом вентилятора. Подача, мощность и КПД вентилятора. Характеристики вентиляторов (размерные, безразмерные). Работы вентиляторов в составе систем вентиляции. Регулирование работы вентиляторов. Подбор вентиляторов. Эксплуатация вентиляторов. (4 часа).

Тема 8. Компрессоры. Общие сведения. Области рационального использования. Термодинамические основы процессов в компрессорах. (3 часа).

Тема 9. Поршневые компрессоры. Рабочий цикл. Индикаторная диаграмма идеального и реального компрессоров. Работа и мощность реального одноступенчатого компрессора. Характеристики одноступенчатых компрессоров. Регулирование подачи компрессоров. Теоретический процесс в многоступенчатом компрессоре. Распределение степеней повышение давления по ступеням. Принцип работы поршневого детандера. (3 часа).

Тема 10.Расчет рабочего процесса поршневого компрессора. Выбор схемы. Распередеоение давлений по ступеням. Определение диаметра, хода поршня и частоты вращения. Определение мощности на провод. Постороение индикаторной диаграммы. (3 часа).

Тема 11. Центробежные компрессора и воздуходувки. Схема устройства и принцип действия. Давление ступеней. Можность компрессора. Характеристика. Регулирование работы. Осевая сила и её уравновешивание. (3 часа).

Тема 12. Винтовые компрессоры. Принцип действия. Теоретический цикл работы. Параметры компрессоров. Характеристики сухого и маслозаполенного винтовых компрессоров. Регулирование подачи. (2 часа)

Тема 13. Осевые компрессоры. Устройства и принцип действия осевого компрессора. Работа ступеней. Степень реакции ступеней, КПД ступеней. Характеристики. (2 часа).

Тема 14. Осевые насосы и вентиляторы. Устройства и принцип действия осевого насоса.

Уравнение Эйлера для осевого насоса. Напор насоса. Характеристика осевого насоса. Конструкции осевых насосов и вентиляторов. (3 часа).

Тема 15. Подбор, монтаж и эксплуатация насосов и вентиляторов. Подбор вентиляторов по каталогам. Подбор вентиляторов и насосов с помошью номограмм, построенным по безразмерным характеристика. Монтаж и эксплуатация насосов и вентиляторов. (2 часа).

Тема 16. Циклы тепловых двигателей. Циклы паросиловых и газотурбинных установок. Циклы порневых двигателей внутреннего сгорания. Циклы реактивных двигателей. (3 часа).

Тема 17. «Паровые турбины». Активные и реактивные турбины. Мощность и КПД турбины. Регулирование турбин. Диаграмма режимов паровых турбин. Схема маслоснабжения турбин. Классификация паровых турбин. Принципиальные схемы паротурбинных установок. (4 часа).

Тема 18. «Газотурбинные установки». Принцип работы и схемы ГТУ. Реальные циклы. Прменение ГТУ в теплоэнергетике. Двигатели внутреннего сгорания. Классификация двс. Тепловой баланс двс. Технико-экономические показатели. Применение двс и двигателей Стирлинга. Заключение. Перспективные технические решения по применению нагнеталей и тепловых двигателей в теплоэнергетике. (5 часов).

2.4.. Темы практических занятий.

2.4.1. Изучение конструкций центробежных насосов. (2 часа).

2.4.2. Расчет размеров рабочего колесацентробежного насоса.(2 часа)

2.4.3. Расчет рабочего процесса двухступенчатого поршенвого компрессора. (2 часа).

2.4.4. Построение индикаторной диаграммы поршневого компрессора в координатах P-V.(2 часа).

2.4.5. Изучение конструкций поршневого двигателя внутреннего сгорания. (3 часа).

2.4.6. Подбор центробежных насосов и вентиляторов по каталогом (3 часа).

2.4.7. Изучение кострукций деталей турбин.(2 часа).

2.5. Тема лабораторных работ.

2.5.1. Определение напорной и энергетической характеристики центробежного насоса. (4 часа).

