بودجه منطقه ای موسسه تحصیلی

آموزش متوسطه حرفه ای

"کالج مجمع کورسک"

برنامه کاری رشته آموزشی

OP 06.

حرفه ای پایه برنامه آموزشیآموزش متوسطه حرفه ای در تخصص

140102 تامین حرارت و تجهیزات گرمایشی

(آموزش پایه)

کورسک

بررسی و تایید شد

در جلسه کمیته مرکزی OPD

شماره پروتکل _____

"____"______________2012

رئیس کمیته مرکزی استانار ع.م.

موافقت کرد

__________________

قائم مقام مدیر SD O.B. گرونوا

"____"______________2012

برنامه کاری رشته تحصیلی « مبانی نظریمهندسی حرارت و هیدرولیک" توسعه یافته بر اساس:

استاندارد آموزشی ایالتی فدرال برای تخصص آموزش حرفه ای متوسطه(آموزش پایه) جزء گروه بزرگ تخصصی 140000 انرژی، برق و برق مصوب وزارت آموزش و پرورش فدراسیون روسیهمورخ 15 فوریه 2010، شماره 114.

توسعه دهنده:

A.A. کاتالنیکوا، معلم کالج مجمع کورسک.

محتوا

پ.

1. گذرنامه برنامه کاری رشته آموزشی

1. ساختار و محتوای رشته دانشگاهی

1. شرایط اجرا برنامه کاریرشته تحصیلی

1. نظارت و ارزیابی نتایج تسلط بر رشته تحصیلی

1. پاسپورت برنامه کاری رشته آموزشی

مبانی نظری مهندسی حرارت و هیدرولیک

1.1. محدوده کاربرد برنامه کاری

برنامه کاری رشته دانشگاهی بخشی از برنامه اصلی آموزشی حرفه ای مطابق با استاندارد آموزشی ایالتی فدرال برای تخصص آموزش حرفه ای متوسطه است.140102 تامین حرارت و تجهیزات گرمایشی (آموزش پایه) که جزء گروه بزرگ تخصصی 140000 انرژی، برق و مهندسی برق می باشد.

می توان از برنامه کاری رشته دانشگاهی استفاده کرد در آموزش حرفه ای اضافی و آموزش حرفه ای کارگران در زمینه تامین حرارت و تجهیزات گرمایشیاگر میانگین وجود داشته باشد (کامل) آموزش عمومی. بدون نیاز به تجربه کاری

1.2. جایگاه رشته تحصیلی در ساختار برنامه اصلی آموزشی حرفه ای: نظم و انضباط در آن گنجانده شده است چرخه حرفه ای به رشته های حرفه ای عمومی اشاره دارد.

1.3. اهداف و مقاصد رشته تحصیلی الزامات کسب نتایج تسلط بر رشته تحصیلی است.

قادر بودن به :

انجام محاسبات مهندسی حرارتی:

چرخه های ترمودینامیکی موتورهای حرارتی و نیروگاه های حرارتی؛

مصرف سوخت؛ گرما و بخار برای تولید انرژی؛

شانس اقدام مفیدچرخه های ترمودینامیکی موتورهای حرارتی و نیروگاه های حرارتی؛

از دست دادن گرما از طریق پوشش ساختمان، عایق بندی خطوط لوله و تجهیزات گرمایشی؛

تعادل گرما و مواد، سطح گرمایش مبدل های حرارتی؛

تعیین پارامترهای محاسبات هیدرولیکی خطوط لوله و کانال های هوا.

مشخصات ساخت پمپ ها و فن ها

در نتیجه تسلط بر رشته تحصیلی، دانشجو بایددانستن :

پارامترهای وضعیت یک سیستم ترمودینامیکی، واحدهای اندازه گیری و رابطه بین آنها.

قوانین اساسی ترمودینامیک، فرآیندهای تغییر در وضعیت گازهای ایده آل، بخار آب و آب؛

چرخه موتورهای حرارتی و نیروگاه های حرارتی؛

قوانین اساسی انتقال حرارت؛

خواص فیزیکی مایعات و گازها؛

قوانین هیدرواستاتیک و هیدرودینامیک.

وظایف اصلی و روش برای محاسبه هیدرولیک خطوط لوله؛

انواع، دستگاه ها و مشخصات پمپ ها و فن ها.

1.4. تعداد ساعات تسلط بر برنامه کاری رشته دانشگاهی:

حداکثر زمان تدریس برای دانش آموز 180 ساعت است که شامل موارد زیر می باشد:

بار تدریس اجباری دانش آموز 120 ساعت است.

کار مستقل دانش آموز 60 ساعت.

2. ساختار و محتوای نظم و انضباط مدرسه

2.1. محدوده رشته تحصیلی و انواع کار دانشگاهی

شامل:

کار آموزشی و فردی دانشجویی؛

تهیه چکیده؛

دکور کار آزمایشگاهی;

مطالعه سیستماتیک یادداشت های درسی، ادبیات آموزشی و ویژه در مورد سؤالات برای پاراگراف ها، فصل ها وسایل کمک آموزشی;

حل مسائل، انجام تمرینات

4

4

5

19

22

6

گواهینامه نهایی در فرم امتحان

2.2. طرح موضوعی و محتوای رشته دانشگاهی

مبانی نظری مهندسی حرارت و هیدرولیک

مروری کوتاه تاریخی و سطح کنونی توسعه مهندسی هیدرولیک و گرمایش.

نقش دانشمندان داخلی در توسعه این علوم.

بخش 1.خواص فیزیکی مایعات و گازها

مبحث 1.1.

خواص فیزیکی مایعات و گازها

خواص فیزیکی مایعات: چگالی، وزن مخصوص، حجم مخصوص، رابطه بین آنها، تراکم پذیری، ویسکوزیته، وابستگی به دما و فشار.

کار مستقل

بخش 2. مبانی هیدرواستاتیک

مبحث 2.1

فشار هیدرواستاتیک. معادله پایه هیدرواستاتیک.

نیروهایی که در داخل یک مایع عمل می کنند. فشار هیدرواستاتیک در یک نقطه، خواص آن، واحدهای اندازه گیری. فشار مطلق و مازاد.

معادله پایه هیدرواستاتیک. ماهیت فیزیکی و نمایش گرافیکی معادله هیدرواستاتیک. فشارها ابزار اندازه گیری فشار..

کارهای آزمایشگاهی

اندازه گیری فشار با پیزومتر و مانومتر. تبدیل واحدهای فشار

درس های عملی

حل مسائل مربوط به تشکیل معادله تعادل یک سیال

کار مستقل:

مبحث 2.2. نیروهای فشار مایع و گاز بر روی دیوارهای صاف و منحنی.

قانون پاسکال پرس هیدرولیک، جک هیدرولیک.

نیروی فشار هیدرواستاتیک روی سطوح صاف. مرکز فشار پارادوکس هیدرواستاتیک روش گرافیکی برای تعیین نیروی فشار هیدرواستاتیک

نیروی فشار هیدرواستاتیک روی سطح استوانه ای. فرمول محاسبه مقاومت لوله قانون ارشمیدس ذوب اجسام و پایداری آنها.

درس های عملی

حل مسائل تعیین نیروی فشار بر سطوح مختلف، تعیین ضخامت دیواره لوله ها

کار مستقل دانش آموزان:

آماده سازی کار عملی

بخش 3. مبانی هیدرودینامیک

مبحث 3.1. قوانین اساسی حرکت سیال

انواع حرکت سیال: ثابت، ناپایدار، یکنواخت، ناهموار. مفهوم حرکت جریان مایع. جریان سیال، عناصر جریان. سرعت و جریان سیال. معادله تداوم جریان.

