2. ЦИКЛ ГАЗОВОЙ ТУРБИНЫ С ПОДВОДОМ ТЕПЛОТЫ ПРИ p=const. ОБОБЩЕННЫЙ ЦИКЛ КАРНО.
1. Приведите схемы газотурбинной установки, работающей по циклу сподводом теплоты при p=const без регенерации и с регенерацией.
2. Изобразите в p-v и T-S координатах циклы газотурбинных установок, работающих без регенерации и с регенерацией.
3. Приведите уравнение термодинамического КПД газовой турбины подводом теплоты при р=const без регенерации. Проанализируйте с помощью T-S диаграммы изменения КПД при увеличении степени сжатия или степени повышения давления.
4. Покажите с помощью T-S диаграммы как влияет регенерация теплоты на величину термического КПД цикла газотурбинной установки.
5. Какие циклы называются обобщенными циклами Карно? Покажи с помощью T-S диа-граммы, что КПД обобщенного цикла Карно равен КПД прямого цикла Карно.
6 Как теоретически можно реализовать обобщенный цикл Карно при использовании принципов работы газотурбинной установки?
3. РЕАЛЬНЫЕ ГАЗЫ. ВОДЯНОЙ ПАР КАК ПРИМЕР РЕАЛЬНОГО ГАЗА.
I. Запишите и рассмотрите уравнение состояния Ван-дер-Ваальса. Покажите в p-V коорди-натах изотермы Ван-дер-Ваальса для температуры выше критической, равной критической и ниже критической.
2. Тройная точка и критическое состояние для волы, нижняя и верхняя пограничные кривые. Области жидкости, влажного перегретого пара в p-V и i-S диаграммах. Изобразите и рассмотрите процессы подогрева жидкости до кипении, парообразования и перегрева в двух системах координат: p-V и i-S.
3. Что называется теплотой парообразования? Как она изменяется с ростом давления? На что затрачивается теплота парообразования?
4. Что называется степенью сухости пара? Определение параметров кипящей жидкости, сухого насыщенного, влажного насыщенного и перегретого пара с использованием таблиц и диаграмм. Как изменяется энтальпия сухого насыщенного пара при изменении давления?
5. Что называется степенью перегрева пара? Как определить степень перегрева пара в процессах p=const и T=const пользуясь i-S диаграммой?
6. Как изменяется теплоемкость перегретого пара при изменении давления и температу-ры? Рассмотрите основные процессы с водяным паром в p-V и i-S координатах. Как определяются изменение внутренней энергии, теплота, работа, располагаемая энергия в изохорном, изобарном, изотермическом, адиабатном процессах с использованием таблиц для водяного пара и диаграммы i-S?
4. ЦИКЛ РЕНКИНА ПАРОСИЛОВОЙ УСТАНОВКИ.
1. Приведите базовую схему паросиловой установки, работающей по циклу Ренкина.
2. Изобразите цикл Ренкина в p-V и i-S координатах. Назовите процессы составляющие цикл и элементы паросиловой установки, в которых они осу¬ществляются.
3. Запишите выражение для термического КПД цикла Ренкина. Как определить КПД, пользуясь i-S диаграммой?
4. Рассмотрите промежуточный перегрев пара. Для чего он применяется?
5. Рассмотрите способы повышения термического КПД цикла Ренкина повышением давления, температуры перегретого пара, комбинацией обоих методов, снижением давле-ния в конденсаторе. Используйте при рассмотрении i-S диаграмму.
6. Рассмотрите цикл Ренкина с регенерацией.
7. Рассмотрите теплофикационный цикл. Как определяется коэффициент использования теплоты?
5. ЦИКЛЫ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ.
1. Почему нельзя реализовать цикл с продолженным расширением в поршневом двигате-ле? В каком типе двигателя оно осуществляется?