2.5.2. Параллельное и последовательное включение водяных насосов. (4 часа)

2.5.3. Определение вибрационной характеристики водяного насоса. (4 часа).

2.5.4. Методика балансировки роторов в собственных подшипниках. (4 часа).

2.5.5. Определение шумовой характеристики машины в заглушенной камере. ( 4 часа).

2.5.6. Изучение конструкций поршневых компрессоров. (4 часа).

2.5.7. Исследование работы центробежного компрессора 43 ВЦ-160/8 MZ. (4 часа).

2.5.8. Исследование работы турбокомпрессора К-250-61-2.( 3 часа).

2.5.9. Исследование рабочих параметров четырехступенчатого поршневого компрессора 305ВП-16170ВО. (4 часа).

2.6. Темы контрольных работ.

2.6.1. Динамические нагнетали.

2.6.2. Объемные нагнетатели.

2.6.3. Тепловые двигатели.

2.7. Курсовая работа.

Расчет параметров рабочего цикла двухступенчатого компрессора и геометрических размеров цилиндров и кривошинно-шатунного механизма.

2.8. Самостоятельная работа.

2.8.1. Подготовка к лаюораторным занятиям. (10 часов).

2.8.2. Подготовка к практическим занятиям и контрольным работам. (16 часов).

2.8.3. Выполнение курсовой работы. (50 часов).

2.9. Промежуточная аттестация и требования к уровню освоения дисциплины.

2.9.1. Примерный перечень вопросов к экзамену.

1. Основные типы и классификация нагнетателей.

2. Классификация тепловых двигателей. Основные понятия и определения.

3. Шумовая характеристика машины. Методы определения.

4. Вибрационная характеристика машины. Методы определения.

5. Центробежные компрессоры. Число ступеней, окружная скорость, план скоростей на входе и выходе.

6. Принцип действия поршневого компрессора одностороннего действия. Среднее индикаторное давление.

7. Теоретическая и действительная индикаторные диаграммы поршневого компрессора. Коэффициент подачи. Производительность компрессора.

8. Работа сжатия в идеальном и реальном компрессоре. Влияние «мертвого объема» на производительность компрессора. Полезная мощность.

9. Предельная степень повышения давления в ступени поршневого компрессора. Температура газа в конце сжатия.

10. Относительный изотермический КПД поршневого компрессора. Определение мощности на привод компрессора.

11. Построение индикаторной диаграмммы поршневого компрессора в координатах PV.

12. Построение индикаторной диаграммы поршневого компрессора в координатах P?.

13. Принцип действия поршевых насосов. Индикаторная мощность насоса. Мощность на привод.

14. Действительная индикаторная диаграмма поршневого насоса. Общий КПД насоса.

15. Цикл газотурбинной установки с регенерацией теплоты. Схема реализации цикла.

16. Классификация паровых турбин. Обозначение турбин по ГОСТ 3618

17. Система смазки поршневого компрессора. Масла для поршневых компрессоров.

18. Принцип действия центробежного насоса. Уравнение Эйлера. Теоретический напор.

19. Центробежные насосы. Коэффициент быстроходности, типы колёс.

20. Осевое усилие в центробежном насосе. Способы его уравновешивания.

21. Теоретический и действительные циклы Ренкина в TS диаграмме.

22. Аэродинамическая схема центробежного вентилятора. Области применения.

24. Характеристики и регулирование производительности центробежных вентиляторов.

25. Центробежные компрессоры. Аэродинамическая схема.

26. Методика балансировки роторов в собственных подшипниках. Метод обхода грузом.

27. Характеристика центробежных компрессоров. Помпаж. Способы регулирования. Мощность полезная, мощность на привод.

28. Осевые компрессоры. Аэродинамическая схема. Область применения. Характеристики осевого компрессора.

29. Циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания (теоретические). Среднее индикаторное давление.

30. Двигатели внутреннего сгорания. Действительные индикаторные диаграммы с изохорным подводом тепла.