معادله برنولی، معنای هندسی و انرژی آن.

کارهای آزمایشگاهی

بررسی معادله برنولی. ساخت خطوط فشار و پیزومتریک.

کار مستقل:

ثبت کار آزمایشگاهی؛

مطالعه سیستماتیک نکات درسی، ادبیات آموزشی و اختصاصی در مورد سؤالات به پاراگراف ها، فصل های کتاب های درسی

مبحث 3.2. مقاومت هیدرولیک

مقاومت های هیدرولیکی و انواع آنها حالت های حرکت سیال

معیار رینولدز ویژگی های حرکت آرام و متلاطم سیال. افت فشار در طول جریان و در مقاومت های موضعی (شیرهای قطع، در حین انبساط و انقباض جریان، تغییر جهت جریان). محاسبه تلفات فشار ناشی از انبساط ناگهانی جریان. ضریب اصطکاک هیدرولیکی، تعیین آن در حالت آرام و متلاطم حرکت سیال.

کارهای آزمایشگاهی

تعیین دو حالت حرکت سیال. تعیین عدد رینولدز

تعیین افت سر در طول، ضریب اصطکاک هیدرولیک.

تعیین تلفات فشار موضعی، ضریب مقاومت موضعی.

کار مستقل

ثبت کار آزمایشگاهی؛

مطالعه سیستماتیک یادداشت های درسی، ادبیات آموزشی و ویژه در مورد سؤالات به پاراگراف ها، فصل های کتاب های درسی.

مبحث 3.3. محاسبه هیدرولیک خطوط لوله

خطوط لوله و انواع آنها محاسبه هیدرولیک خطوط لوله ساده و پیچیده. چکش آب در خطوط لوله (مستقیم و غیر مستقیم).

محاسبه خطوط لوله با جریان آزاد و کوتاه

درس های عملی

- محاسبه یک خط لوله ساده

کار مستقل:

آماده سازی کار عملی؛

مطالعه سیستماتیک نکات درسی، ادبیات آموزشی و اختصاصی در مورد سؤالات به پاراگراف ها، فصل های کتاب های درسی

تهیه چکیده

موضوعات تقریبی چکیده ها:

روش های مدرن محافظت از خطوط لوله در برابر چکش آب.

پدیده کاویتاسیون هنگامی که مایع در لوله ها جریان دارد.

اقدامات انجام شده برای جلوگیری از کاویتاسیون

مبحث 3.4. نشت مایع از سوراخ ها و نازل ها

جریان مایع از سوراخ ها تحت فشار ثابت. مفاهیم "سوراخ در یک دیوار نازک" و "سوراخ کوچک". انواع نازل. جریان مایع از طریق نازل ها با فشار ثابت.

درس های عملی

تعیین جریان سیال هنگام خروج از سوراخ و از طریق نازل ها

کار مستقل:

- ثبت کار عملی

مطالعه سیستماتیک یادداشت های درسی، ادبیات آموزشی و ویژه در مورد سؤالات به پاراگراف ها، فصل های کتاب های درسی.

تستبا توجه به بخش 3. مبانی هیدرودینامیک

بخش 4 پمپ ها و فن ها

مبحث 4.1. انواع و اصل عملکرد پمپ ها

پمپ های گریز از مرکز، انواع آنها، اصل کار. سر کامل، حداکثر مکش بالابر. جریان، فشار، قدرت و راندمان پمپ گریز از مرکز، تعریف آنها. وابستگی این پارامترها به دور موتور.

فرمول های تناسب مشخصات پمپ های گریز از مرکز و خطوط لوله تحت فشار. عملکرد موازی و متوالی پمپ های گریز از مرکز. پمپ های پیستونی، انواع آنها، اصل کار. پمپ های جت.

کار عملی

ساخت مشخصات یک پمپ گریز از مرکز

کار مستقل:

آماده سازی کار عملی؛

مطالعه سیستماتیک یادداشت های درسی، ادبیات آموزشی و ویژه در مورد سؤالات به پاراگراف ها، فصل های کتاب های درسی.

کار آموزشی و فردی دانشجویی.

مبحث 4.2. انواع و اصل عملکرد فن ها

فن های سانتریفیوژ و محوری، انواع و اصول عملکرد آنها. عملکرد، فشار، توان مصرفی و کارایی فن ها. وابستگی پارامترهای فن به دور موتور

کار عملی

ساخت مشخصات فن گریز از مرکز.

کار مستقل:

آماده سازی کار عملی؛

مطالعه سیستماتیک یادداشت های درسی، ادبیات آموزشی و ویژه در مورد سؤالات به پاراگراف ها، فصل های کتاب های درسی.

بخش 5. مبانی ترمودینامیک فنی

مبحث 5.1. اصول اولیه ترمودینامیک فنی. قوانین گاز مخلوط های گازی

انرژی حرارتی و مکانیکی. پارامترهای پایه ترمودینامیکی وضعیت سیال کار. گاز ایده آل و واقعی. نظریه جنبشی مولکولی گازها.

مخلوط گاز، ترکیب آن. فشار جزئی و کاهش حجم اجزای یک مخلوط گازی. قانون دالتون رابطه بین ترکیبات جرمی و حجمی مخلوط.

کار مستقل:

مطالعه منظم نکات درسی، ادبیات آموزشی و اختصاصی در مورد سؤالات پاراگراف ها، فصل های کتاب های درسی

مبحث 5.2. ظرفیت گرمایی

ظرفیت گرمایی و مقدار گرما. ظرفیت حرارتی ثابت و متغیر ظرفیت گرمایی متوسط ​​و واقعی ظرفیت حرارتی مخلوط گاز

دروس عملی:

تعیین ظرفیت گرمایی حجمی هوا در فشار ثابت

کار مستقل

آماده سازی کار عملی؛

مطالعه سیستماتیک نکات درسی، ادبیات آموزشی و اختصاصی در مورد سؤالات به پاراگراف ها، فصل های کتاب های درسی

مبحث 5.3. قوانین ترمودینامیک فرآیندهای ترمودینامیکی

قانون اول ترمودینامیک قانون بقا و تبدیل حرارت و انرژی مکانیکی. واحد گرما و کار. آنتالپی گاز تجزیه و تحلیل فرآیندهای ترمودینامیکی اصلی تغییر در حالت گازهای ایده آل: ایزوکوریک، ایزوباریک، همدما، آدیاباتیک، پلی تروپیک. معادله وضعیت فرآیندهای ترمودینامیکی، نمایش آنها در نمودار pv. تعیین کار، تغییر انرژی داخلی و مقدار گرما.

قانون دوم ترمودینامیک فرآیندها یا چرخه های دایره ای. بازده حرارتی سیکل. حالت تعادل و عدم تعادل سیال عامل. فرآیندها و چرخه های برگشت پذیر و غیر قابل برگشت. چرخه کارنو ایده آل، تصویر آن در نمودار pv. قانون دوم ترمودینامیک برای فرآیندهای برگشت پذیر و غیر قابل برگشت. آنتروپی آن معنای فیزیکی. نمودار Ts. قانون سوم ترمودینامیک

دروس عملی:

محاسبه ترمودینامیکی چرخه ها و تعیین ضرایب حرارتی بازده (بازده) آنها، چرخه ها را روی pv و Ts - نمودارها نشان می دهد.