2. Рассмотрите вывод или приведите в окончательном виде уравнения термического КПД и среднего давления для цикла со смешанным подводом теплоты. Запишите уравнения для двух других циклов - с подводом теплоты при постоянном объеме и при постоянном давлении.
3. Приведите анализ влияния степени сжатия, показателя адиабаты, количества подведен-ной теплоты, доли теплоты подводимой при постоянном объеме в В М.Т. на КПД и среднее давление цикла, а также влияние начального давления цикла на среднее его давление. Идея какого двигателя основана на анализе влияния начального давления цикла на величину среднего давления цикла?
4. Приведите сравнения циклов в p-V и T-S координатах для случая когда совпадают начальные параметры, природа рабочего тела, степень сжатия и работа цикла. В каком из циклов больше КПД, максимальное давление и максимальная температура?
5. Приведите сравнения циклов в p-V и T-S координатах для случая когда совпадают начальные параметры, природа рабочего тела, максимальное давление и работа цикла. Какой из циклов предпочтительней и почему?
6. ПОРШНЕВОЙ КОМПРЕССОР.
1. Приведите схему и рассмотрите принципы работы поршневого компрессора с вредным пространством по p-V диаграмме.
2. Изобразите индикаторную диаграмму работы одноступенчатого компрессора с вредным пространством в p-V координатах. Дайте определение коэффициента подачи. Как на него влияют объем вредного пространства и давление на выходе компрессора? Проиллюстри-руйте предельное давле¬ние на выходе компрессора.
3. Покажите в p-V координатах индикаторную диаграмму компрессора без вредного пространства. Работа сжатия газа в компрессоре -техническая работа. Какое сжатие является экономически целесообразным? Определение экономии в затрате работы. Покажите
различные варианты процесса сжатия в T-S диаграмме. Как на практике обеспечивают экономию в затрате работы?
4. Рассмотрите многоступенчатое сжатие p-V и T-S координатах. Какое распределение степеней повышения давления в ступенях компрессора явля¬ется наиболее целесообраз-ным? Что обеспечивает промежуточное охлаждение газа?
5. Как определить количество теплоты отводимой, от газа в цилиндрах компрессора и промежуточных охладителях, в том числе, с использованием T-S диаграммы?
6. Как определить мощность мотора для привода многоступенчатого компрессора?
7. ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ.
1. Какие круговые процессы (циклы) называются прямыми и какие обратными?
2. Что называется термическим КПД и средним давлением цикла? Что они характеризуют?
3. Рассмотрите прямой цикл Карно. Дайте его изображение в p-V и T-S координатах. Приведите уравнение КПД цикла. Какие выводы можно сделать на основании анализа уравнения КПД цикла? Сформулируйте теорему Карно.
4. Рассмотрите обратный цикл Карно. Идеальным циклом каких установок он является? Приведите выражения для холодильного и отопительного коэффициентов.
5. Приведите формулировки второго закона термодинамики. Что понимается под вечным двигателем второго рода?
6. Рассмотрите круговой интеграл приведенных теплот для произвольных обратимого и необратимого циклов.
7. Чем отличаются изменение энтропии в необратимых процессах от изменения в обрати-мых процессах?
8. Рассмотрите изменение энтропии изолированной системы в результате необратимых процессов.
9. Рассмотрите связь между снижением работоспособности теплоты и увеличением энтропии системы.
10. Поясните понятие эксергии. Как определяется эксергетический КПД?

8. ПОЛИТРОПНЫЕ ПРОЦЕССЫ С ИДЕАЛЬНЫМИ ГАЗАМИ.
1. Какие процессы называются политропными?
2. Приведите уравнение политропного процесса.
3. Как определить теплоемкость и коэффициент разветвления теплоты в произвольном политропном процессе?
4. Рассмотрите изохорный, изобарный, изотермический, адиабатный процессы как частые случаи политропных процессов.
5. Приведите формулы соотношения между параметрами в произвольном политропном процессе.