31. Двигатели внутреннего сгорания. Индикаторный, эффективный и механический КПД. Из значение для карбюраторных и дизельных двигателей.

32. Простейшая схема паротурбинной установки.

33. Простейшая схема газотурбинной установки.

34. Действительный цикл паросиловой установки.

35. Эффективная мощность турбины. Механический КПД.

36. Равномерность подачи поршневого насоса. Применение воздушных колпаков.

37. Характеристика поршневого насоса. Регулирование производительности. Работа насоса с сетью.

38. Действительный цикл двигателя внутреннего сгорания со смешанным подводом тепла.

39. Последовательное и параллельное соединение центробежных насосов.

40. Принцип действия компрессора двухстроннего действия. Полезная мощность.

41. Принцип работы четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания.

42. Монтаж, пуск и эксплуатация поршневых и центробежных компрессоров.

43. Замкнутый цикл газотурбинной установки.

44. Балансировка роторов в собственных подшипниках. Метод трёх пусков.

45. Балансировка роторов в собственных подшипниках. Метод двух пусков.

46. Теоретический и действительный цикл Ренкина в TS диаграмме.

47. Активные паровые турбины.

48. Активные паровые турбины.

49. Парогазовая установка с высоконапорным котлом.

50. Парогазовая установка с котлом утилизатором.

51. Схема паротурбинной установки для комбинированной выработки тепловой и электрической энергии.

52. Схема разомкнутого цикла газорбинного двигателяс регенеративным теплообменником.

53. Теоретический цикл газотурбинной установки с подводом тепла при V=const. Схема камеры сгорания.

54. Влияние давления и температуры свежего пара на абсолютный КПД паротурбинной установки .

55. Схема и тепловой цикл паротурбинной установки с промежуточным перегревом пара.

56.Напорная и энергетические характеристики центробежного насоса.

57. Винтовой компрессор. Индикаторная диаграмма.

58. Методика подбора центробежного насоса.

59. Методика подбора центробежного вентилятора.

2.10. Тестовые задания для контроля остаточных знаний.

а) вариант 1

1. Процесс всасывания на индикаторной диаграмме поршневого компрессора (рис.1)

а)4-1

б)1-2

в)3-2

2. Процесс нагнетания на индикаторной диаграмме поршневого компрессора (рис.1)

а)3-4

б)2-3

в)1-4

3. Рабочий объем поршневого компрессора (рис.1)

а) G

б) F

в) E

4. Объем сжатия порневого компрессора (рис.1)

а) J

б) H

в) G

5. Объемный КПД поршневого компрессора (рис.1)

а)

б)

в)

6. Какая из линий на индикаторной диаграмме идеального компрессора соответствует изотермическому процессу (рис.2)

а) 1-3

б)1-4

в)1-2

7. Какая из линий на индикаторной диаграмме идеального компрессора соответствует политропному процессу (рис.2)

а) 1-3

б)1-4

в)1-2

8. Как вычислить степень повышения давления в ступени Z-ступенчатого компрессора, имеющего

а) ?=/z

б) ?=

в) =

9. При параллельном соединении нагнетателей

а) увеличивается высота всасывания;

б) увеличивается напор;

в) увеличивается производительность.

10. Какому значению должен соответствовать угол  у лопатки, загнутой назад (рис. 3)

а) <

б)=

в)>

11. Соотношение эффективной (Ne), индикаторной (Ni) и мощности механических потерь (Nт) у ДВС.

а) Ni>Nт>Ne

б) Ni

в) Ne=Ni-Nт

12. Какой теоретический цикл поршневой машины изображен на (рис.4)

а) карбюраторный двс;

б) дизельный двс;

в) поршневой компрессор.

13.Какой тип нагнетателя имеет характеристику, приведенную на (рис.5)

а) поршневой ДВС;

б) осевой вентилятор;

в) центробежный насос.

14. Какой тип нагнетателя имеет характеристику, приведенную на (рис.6)

а) поршневой ДВС;

б) осевой вентилятор;

в) осевой компрессор.