کار مستقل

آماده سازی کار عملی؛

مطالعه سیستماتیک نکات درسی، ادبیات آموزشی و اختصاصی در مورد سؤالات به پاراگراف ها، فصل های کتاب های درسی

حل مسائل، انجام تمرینات

مبحث 5.4. چرخه های گاز

موتورهای احتراق داخلی. چرخه یخ با راه های مختلفتامین حرارت تصاویر آنها در نمودارهای pv و Ts نشان داده شده است. راندمان حرارتی سیکل های موتور احتراق داخلی واحدهای توربین گاز. چرخه های GTU با روش های مختلف تامین گرما. تصاویر آنها در نمودارهای pv و Ts نشان داده شده است. راندمان حرارتی سیکل های توربین گازی اصول ترمودینامیکی عملکرد کمپرسور. تصویر چرخه کمپرسور در نمودارهای pv و Ts.

دروس عملی:

مقایسه بازده حرارتی سیکل های موتور احتراق داخلی و توربین گاز با روش های مختلف تامین گرما.

کار مستقل

ثبت کار عملی؛

حل مسائل، انجام تمرینات

مبحث 5.5. گازهای واقعی بخار آب و خواص آن

خواص گازهای واقعی معادله مشخصه گازهای واندروالس واقعی. بخار آب مانند یک گاز واقعی است. تبخیر، تبخیر، جوشیدن، تراکم، تصعید، تصعید.

بخار آب اشباع شده بخار اشباع خشک و مرطوب. بخار فوق گرم. درجه خشکی. رطوبت و گرمای بیش از حد. منحنی های مرزی و نقطه بحرانی. جداول خواص ترمودینامیکی آب و بخار آب.

دروس عملی:

تعیین پارامترهای بخار آب با استفاده از جداول.

محاسبه پارامترهای مرطوب بخار اشباع شدهبا استفاده از جداول بخار آب و روابط ریاضی.

کار مستقل

آماده سازی کار عملی؛

مطالعه سیستماتیک یادداشت های درسی، ادبیات آموزشی و ویژه در مورد سؤالات به پاراگراف ها، فصل های کتاب های درسی.

مبحث 5.6. فرآیندهای ترمودینامیکی بخار آب

فرآیندهای اصلی تغییر حالت بخار آب: ایزوباریک، ایزوکوریک، همدما و آدیاباتیک. تصویری از فرآیندهای اصلی ترمودینامیکی بخار آب روی pv و Ts - نمودارها.

تعیین مقدار گرما، تغییرات انرژی داخلی، آنتالپی، آنتروپی و حجم مخصوص بخار آب در هر فرآیند ترمودینامیکی.

دروس عملی:

محاسبه فرآیندهای تغییرات در حالت بخار آب با استفاده از جداول و نمودارها.

کار مستقل

آماده سازی کار عملی؛

مطالعه سیستماتیک یادداشت های درسی، ادبیات آموزشی و ویژه در مورد سؤالات به پاراگراف ها، فصل های کتاب های درسی.

حل مسائل، انجام تمرینات.

مبحث 5.7. خروج و دریچه گازها و بخارات

مفاهیم کلی انقضا کار فشاری و کار یکبار مصرف.

سرعت و سرعت بحرانی انقضا، نرخ جریان جرم دوم گاز. وابستگی جریان خروجی به نسبت فشار استفاده عملیانقضاء. نازل لاوال ترکیبی.

فرآیند دریچه گاز و ویژگی های آن کاربرد فنی دریچه گاز

دروس عملی:

تعیین پارامترها و خصوصیات بخار آب در حین جریان و دریچه گاز

کار مستقل

ثبت کار عملی؛

تهیه چکیده.

موضوعات تقریبی چکیده ها:

نازل ترکیبی لاوال;

کاربرد عملی فرآیند دریچه گاز.

کاربرد فنی فرآیند انقضا.

مبحث 5.8. چرخه نیروگاه های توربین بخار

نمودار نصب توربین بخار چرخه Rankine یک چرخه ایده آل بخار آب در یک نیروگاه حرارتی است که چرخه را روی نمودارهای pv و Ts به تصویر می کشد. چرخه احیا یک کارخانه توربین بخار چرخه با سوپرگرمای متوسط ​​بخار. چرخه های دوتایی و بخار-گاز نیروگاه های حرارتی.

دروس عملی:

نمایش چرخه های کارخانه توربین بخار در نمودارهای PV و Ts

کار مستقل

آماده سازی کار عملی؛

مطالعه سیستماتیک نکات درسی، ادبیات آموزشی و اختصاصی در مورد سؤالات به پاراگراف ها، فصل های کتاب های درسی

بخش 6. مبانی انتقال حرارت

مبحث 6.1. مفاد اساسی تئوری انتقال حرارت.

فرآیند انتقال حرارت توسط رسانش، همرفت و تابش. مفهوم انتقال حرارت انتقال حرارت از طریق یک دیوار تک لایه صاف. قانون فوریه

انتقال حرارت توسط رسانش حرارتی از طریق دیواره چندلایه تخت. انتقال حرارت توسط رسانش حرارتی از طریق یک دیوار استوانه ای چندلایه.

دروس عملی:

تعیین ضریب هدایت حرارتی و محاسبه مقدار گرمای منتقل شده توسط هدایت حرارتی از طریق دیوارهای با اشکال مختلف.

کار مستقل

آماده سازی کار عملی؛

مطالعه سیستماتیک نکات درسی، ادبیات آموزشی و اختصاصی در مورد سؤالات به پاراگراف ها، فصل های کتاب های درسی

مبحث 6.2. انتقال حرارت همرفتی اتلاف حرارت و انتقال حرارت.

اصول اولیه انتقال حرارت همرفتی انتقال حرارت بین یک دیوار صاف و یک مایع. ضریب انتقال حرارت، معنای فیزیکی آن انتقال حرارت از طریق یک دیوار چند لایه و دیواره های استوانه ای. ضریب انتقال حرارت، معنای فیزیکی آن.

دروس عملی:

محاسبه مقدار گرمای منتقل شده از مایع خنک کننده به دیوارهای با اشکال مختلف.

کار مستقل

آماده سازی کار عملی؛

مطالعه سیستماتیک نکات درسی، ادبیات آموزشی و اختصاصی در مورد سؤالات به پاراگراف ها، فصل های کتاب های درسی

مبحث 6.3 انتقال حرارت در حین حرکت آزاد سیال، جریان طولی و عرضی اجباری در اطراف لوله ها، تغییرات در حالت تجمع ماده.

عواملی که حرکت آزاد سیال را تعیین می کنند. توزیع دما و سرعت در لایه مرزی ماهیت حرکت سیال در امتداد دیوار عمودی، نزدیک لوله ها و صفحات افقی. معادله تعیین ضریب انتقال حرارت، شرایط کاربرد آن.

انتقال حرارت در جریان جریان طولی اطراف لوله های صاف در حالت آشفته. ضریب انتقال حرارت. فرآیند انتقال حرارت در جریان عرضی در اطراف لوله ها. چیدمان شطرنجی و راهروی لوله ها به صورت دسته ای. معادله معیار.

شرایط برای ایجاد تراکم مقاومت حرارتی در هنگام تراکم بخار تعیین ضریب انتقال حرارت در حین تراکم. شرایط برای جوشیدن. ضریب انتقال حرارت در هنگام جوشش و وابستگی آن به عوامل مختلف.

دروس عملی:

محاسبه ضریب انتقال حرارت با استفاده از معادلات معیار در موارد مختلف انتقال حرارت همرفتی.