6. Как вычисляются теплота, работа, техническая работа(располагаемая энергия), измене-ния внутренней энергии, энтальпии, энтропии в произволь¬ных политропных процессах?
7 .Приведите сводные графики политропных процессов в p-V и T-S координатах. Как определить показатель политропы, имея график процесса в р-V координатах?
8. Рассмотрите 3 характерные группы политропных процессов. Для каждой из них приведи-те знаки dq, dt, du, di, с.
9. АДИАБАТНЫЙ ПРОЦЕСС С ИДЕАЛЬНЫМИ ГАЗАМИ.
1. Запишите уравнение процесса. Рассмотрите зависимость показателя адиабаты от природы и состояния газа.
2. Приведите графики адиабатного процесса в p-V и T-S координатах.
3. Приведите формулы соотношения между параметрами в адиабатном процессе.
4. Поясните как вычисляются изменения внутренней энергии, энтальпии, работа, техниче-ская работа (располагаемая энергия) в адиабатном процессе.
5. Дайте качественную в виде схемы и количественную характеристики энергетических превращений в процессе.
6 Рассмотрите адиабатный необратимый процесс и приведете его условное изображение в T-S координатах.
10. ИЗОХОРНЫЙ, ИЗОБАРНЫЙ ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕССЫ С ИДЕАЛЬНЫМИ ГАЗАМИ.
1. Приведите уравнения процессов, графики процессов в p-V и T-S координатах, формулы соотношения между параметрами. Дайте характеристику теплоемкостей в процессах.
2. Как вычисляются теплота, изменения внутренней энергии, энтальпии, энтропии, работа и техническая работа (располагаемая энергия) в рассматри¬ваемых процессах?
3. Что называется коэффициентом разветвления теплоты? Какие он принимает значения в рассматриваемых процессах?
4. Приведите качественную в виде схем и количественную характеристики энергетических превращений в процессах.
11. ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ.
1. Поясните физический смысл функций состояния внутренней энергии и энтальпии.
2. Как вычисляются изменения внутренней энергии и энтальпии для идеального и реально-го газов?
3. Как вычисляются количество теплоты, работа и техническая работа (располагаемая энергия)?
4. Сформулируйте первый закон термодинамики и приведите его аналитические выраже-ния. Что понимается под вечным двигателем первого рода?
5. Поясните что понимается под равновесным состоянием.
6. Какие процессы называются обратимыми? Каковы условия осуществления обратимых процессов?
7. Рассмотрите работу расширения и работу против внешних сил при обратимом и необра-тимом процессах.
8. Назовите интегрирующий множитель для уравнения первого закона термодинамики, и покажите как вводится новая функция состояния – энтропия. Приведите выражения для вычисления изменения энтропии в политропных процессах с идеальными газами.
9. T-S диаграмма. Ее применение в теплотехнических расчетах.
12. СМЕСИ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ.
1. Поясните понятия: массовая доля, объемная доля, мольная доля компонентов.
2. Как определить массовые доли, если смесь задана объемными долями и как определить объемные доли, если смесь задана массовыми долями?
3. Поясните понятия: парциальное давление и парциальный объем. Сформулируйте закон Дальтона.
4. Приведите запись уравнения состояния для компонента газовой смеси с использовани-ем парциального давления и парциального объема.
5. Поясните физический смысл понятия "кажущаяся молекулярная масса смеси".
6. Как определяется кажущаяся молекулярная масса, газовая постоянная, плотность и теплоемкость газовой смеси?
13. ТЕПЛОЕМКОСТЬ ГАЗОВ И ПАРОВ.
I. Приведите определение понятия "удельная теплоемкость".
2. Рассмотрите зависимость теплоемкости:
А. От характера процесса
Б. Oт природы вещества
В. От состояния газа (Т, р)
3. Почему теплоемкость в изобарном процессе больше, чем в изохорном? Запишите уравнение Майера.