15. По какой формуле следует считать полезную мощность центробежного насоса.

а) Nп=, кВт

б) Nп=, кВт

в) Nп=*Qн ln()

Здесь -давление нагнетания;

Qн-производительность насоса;

Pвс-давление на всасывании.

16. По какой формуле следует считать эффективную мощность 4-ех тактного поршневого двс. Здесь Pe- среднее эффективное давление, Vh- рабочий объем цилиндра,i-число цилиндров,n-частота вращения,?-коэффициент тактности.

а) Ne=

б)Ne=

в)Ne=

17. По какой формуле вычисляется КПД турбинной ступени. Здесь ?hт-располагаемый теплопередач, ln-удельная полезная работа ступени.

а)

б)

в)

18. Что является рабочим телом в ГТУ.

а) продукты сгорания жидкого и газообразного топлива;

б)дизельное топливо;

в)бензин авиационный.

19. По какому закону главным образом подводится тепло в рабочем процессе ГТУ.

а) по изобаре;

б) по изохоре;

в) по изотерме;

20. Какой процесс на теоретической диаграмме ГТУ соответствует линии 2-3 (рис.7).

а) всасывание;

б) подвод тепла;

в) расширение;

Ответы № во-

проса

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20



 Ответ б а в б в а в б в а в б в в а а в а а б   

б) Вариант 2

1. Процесс сжатия на индикаторной диаграмме компрессора(рис.1)

а) 1-4

б)3-4

в)2-3

2. Процесс расширения на индикаторной диаграмме компрессора (рис.1)

а) 4-1

б) 3-2

в) 3-4

3. Объем всасывания (рис.1)

а) E

б) G

в) H

4. Объем подачи (рис.1)

а) J

б) G

в) Е-H

5. Какая из линий на индикаторной диаграмме идеального компрессора соотствует изотермическому сжатию (рис.2).

а) 1-4

б)1-3

в) 1-2

6. Какая из линий на индикаторной диаграмме идеального компрессора соотвествует адиабатному процессу сжатия (рис.2).

а) 1-3

б) 1-2

в) 1-4

7. Известны мощности поршневого компрессора эффективная (Ne), изотермная () и индикаторная (Ni) мощности.

a) > Ni Neб) Ne>Ni Ni>

в) Ni>Ne Ne<

8. Как вычислить изотермный КПД,если известны эффективная (Ne), изотермная () и индикаторная (Ni) мощности.

а)

б)

в)

9. При последовательном соединении нагнетателей.

а) Увеличивается напор

б)увеличивается производительность

в) повышается КПД

10. Какому значению должен соответствовать угол  у лопатки,загнутой вперед (рис.3).

а) >

б)<

в)=

11. Какому значению должен соответствовать угол  у радиальной лопатки (рис.3).

а) >

б)<

в)=

12. Какой теоретический цикл изображен на (рис.4).

а) карбюраторный двс;

б) дизельный двс;

в) поршневой компрессор.

13.Какому нагнетателю соответствует, изображенная на рис.5, характеристика.

а) поршневой компрессор;

б) осевой компрессор;

в) центробежный компрессор.

14.Основное уравнение всех лопастных машин (рис.3 и рис.6)

а)

б)

в)

15. По какой формуле следует считать индикаторную мощность поршневого компрессора в Вт. Здесь Pi- среднее индикаторное давление, Vh- рабочий объем, Q-производительность, n- частота вращения.

а)Ni=

б) Ni=

в) Ni=

16. Из каких основых элементов состоит турбинная ступень.

а)диск с рабочими лопатками,сопло,выхлопной патрубок,корпус

б)входной патрубок, диск с рабочими лопатками, насаженный на вал, диафрагма, выхлопной патрубок

в)Сопло, диск с рабочими лопатками, корпус, входной и выхлопной патрубки.

17. Чоотношение между эффективной мощности (Ne), внутренней мошностью (Ni) и мощностью механических потерь Nм у турбины.