کار مستقل

آماده سازی کار عملی؛

حل مسئله؛ انجام تمرینات؛

مبحث 6.4. مفاهیم و قوانین اساسی تابش حرارتی. تبادل حرارت توسط تابش بین اجسام.

خواص تابش حرارتی جاذب، بازتابنده و توان عملیاتیتلفن قوانین اساسی تابش حرارتی: قوانین پلانک، استفان بولتزمن، لامبرت، کیرشهوف. موارد مختلف انتقال حرارت توسط تشعشع.

دروس عملی:

محاسبه مقدار گرمای تابشی، درجه سیاهی سطح اجسام. قابلیت انتشار و جذب اجسام

کار مستقل

آماده سازی کار عملی؛

مطالعه سیستماتیک نکات درسی، ادبیات آموزشی و اختصاصی در مورد سؤالات به پاراگراف ها، فصل های کتاب های درسی

مبحث 6.5. مبدل های حرارتی.

هدف و طبقه بندی مبدل های حرارتی. اصل عملکرد مبدل های حرارتی سطحی و اختلاط. الگوهای جریان اصلی خنک کننده ها معادله تعادل حرارتیو انتقال حرارت در مبدل حرارتی ضریب انتقال حرارت مبدل حرارتی. تعیین سطح گرمایش مبدل حرارتی.

دروس عملی:

ترسیم معادله تعادل حرارتی و انتقال حرارت در مبدل های حرارتی.

کار مستقل

ثبت کار عملی؛

شخصی کار آکادمیکدانش آموزان

تست بخش 6. مبانی انتقال حرارت

برای مشخص کردن سطح تسلط بر مواد آموزشی، از عناوین زیر استفاده می شود:

1. - آشنایی (شناخت اشیاء، ویژگی های قبلاً مطالعه شده)؛

2. تولیدمثل (انجام فعالیت ها بر اساس مدل، دستورالعمل یا تحت راهنمایی).

3. مولد (برنامه ریزی و اجرای مستقل فعالیت ها، حل مشکلات مشکل ساز).

3. شرایط اجرای برنامه انضباطی

3.1. حداقل الزامات لجستیکی

اجرای یک رشته دانشگاهی نیاز به آزمایشگاه داردهیدرولیک، مهندسی حرارت و آیرودینامیک.

تجهیزات کلاس درس:

صندلی با توجه به تعداد دانش آموزان؛

محل کار معلم مجهز به رایانه شخصی با نرم افزار مجاز یا رایگان، مربوط به بخش هایی از برنامه و متصل به اینترنت و ابزارهای خروجی اطلاعات صوتی؛

مجموعه ای از کمک های آموزشی و بصری "مبانی هیدرولیک، مهندسی حرارت و آیرودینامیک"؛

مدل های حجمی پمپ ها و فن ها;

آزمایشگاه مجازی "هیدرولیک"؛

اسکنر؛

چاپگر.

وسایل کمک آموزشی فنی:

پروژکتور چند رسانه ای یا برد چند رسانه ای؛

عکس و/یا دوربین فیلمبرداری؛

دوربین وب

3.2. پشتیبانی اطلاعاتی برای آموزش

منابع اصلی:

1. O.N.Bryukhanov، V.A.Zhila. مبانی هیدرولیک، مهندسی حرارت و آیرودینامیک. - M.: Infra-M، 2010.

2. I.A. پریبیتکوف، I.A. لویتسکی. مبانی نظری مهندسی حرارت - م.: مرکز انتشارات "آکادمی"، 1383.

منابع اضافی:

در و. کالیتسون. هیدرولیک، آبرسانی و فاضلاب. - م.: استروییزدات، 2000.

وی.آی کالیتسون، ای.وی. ، K.I. . مبانی هیدرولیک، مهندسی حرارت و آیرودینامیک. - م.: استروییزدات، 2005.

V.N. لوکانین. مهندسی حرارت. - م.: دانشکده تحصیلات تکمیلی, 1999.

منابع اینترنتی:

http://twt.mpei.ru/GDHB/OGTA.html

4. نظارت و ارزیابی نتایج تسلط بر رشته

کنترل و ارزیابی نتایج تسلط بر رشته تحصیلی توسط معلم در فرآیند برگزاری کلاس های عملی و کارهای آزمایشگاهی، آزمایش، و همچنین دانش آموزانی که تکالیف و پروژه های فردی را انجام می دهند، انجام می شود.

نتایج یادگیری

(مهارت های تسلط یافته، دانش اکتسابی)

فرم ها و روش های نظارت و ارزیابی نتایج یادگیری

باید قادر بودن به:

انجام محاسبات مهندسی حرارتی:

چرخه های ترمودینامیکی موتورهای حرارتی و نیروگاه های حرارتی؛

حفاظت کار عملی

مصرف سوخت؛ گرما و بخار برای تولید انرژی؛

تست کار روی موضوع

بازده چرخه های ترمودینامیکی موتورهای حرارتی و نیروگاه های حرارتی.

دفاع از کار عملی

از دست دادن گرما از طریق پوشش ساختمان، عایق بندی خطوط لوله و تجهیزات گرمایشی؛

دفاع از کار عملی

تعادل گرما و مواد، سطح گرمایش مبدل های حرارتی؛

دفاع از کار عملی

تعیین پارامترهای محاسبات هیدرولیکی خطوط لوله و کانال های هوا.

تست کار روی موضوع

مشخصات ساخت پمپ ها و فن ها

خود چک کردن مشق شب

نظرسنجی در مورد تکالیف فردی

در نتیجه تسلط بر رشته تحصیلی، دانشجو باید دانستن:

پارامترهای وضعیت یک سیستم ترمودینامیکی، واحدهای اندازه گیری و رابطه بین آنها.

قوانین اساسی ترمودینامیک، فرآیندهای تغییر در وضعیت گازهای ایده آل، بخار آب و آب؛

چرخه موتورهای حرارتی و نیروگاه های حرارتی؛

ارزیابی تمرینات شفاهی و کتبی

تست

خواص فیزیکی مایعات و گازها؛

پرسش از جلو و انفرادی در طول جلسات کلاس درس

قوانین هیدرواستاتیک و هیدرودینامیک.

ارزیابی پرسش‌های پیشانی و انفرادی در حین آموزش کلاسی.

تجزیه و تحلیل نتایج آزمون کتبی.

تست

وظایف اصلی و روش برای محاسبه هیدرولیک خطوط لوله؛

بررسی خود کار

انواع، دستگاه ها و مشخصات پمپ ها و فن ها.

تجزیه و تحلیل نتایج آزمون کتبی

توسعه دهنده:

OBOU SPO "KMT" _________ __ معلم _____ __ A.A. کاتالنیکوا

کارشناسان:

OBOU SPO "KMT" ________ _ متدیست ___ ____ M. G. Denisova _____

____________________ _______ ___________________ _________________________

(محل کار) امضا (مقام) (حرف اول، نام خانوادگی)

کتابچه راهنمای روش شناختی "قوانین پایه هیدرولیک" یک دوره نظری کوتاه است که اصطلاحات و مفاد اساسی را تشریح می کند.

این کتابچه راهنمای کاربر برای کمک به دانش آموزان تخصص "نصب و راه اندازی سیستم ها و تجهیزات گازرسانی" برای کلاس درس یا فوق برنامه توصیه می شود. کار مستقلو مدرس رشته های «مبانی هیدرولیک، مهندسی حرارت و آیرودینامیک»، «هیدرولیک».