4. Как определить среднюю для интервала температур Т1 -Т2 теплоемкость, пользуясь табличными значениями средних теплоемкостей?
5. Как определить среднюю для интервала температур теплоемкость, пользуясь зависимо-стью истинной теплоемкости от температуры?
6. Как определить удельную массовую теплоемкость смеси газов, зная теплоемкости компонентов?
7. Как определить объемную и мольную теплоемкости, зная массовую?
14. ПАРАМЕТРЫ И УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ.

1. Приведите характеристику движения молекул газа. Поясните какие свойства газа определяются таким характером движения?
2. Приведите график зависимости энергии взаимодействия между молекулами от среднего расстояния между ними.
3. Поясните физический смысл давления и температуры газа. Приведите единицы измере-ния в системе СИ.
4. С помощью каких приборов определяется абсолютное давление газа?
5. Какие температурные шкалы установлены стандартами? Какое свойство веществ используется для измерения температуры?
6. Приведите обозначения и единицы измерения объема, удельного объема и плотности вещества.
7. Поясните понятие идеального газа.
8. Сформулируйте и приведите аналитические записи законов Гей-Люссака, Бойля-Мариотта и Авогадро.
9. Приведите запись уравнений состояния для 1кг, Мкг, 1 кмоля, N кмолей идеального газа. Поясните физический смысл индивидуальной и универ¬сальной газовых постоянных. Как вычисляется значение универсальной газовой постоянной?
10. Какие условия называются нормальными физическими?
11. Как определить плотность и удельный объем газа при нормальных физических и произвольных условиях?
15. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ.
1. Приведите запись уравнения закона Фурье.
2. Поясните понятия тепловой поток, удельный тепловой поток, "градиент температур", приведите размерности.
3. Дайте определение коэффициента теплопроводности, приведите размерность. Какие материалы называются теплоизоляционными?
4. Рассмотрите качественные зависимости от температуры коэффициента теплопроводно-сти твердых, газообразных и жидких тел.
5. Выведите или приведите в окончательном виде дифференциальное уравнение тепло-проводности для твердых тел.
6. Что понимается под коэффициентом температуропроводности? Приведите размерность.
7. Из чего состоят краевые условия? Какие виды граничных условий используются?
8. Рассмотрите теплопроводность плоских однослойной и многослойной стенок в условиях одномерности и стационарности процесса. Приведите графики распределения температу-ры в стенках и выражения для расчета плотности теплового потока.
9. Что называется термической проводимостью плоской стенки и ее термическим сопро-тивлением?
10. Рассмотрите теплопроводности цилиндрических однослойной и многослойной стенок в условиях стационарности процесса и их бесконечной длины. Приведите графики распре-деления температуры в
стенках и выражения для расчета плотности теплового потока.
16. ТЕПЛООТДАЧА.
1. Поясните кратко физическую сущность явления теплоотдачи и влияния характера движения жидкости на этот процесс переноса теплоты.
2. В чем заключается трудность использования закона Фурье для расчета процесса переноса теплоты при теплоотдаче?
3. Запишите выражение закона Ньютона. Что понимается под температурным напором? Что называется коэффициентом теплоотдачи? Приведите размерность коэффициента теплоотдачи.
4. Какие факторы оказывают влияние на величину коэффициента теплоотдачи?
5. Какая теория и какие уравнения используются для определения коэффициента теплоот-дачи?
6. Поясните сущность физического подобия явлений. Что понимается под константой подобия или множителем подобного преобразования? Можно ли их назначать произволь-но?
7. Назовите основные уравнения входящие в систему, описывающую явление теплоотда-чи. Для чего они используются?
8. Из чего состоят условия однозначности?
9. Рассмотрите как устанавливаются критерии подобия. Приведите в качестве примера вывод из условия теплового подобия критерия Нуссельта.
10. Приведите запись критериев Рейнольдса, Прандтля, Грасгофа. Какие процессы они характеризуют?