а)Ni>Ne<

б)Ne>Ni>

а)Ni=Ne+

18. какие основные агрегаты входят в состав ГТУ с регенерацией.

а) Компрессор, топливный насос, кмера сгорания, газовая турбина, регенеративный теплообменник;

б) газовая турбина, топливный насос, компрессор, ожижитель, регенеративный теплообменник;

в) компрессор, газовая турбина, регенеративный теплообменник, деаэратор, камера сгорания, топливный насос.

19. Какой процемм на теоретической диаграмме цикла ГТУ соотвествует линии 4-1 (рис.7).

а) подвод тепла;

б) изотропное расширение;

в) отвод тепла;

20. Каким параметром оценивается вибрационные характеристики машин в стандартах JSO и ГОСТ.

а) пиковое значение виброскорости;

б) общее среднее квадратичное значение виброскорости;

в) размах смещения;

Во-

про-

са

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13 14

15

16

17

18

19

20



 ответ в а б а б в б а б а в а а б б б в а в б   

3. Учебно-методическое и информационное обеспечение учебной дисциплины.

3.1. Рекомендуемая (основная) литература.

1. Черкасский В.М. и др. «Нагнетатели и тепловые двигатели». Учебник для вузов М., «Энергоатомиздат» 1997.

2. «Энергосиловое оборудование систем жизнеобеспечения». Учебник для вузов под редакцией Е.М. Рослякова. С-П., «Политехника», 2004.

3. Черкасский В.М. «Насосы, вентиляторы, компрессоры». Учебник для вузов, 2-ое изд. М. Энергоатомиздат,1989.

4. Трухний А.Д., Ломакин Б.В. «Теплофикациооные паровые турбины и турбоустановки». Учебник для вузов М., МЭИ, 2002.

5. Трухний А.Д. «Атлас конструкций деталей турбин». Учебник для вузов М.,МЭИ, 1999.

6. Объемные компрессоры: Атлас конструкций: Учебн.пособиедля студентов вузов по специальности «Холодильные и компрессорные машины» Г.А. Поспелов, П.И. Пластинин, А.И. Шварц и др..; Под общ. Ред. Г.А. Поспелова.-М.:Машиностроение, 1994.

7. «Тепловые двигатели и нагнетатели. Методические указания к лабораторным работам». Составитель Э.М. Жарнов, Чувашский университет, Чебоксары, 2009 г., 68с.

3.2. Рекомендуемая (дополнительная) литература

1. Михайлов А.К., Ворошилов В.П. «Компрессорные машины». Учебник для вузов М. «Энергоатомиздат», 1989 г.

2. Пластинин П.Н. «Теория и расчет поршневых компрессоров». Учебник для вузов М. Агропромиздат, 1987 г.

3. Поляков В.В., Саворцов Л.С. «Насосы и вентиляторы». Учебник для вузов М. Стройиздат, 1990 г.

4. «Теплоэнергетика и теплотехника». Справочная серия в 4-ех книгах. Под общей редакцией А.В. Клименко и В.М. Зорина. Издание 3, переработанное и дополненное. М, МЭИ, 2004. Книга 3 и 4.

5. Трубинов М.А., Арсеньев Г.В. и др. «Паровые и газовые турбины». Учебник для вузов. Под редакцией Костюка А.Г. и Фролова В.В. М. Энергоатомиздат, 1985 г.

6. Щегляев А.В. «Паровые трубы». Учебник для вузов М., Энергия, 1976 г.

7. Нигматуллин И.Н. и др. «Тепловые двигатели». Учебник для вузов М. Высшая школа. 1974 г.

8. «Теплотехника» под редакцией В.Н. Крутова. Учебник для вузов М., Машиностроение, 1986 г.

9. Малюшенко В.В., Михайлов А.К. «Насосное оборудование теплоэлектрических станций», М. Энергия, 1975 г.

10. Будыка И.Н., Буланин В.Н. «Атлас конструкций паровых и газовых турбин». Учебное пособие для вузов под редакцией Кантора С.А. М. Госэнергоиздат, 1959 г.