در پایان راهنما لیستی از سوالات برای خودآموزی و فهرستی از ادبیات توصیه شده برای مطالعه وجود دارد.

دانلود:

پیش نمایش:

توسعه روش شناختی

در رشته "مبانی هیدرولیک، مهندسی حرارت و آیرودینامیک":

"قوانین اساسی هیدرولیک"

حاشیه نویسی

کتابچه راهنمای روش شناختی "قوانین پایه هیدرولیک" یک دوره نظری کوتاه است که اصطلاحات و مفاد اساسی را تشریح می کند.

این کتابچه راهنمای کاربر برای کمک به دانش آموزان تخصص "نصب و راه اندازی سیستم ها و تجهیزات گازرسانی" در حین کار مستقل کلاس یا فوق برنامه و معلمان رشته های "مبانی هیدرولیک، مهندسی گرما و آیرودینامیک"، "هیدرولیک" توصیه می شود.

در پایان راهنما لیستی از سوالات برای خودآموزی و فهرستی از ادبیات توصیه شده برای مطالعه وجود دارد.

مقدمه…………………………………………………………………………………………….

1. هیدرواستاتیک، مفاهیم اولیه…………………………………………………………………………………………………………………………………………
2. معادله اصلی هیدرواستاتیک………………………………………………………
3. انواع فشار هیدرواستاتیک ................................ ...................... ..................... 8
4. قانون پاسکال، کاربرد در عمل……………………………….9
5. قانون ارشمیدس شرایط اجسام شناور…………………………………..11
6. پارادوکس هیدرواستاتیک………………………………………………..13
7. هیدرودینامیک، مفاهیم اساسی…………………………………………..14
8. معادله تداوم (تداوم)………………………………16
9. معادله برنولی برای سیال ایده آل………………………………………………………………………………………………………………………………………
10. معادله برنولی برای یک سیال واقعی…………………………………….20
11. سوالات برای خودخواندانش آموزان……………………..۲۲

نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………………………………………………

مراجع………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

معرفی

این کتابچه راهنمای روش شناختی بخش های "هیدرواستاتیک" و "هیدرودینامیک" رشته "مبانی هیدرولیک، مهندسی حرارت و آیرودینامیک" را پوشش می دهد. این کتابچه راهنمای قوانین اساسی هیدرولیک را تشریح می کند و شرایط و مقررات اساسی را مورد بحث قرار می دهد.

مطالب مطابق با الزامات برنامه درسی این رشته و مجموعه آموزشی و روش شناختی برای تخصص "نصب و راه اندازی سیستم ها و تجهیزات گازرسانی" ارائه شده است.

این کتابچه راهنمای یک دوره تئوری است؛ می توان از آن هنگام مطالعه موضوعات فردی یک رشته دانشگاهی و همچنین برای کارهای مستقل فوق برنامه استفاده کرد.

لطفاً توجه داشته باشید که مرحله پایانی این راهنمای آموزشی فهرستی از سؤالات برای خودآموزی دانش آموزان در مورد تمام موضوعات ارائه شده است.

1. هیدرواستاتیک، مفاهیم اساسی

هیدرواستاتیک شاخه ای از هیدرولیک است که به مطالعه قوانین تعادل سیالات و برهمکنش آنها با سطوح محدود کننده می پردازد.

اجازه دهید مایعی را در حالت تعادل مطلق در نظر بگیریم، یعنی. در حال استراحت اجازه دهید مقداری بی نهایت کوچک در داخل مایع انتخاب کنیمΔ V و نیروهای وارد بر آن را از بیرون در نظر بگیرید.

دو نوع وجود دارد نیروهای خارجی– سطحی و حجمی (جرمی).

نیروهای سطحی - اینها نیروهایی هستند که مستقیماً روی سطح بیرونی یک حجم انتخاب شده از مایع عمل می کنند. آنها متناسب با مساحت این سطح هستند. چنین نیروهایی در اثر تأثیر حجم های مایع مجاور بر حجم معین یا تأثیر اجسام دیگر ایجاد می شوند.

نیروهای حجمی (جرمی).متناسب با جرم حجم تخصیص یافته مایع هستند و بر روی تمام ذرات داخل این حجم اثر می گذارند. نمونه هایی از نیروهای بدن عبارتند از: گرانش، نیروی گریز از مرکز، نیروی اینرسی و غیره.

برای مشخص کردن نیروهای داخلی وارد بر حجم انتخاب شده از مایع، اصطلاح خاصی را معرفی می کنیم. برای انجام این کار، حجم دلخواه مایع را در نظر بگیرید که تحت تأثیر نیروهای خارجی در حالت تعادل است.

در داخل این حجم مایع، منطقه بسیار کوچکی را انتخاب می کنیم. نیروی وارد بر این ناحیه نرمال (عمود بر آن) است، سپس نسبت برابر است:

نشان دهنده میانگین فشار هیدرواستاتیکی است که در محل رخ می دهدΔω . در غیر این صورت، می توان مشخص کرد که تحت تأثیر نیروهای خارجی، یک حالت استرس از مایع ایجاد می شود که با ظاهر فشار هیدرواستاتیک مشخص می شود.

برای تعیین مقدار دقیق p در یک نقطه معین، لازم است حد این نسبت در تعیین شود. که فشار هیدرواستاتیک واقعی را در یک نقطه مشخص تعیین می کند:

بعد [p] برابر با بعد تنش است، یعنی.

[p]= [Pa] یا [kgf/m 2 ]

خواص فشار هیدرواستاتیک

در سطح بیرونی مایع، فشار هیدرواستاتیک همیشه در امتداد نرمال داخلی هدایت می شود و در هر نقطه ای از داخل مایع، مقدار آن به زاویه شیب سکویی که روی آن عمل می کند، بستگی ندارد.

به سطحی که در تمام نقاط آن فشار هیدرواستاتیکی یکسان است گفته می شودسطح با فشار مساوی. چنین سطوحی شاملسطح آزاد، یعنی رابط بین یک محیط مایع و یک گاز.

فشار به منظور نظارت مستمر و تنظیم به موقع تمام پارامترهای فرآیند اندازه گیری می شود. برای هر فرآیند تکنولوژیکی، یک نقشه رژیم ویژه ایجاد می شود. موارد شناخته شده ای وجود دارد که با افزایش بی رویه فشار، یک درام چند تنی دیگ بخار انرژی مانند یک توپ فوتبال چندین ده متر پرواز کرد و همه چیز را در مسیر خود از بین برد. کاهش فشار باعث تخریب نمی شود، اما منجر به موارد زیر می شود:

• نقص محصول؛
• مصرف بیش از حد سوخت

1. معادله پایه هیدرواستاتیک

شکل 1 - نمایش معادله پایه هیدرواستاتیک

برای هر نقطه از مایع که در حالت تعادل است (شکل 1 را ببینید)، برابری درست است.

z+p/γ = z 0 + p 0 / γ = ... = H،

که در آن p فشار در یک نقطه معین A است (شکل را ببینید). پ 0 - فشار روی سطح آزاد مایع؛ p/γ و p 0 /γ ارتفاع ستون های مایع (با وزن مخصوص γ) است که مربوط به فشار در نقطه مورد نظر و روی سطح آزاد است. z و z 0 - مختصات نقطه A و سطح آزاد مایع نسبت به یک صفحه مقایسه افقی دلخواه (x0y)؛اچ - سر هیدرواستاتیک از فرمول فوق چنین است:

p = p 0 + γ (z 0 -z) یا p = p 0 + γ h

که در آن h عمق غوطه ور شدن نقطه مورد نظر است. عبارات فوق نامیده می شوندمعادله پایه هیدرواستاتیک. مقدار γ h نشان دهنده آن استوزن ستون مایعارتفاع h

نتیجه: فشار هیدرواستاتیکپ در یک نقطه معین برابر است با مجموع فشار روی سطح آزاد مایع p 0 و فشار تولید شده توسط یک ستون مایع با ارتفاع برابر با عمق غوطه وری نقطه.