11. Сформулируйте теоремы подобия. На какие вопросы, возникающие при проведении экспериментов, и как отвечает каждая из теорем подобия?
12. Приведите примеры критериальных уравнении.
13. Какие факторы и в какой степени влияют на величину коэффициента теплоотдачи при вынужденном движении жидкости?

17. ТЕПЛООБМЕН ИЗЛУЧЕНИЕМ.
1. В Чем состоит сущность теплообмена излучением? Назовите диапазон длин волн теплового излучения.
2. Что понимается под потоком и плотностью потока (интенсивностью) полусферического излучения? Что называется спектральной плотностью полу¬сферического излучения? Приведите размерности.
3. Поясните понятия абсолютно черного, абсолютно белого, зеркального, диатермического тела.
4. Что понимается под поглощательной, отражательной и пропускательной способностями тел?
5. Что понимается под собственным и эффективным излучением?
6. Рассмотрите законы Планка и Вина. Приведите записи этих законов и графики зависи-мости спектральной плотности излучения абсолютно черного тела от длины волны при различных значениях абсолютной температуры тела.
7. Рассмотрите закон Стефана-Больцмана и константу излучения абсолютно черного тела. Каковы величина и размерность константы излучения?
8. Поясните понятие серого тела. Что называется степенью черноты?
9. Рассмотрите закон Кирхгофа и следствие из него.
10. Рассмотрите закон Ламберта.
11. Рассмотрите лучистый теплообмен между двумя близко расположенными плоскими поверхностями в условиях стационарности процесса.
12. Рассмотрите лучистый теплообмен между поверхностями для случая когда одно тело полностью ограждено от окружающего пространства другим телом в условиях стационар-ности процесса.
13. Рассмотрите теплообмен между двумя телами произвольной формы, произвольно расположенными в пространстве, в условиях стационарности процесса. На основании какого закона устанавливается взаимная поверхность лучистого теплообмена?
14. Какие особенности имеет излучение газов?
15. Что понимается под сложным теплообменом? Приведите пример сложного теплообме-на.

18. ТЕПЛОПЕРЕДАЧА.
1. В чем состоит сущность явления теплопередачи? Какие законы используются при расчете процесса теплопередачи? Приведите примеры явления из области двигателей внутреннего сгорания.
2. Рассмотрите теплопередачу через плоскую однослойную и многослойную стенки при условиях одномерности и стационарности процесса переноса теплоты. Приведите выра-жение для расчета плотности теплового потока.
3. Что называется коэффициентом теплопередачи? Приведите выражение для коэффици-ента теплопередачи и размерность.
4. Что понимается под термическим сопротивлением теплопередаче? Приведите выраже-ние для его определения и размерность.
5. Рассмотрите теплопередачу через цилиндрическую однослойную и многослойную стенки при условиях стационарности и бесконечной длины стенки.
6. Приведите выражения для коэффициента теплопередачи и термического сопротивления теплопередаче в случае цилиндрической стенки.
7. Докажите существование целесообразной толщины теплоизолирующего слоя на цилин-дрических трубах.
8. Как интенсифицировать теплопередачу при условии α1»α2?
19. ТЕПЛООБМЕННИКИ.
1. Назовите основные типы теплообменных аппаратов. Для каких целей
они используются?
2. Приведите основные уравнения используемые при расчете теплообменников. Поясните входящие в них величины.
3. Рассмотрите схемы и графики изменения в функции теплопередаюшей поверхности рекуперативного теплообменника (от F=0 до F=Fmax) темпера¬тур горячей и холодной жидкостей при прямом токе и противотоке.
4. Какие преимущества обеспечивает использование противотока?
5. Назовите и запишите систему уравнений используемых для расчета рекуперативных теплообменных аппаратов?
6. Как определяются средние значения коэффициента теплопередачи и температурного напора?