3. انواع فشار هیدرواستاتیک

فشار هیدرواستاتیک در سیستم SI - Pa اندازه گیری می شود. علاوه بر این، فشار هیدرواستاتیک بر حسب kgf/cm اندازه گیری می شود 2 ارتفاع ستون مایع (بر حسب متر ستون آب، میلی متر جیوه و غیره) و در اتمسفرهای فیزیکی (atm) و فنی (at).

مطلق فشاری است که توسط یک گاز واحد بدون در نظر گرفتن سایر گازهای اتمسفر روی جسم ایجاد می شود. با واحد پاسکال (Pa) اندازه گیری می شود. فشار مطلق مجموع فشار اتمسفر و فشار اضافی است.

بارومتریک(اتمسفر) فشار گرانش بر تمام اجسام در جو است. فشار معمولی اتمسفر توسط یک ستون 760 میلی متری جیوه در دمای 0 درجه سانتی گراد ایجاد می شود.

وکیوم اختلاف منفی بین فشار اندازه گیری شده و اتمسفر نامیده می شود.

تفاوت فشار مطلق p و فشار اتمسفر pآ فشار اضافی نامیده می شود و p نشان داده می شودکلبه:

p out = p - p a

یا

r out /γ = (p - p a )/γ = h p

h p در این صورت نامیده می شودارتفاع پیزومتریک، که معیار فشار اضافی است.

در شکل 2 الف) یک مخزن بسته با مایع را نشان می دهد که روی سطح آن فشار p 0 . پیزومتر متصل به مخزنپ (شکل زیر را ببینید) فشار اضافی در نقطه را تعیین می کندآ .

فشار مطلق و اضافی که در اتمسفر بیان می شود، به ترتیب آتا و آتی نامیده می شوند.

فشار خلاء یا خلاء- فقدان فشار به اتمسفر (کسری فشار)، یعنی تفاوت فشار اتمسفر یا فشار و فشار مطلق:

p vac = p a - p

یا

r vac /γ = (p a - p)/γ = h vac

جایی که h vac - ارتفاع خلاء، یعنی خواندن گیج خلاءکه در متصل به مخزن نشان داده شده در شکل. 2 ب). خلاء بر حسب واحدهای فشار و همچنین بر حسب کسری یا درصدی از جو بیان می شود.

شکل 2 الف - قرائت های پیزومتر شکل 2 ب - قرائت های گیج خلاء"

از دو عبارت آخر چنین بر می آید که خلاء می تواند از صفر تا فشار اتمسفر متفاوت باشد. حداکثر مقدار hوایک در فشار معمولی اتمسفر (760 میلی متر جیوه) برابر با 10.33 متر آب است. هنر

4. قانون پاسکال، کاربرد آن در عمل

با توجه به معادله پایه هیدرواستاتیک، فشار روی سطح مایع p 0 به تمام نقاط حجم مایع و در همه جهات به طور یکسان منتقل می شود. این چیزی است که همه چیز در مورد آن استقانون پاسکال

این قانون توسط دانشمند فرانسوی B. Pascal در سال 1653 کشف شد. گاهی اوقات به آن قانون اساسی هیدرواستاتیک نیز می گویند.

قانون پاسکال را می توان بر حسب توضیح داد ساختار مولکولیمواد در جامدات، مولکول ها تشکیل می شوند شبکه کریستالیو حول موقعیت های تعادلی خود نوسان می کنند. در مایعات و گازها، مولکول ها دارای آزادی نسبی هستند، آنها می توانند نسبت به یکدیگر حرکت کنند. این ویژگی است که اجازه می دهد فشار وارد شده بر یک مایع (یا گاز) نه تنها در جهت نیرو، بلکه در همه جهات منتقل شود.

قانون پاسکال کاربرد گسترده ای در فناوری مدرن پیدا کرده است. کار ابرپرس های مدرن که امکان ایجاد فشار در حدود 800 مگاپاسکال را فراهم می کند، بر اساس قانون پاسکال است. همچنین از این قانون برای مبنای عملکرد سیستم های اتوماسیون هیدرولیکی که کنترل می کنند استفاده می شود سفینه های فضایی، هواپیماهای جت، ماشین های کنترل عددی، بیل مکانیکی، کامیون کمپرسی و غیره.

قانون پاسکال در مورد مایع متحرک (گاز) و همچنین در موردی که مایع (گاز) در میدان گرانشی قرار دارد، قابل اجرا نیست. به عنوان مثال، مشخص است که فشار اتمسفر و هیدرواستاتیک با افزایش ارتفاع کاهش می یابد.

شکل 3 - نمایش قانون پاسکال

بیایید مشهورترین دستگاهی را در نظر بگیریم که از قانون پاسکال به عنوان اصل عملکرد خود استفاده می کند. این پرس هیدرولیک است.

اساس هر پرس هیدرولیک مخازن ارتباطی به شکل دو سیلندر است. قطر یک استوانه بسیار کوچکتر از قطر استوانه دیگر است. سیلندرها با مایعی مانند روغن پر می شوند. آنها محکم با پیستون در بالا بسته شده اند. همانطور که در شکل دیده میشود. 4 زیر، مساحت یک پیستون S 1 چند برابر کوچکتر از مساحت پیستون دیگر S 2 .

شکل 4 - کشتی های ارتباطی

فرض کنید نیرویی به یک پیستون کوچک وارد شود F 1 . این نیرو بر روی مایع توزیع شده در منطقه تأثیر می گذارد S 1 . فشار وارد شده توسط یک پیستون کوچک بر روی مایع را می توان با استفاده از فرمول محاسبه کرد:

طبق قانون پاسکال این فشار بدون تغییر به هیچ نقطه ای از مایع منتقل می شود. این بدان معنی است که فشاری که بر روی پیستون بزرگ وارد می شود p 2 یکسان خواهد بود:

این دلالت می کنه که:

بدین ترتیب نیروی وارد بر پیستون بزرگ به همان اندازه بیشتر از نیروی وارد شده به پیستون کوچک خواهد بود که مساحت پیستون بزرگ بیشتر از مساحت پیستون کوچک است.

در نتیجه، ماشین هیدرولیک به شما اجازه می دهد تا دریافت کنیدافزایش قدرت , برابر با نسبتمساحت پیستون بزرگتر به ناحیه پیستون کوچکتر.

5. قانون ارشمیدس. وضعیت اجسام شناور

جسمی که در مایع غوطه ور شده است، علاوه بر گرانش، در معرض یک نیروی شناور است - نیروی ارشمیدس. مایع به همه طرف بدن فشار می آورد، اما فشار یکسان نیست. از این گذشته ، لبه پایینی بدنه بیشتر از قسمت بالایی در مایع غوطه ور می شود و فشار با عمق افزایش می یابد. یعنی نیروی وارد شده به قسمت پایینی بدن بیشتر از نیروی وارد بر قسمت بالایی بدن خواهد بود. بنابراین نیرویی به وجود می آید که سعی می کند بدن را از مایع خارج کند.

مقدار نیروی ارشمیدسی به چگالی مایع و حجم آن قسمت از بدن که مستقیماً در مایع قرار دارد بستگی دارد. نیروی ارشمیدس نه تنها در مایعات، بلکه در گازها نیز عمل می کند.

قانون ارشمیدس : جسمی که در مایع یا گاز غوطه ور می شود، تحت نیروی شناوری معادل وزن مایع یا گاز در حجم جسم قرار می گیرد.

نیروی ارشمیدس وارد بر جسم غوطه ور در مایع را می توان با فرمول محاسبه کرد:

جایی که ρ – چگالی مایع، Vجمعه – حجم بخشی از بدن غوطه ور در مایع.

جسمی که درون مایع قرار دارد دو نیرو بر روی آن اثر می گذارد: گرانش و نیروی ارشمیدس. تحت تأثیر این نیروها بدن می تواند حرکت کند. سه شرط برای اجسام شناور وجود دارد (شکل 5):

• اگر نیروی گرانش از نیروی ارشمیدس بیشتر باشد، بدن فرو می‌رود و به پایین فرو می‌رود.
• اگر نیروی گرانش برابر با نیروی ارشمیدس باشد، بدن می تواند در هر نقطه ای از مایع در تعادل باشد، جسم در داخل مایع شناور است.
• اگر نیروی گرانش کمتر از نیروی ارشمیدسی باشد، جسم شناور می شود و به سمت بالا بالا می رود.

شکل 5 - شرایط اجسام شناور

از اصل ارشمیدس برای هوانوردی نیز استفاده می شود. اولین بالونبرادران Montgolfier آن را در سال 1783 ایجاد کردند. در سال 1852، گیفارد فرانسوی یک کشتی هوایی ایجاد کرد - یک بالون کنترل شده با سکان هوایی و یک پروانه.

6. پارادوکس هیدرواستاتیک

اگر همان مایع به همان ارتفاع در ظروف ریخته شود اشکال مختلف، اما با مساحت کف یکسان، پس با وجود وزن متفاوت مایع ریخته شده، نیروی فشار روی کف برای همه ظروف یکسان است و برابر با وزن مایع در ظرف استوانه ای است.

این پدیده نامیده می شودپارادوکس هیدرواستاتیکو با خاصیت مایع برای انتقال فشار وارد شده بر آن در تمام جهات توضیح داده می شود.

در ظروف با اشکال مختلف (شکل 6)، اما با همان سطح پایین و سطح مایع در آنها، فشار مایع روی کف یکسان خواهد بود. قابل محاسبه است:

P = p ⋅ S = g ⋅ ρ ⋅ h ⋅ S

S - ناحیه پایین

h - ارتفاع ستون مایع

شکل 6 - ظروف با اشکال مختلف

نیرویی که مایع بر کف ظرف فشار می آورد به شکل ظرف بستگی ندارد و برابر است با وزن یک ستون عمودی که پایه آن کف ظرف است و ارتفاع آن ارتفاع است. از ستون مایع

در سال 1618، پاسکال معاصران خود را با ترکیدن یک بشکه تنها با یک لیوان آب که در یک لوله نازک و بلند داخل بشکه ریخته شده بود، شگفت زده کرد.

7. هیدرودینامیک، مفاهیم اساسی

هیدرودینامیک شاخه ای از هیدرولیک است که به مطالعه قوانین حرکت سیالات تحت تأثیر نیروهای خارجی اعمال شده و برهمکنش آنها با سطوح می پردازد.

وضعیت یک سیال متحرک در هر نقطه نه تنها با چگالی و ویسکوزیته، بلکه مهمتر از همه، با سرعت ذرات سیال و فشار هیدرودینامیک مشخص می شود.

هدف اصلی مطالعه جریان سیال است که به عنوان حرکت یک جرم سیال محدود به طور کامل یا جزئی توسط هر سطحی درک می شود. سطح محدود کننده می تواند جامد (به عنوان مثال، سواحل یک رودخانه)، مایع (واسط بین حالت های تجمع) یا گازی باشد.

جریان سیال می تواند ثابت یا ناپایدار باشد. حرکت ثابت حرکت سیالی است که در آن در یک نقطه معین از کانال فشار و سرعت در طول زمان تغییر نمی کند.

υ = f(x، y، z) و р = f(x، y، z)

حرکتی که در آن سرعت و فشار نه تنها از مختصات فضا، بلکه از زمان نیز تغییر می کند، ناپایدار یا غیر ساکن υ = f(x, y, z, t) و р = f(x, y, z, t) نامیده می شود.

یک مثال از حرکت حالت پایدار، جریان مایع از یک ظرف با سطح ثابت از طریق یک لوله مخروطی است. سرعت حرکت مایع در بخش های مختلف لوله متفاوت خواهد بود، اما در هر بخش این سرعت ثابت خواهد بود و در طول زمان تغییر نمی کند.

اگر در چنین آزمایشی سطح مایع در ظرف ثابت بماند، حرکت مایع از طریق همان لوله مخروطی شکل ناپایدار (ناپایدار) خواهد داشت، زیرا در بخش های لوله سرعت ثابت نخواهد بود. زمان (با کاهش سطح مایع در ظرف کاهش می یابد).

فشار و غیر فشار وجود دارد حرکت سیال اگر دیواره ها به طور کامل جریان مایع را محدود کنند، به حرکت مایع فشار می گویند (مثلاً حرکت مایع از طریق لوله های کاملاً پر شده). اگر محدودیت جریان توسط دیوارها جزئی باشد (مثلاً حرکت آب در رودخانه ها، کانال ها) به چنین حرکتی جریان آزاد گفته می شود.

جهت سرعت در یک جریان با یک خط جریان مشخص می شود.
خط فعلی - منحنی موهومی که در داخل یک سیال ترسیم شده است به گونه ای که سرعت تمام ذرات واقع در آن در این لحظهزمان، مماس بر این منحنی.

شکل 7 - خط جریان

یک خط جریان با یک مسیر متفاوت است زیرا دومی مسیر هر ذره را در یک دوره زمانی معین منعکس می کند، در حالی که یک خط جریان جهت حرکت مجموعه ای از ذرات مایع را در یک زمان معین مشخص می کند. هنگامی که حرکت خط جریان ثابت است، با مسیر حرکت ذرات سیال منطبق می شود.

اگر یک ناحیه ابتدایی را در مقطع جریان سیال انتخاب کنیمΔS و رسم خطوط جریان از طریق نقاط کانتور آن، شما به اصطلاحلوله فعلی . مایع داخل لوله جریان تشکیل می شودچکه ابتدایی. یک جریان سیال را می توان مجموعه ای از تمام جریان های ابتدایی متحرک در نظر گرفت.

شکل 8 - لوله جریان

سطح مقطع زنده ω (m²) سطح مقطع جریان عمود بر جهت جریان است. به عنوان مثال، سطح مقطع زنده یک لوله یک دایره است.

محیط خیس شده χ ("چی") بخشی از محیط بخش نشیمن است که توسط دیوارهای جامد محدود شده است (در شکل با یک خط ضخیم برجسته شده است).

شکل 9 - بخش زنده

شعاع جریان هیدرولیک R - نسبت بخش زنده به محیط خیس شده

نرخ جریان Q حجم V مایعی است که در واحد زمان t در بخش باز ω جریان دارد.

سرعت جریان متوسط ​​υ - سرعت حرکت سیال که با نسبت جریان سیال Q به سطح مقطع باز ω تعیین می شود.

از آنجایی که سرعت حرکت ذرات مختلف مایع با یکدیگر متفاوت است، بنابراین سرعت حرکت به طور میانگین محاسبه می شود. به عنوان مثال، در یک لوله گرد، سرعت در محور لوله حداکثر است، در حالی که در دیواره لوله صفر است.

1. معادله تداوم

معادله تداوم جریان ها از قانون بقای ماده و ثبات جریان سیال در سراسر جریان ناشی می شود. بیایید لوله ای را با سطح مقطع متغیر تصور کنیم.

شکل 10 – نشان دادن معادله تداوم جت

جریان سیال از طریق لوله در هر بخش ثابت است، زیرا قانون بقای انرژی ارضا شده است. همچنین فرض می کنیم که سیال تراکم ناپذیر است. بنابراین Q 1 = Q 2 = ثابت، از کجا

ω 1 υ 1 = ω 2 υ 2

یا شکل دیگری از این معادله ممکن است:

آن ها سرعت های متوسط v 1 و v 2 با نواحی متناظر بخش های زندگی نسبت معکوس دارند w 1 و w 2 جریان سیال

بنابراین، معادله پیوستگی ثبات جریان حجم را بیان می کندس ، و شرایط تداوم جریان مایع در طول جریان ثابت مایع.

9. معادله برنولی برای سیال ایده آل

معادله دانیل برنولی که در سال 1738 به دست آمد، رابطه بین فشار p، سرعت متوسط ​​υ و ارتفاع پیزومتریک z را در مقاطع مختلف جریان نشان می دهد و قانون بقای انرژی یک سیال متحرک را بیان می کند.

اجازه دهید خط لوله ای با قطر متغیر در فضا در زاویه β در نظر بگیریم (شکل 10 را ببینید).

شکل 11 - نشان دادن معادله برنولی برای یک سیال ایده آل

اجازه دهید به طور دلخواه دو بخش را در بخش خط لوله مورد بررسی انتخاب کنیم: بخش 1-1 و بخش 2-2. مایع از قسمت اول به قسمت دوم با نرخ جریان Q به سمت بالا حرکت می کند.

برای اندازه گیری فشار مایع، از پیزومترها استفاده می شود - لوله های شیشه ای با دیواره نازک که در آنها مایع تا ارتفاع بالا می رود.. در هر بخش پیزومترهایی تعبیه شده است که در آنها سطح مایع تا ارتفاعات مختلف بالا می رود.

علاوه بر پیزومترها، در هر بخش 1-1 و 2-2 یک لوله وجود دارد که انتهای خمیده آن به سمت جریان مایع هدایت می شود که به آن لوله پیتوت می گویند. هنگامی که از خط پیزومتریک اندازه گیری می شود، مایع در لوله های پیتوت به سطوح مختلف افزایش می یابد.

یک خط پیزومتریک را می توان به صورت زیر ساخت. اگر چندین پیزومتر مشابه را بین بخشهای 1-1 و 2-2 قرار دهیم و از طریق قرائت سطوح مایع در آنها منحنی رسم کنیم، یک خط شکسته (در شکل نشان داده شده) به دست می آید.

اما ارتفاع سطوح در لوله های Pitot نسبت به یک خط مستقیم افقی دلخواه 0-0 (صفحه مرجع مختصات)، به نام صفحه مقایسه، یکسان خواهد بود.

اگر خطی از طریق قرائت سطوح مایع در لوله های پیتوت کشیده شود، افقی خواهد بود و سطح انرژی کل خط لوله را منعکس می کند.

برای دو بخش دلخواه 1-1 و 2-2 از یک جریان سیال ایده آل، معادله برنولی به شکل زیر است:

از آنجایی که بخش های 1-1 و 2-2 به صورت دلخواه در نظر گرفته شده اند، معادله به دست آمده را می توان به طور متفاوتی بازنویسی کرد:

معادله به صورت زیر فرموله شده است:

مجموع سه جمله معادله برنولی برای هر مقطعی از جریان سیال ایده آل یک مقدار ثابت است.

از نقطه نظر انرژی، هر عبارت معادله نشان دهنده انواع خاصی از انرژی است:

z 1 و z 2 - انرژی های موقعیت خاص، مشخص کننده انرژی پتانسیل در بخش های 1-1 و 2-2.- انرژی های فشار خاص که انرژی فشار پتانسیل را در همان بخش ها مشخص می کند.- انرژی های جنبشی خاص در همان بخش ها.

معلوم می شود که کل انرژی ویژه یک سیال ایده آل در هر بخش ثابت است.

همچنین یک فرمول از معادله برنولی با نقطه هندسیچشم انداز. هر جمله در معادله دارای بعد خطی. z 1 و z 2 - ارتفاعات هندسی بخش های 1-1 و 2-2 بالای صفحه مقایسه.- ارتفاعات پیزومتریک؛- ارتفاع سرعت در بخش های مشخص شده.

در این مورد، معادله برنولی را می‌توان به صورت زیر خواند: مجموع ارتفاع‌های هندسی، پیزومتریک و سرعت برای یک سیال ایده‌آل یک مقدار ثابت است.

10. معادله برنولی برای سیال واقعی

معادله برنولی برای جریان سیال واقعی با معادله برنولی برای سیال ایده آل متفاوت است.

هنگامی که یک سیال چسبناک واقعی حرکت می کند، نیروهای اصطکاکی ایجاد می شود، به عنوان مثال، به دلیل این واقعیت که سطح خط لوله دارای زبری خاصی است، برای غلبه بر آن، سیال انرژی صرف می کند. در نتیجه، کل انرژی ویژه سیال در بخش 1-1 به میزان انرژی از دست رفته بیشتر از کل انرژی ویژه در بخش 2-2 خواهد بود.

شکل 12 – نشان دادن معادله برنولی برای یک سیال واقعی

انرژی از دست رفته (فشار از دست رفته) با نشان داده می شودابعاد خطی دارد

معادله برنولی برای یک سیال واقعی خواهد بود:

همانطور که سیال از بخش 1-1 به بخش 2-2 حرکت می کند، فشار از دست رفته همیشه افزایش می یابد (فشار از دست رفته با سایه عمودی برجسته می شود).

بنابراین، سطح انرژی اولیه سیال در بخش اول برای بخش دوم، مجموع چهار جزء خواهد بود: ارتفاع هندسی، ارتفاع پیزومتریک، ارتفاع سرعت و فشار از دست رفته بین بخش های 1-1 و 2-2.

علاوه بر این، دو ضریب α دیگر در معادله ظاهر شد 1 و α 2 ، که ضرایب کوریولیس نامیده می شوند و به حالت جریان سیال بستگی دارند (آ = 2 برای حالت آرام، α = 1 برای حالت آشفته).

ارتفاع گم شدهشامل تلفات فشار در طول خط لوله، ناشی از نیروی اصطکاک بین لایه‌های مایع، و تلفات ناشی از مقاومت‌های موضعی (تغییر در پیکربندی جریان، به عنوان مثال، یک شیر، چرخاندن لوله) است.

طول H + مکان h

با استفاده از معادله برنولی، اکثر مسائل هیدرولیک عملی حل می شود. برای این کار دو مقطع در طول جریان انتخاب می شود تا برای یکی از آنها مقادیر p، ρ و برای قسمت دیگر یک یا مقادیر مشخص شود. با دو مجهول برای بخش دوم، از معادله جریان سیال ثابت υ استفاده کنید 1 ω 1 = υ 2 ω 2 .

11. سؤالاتی برای خودآمادگی دانش آموزان

1. بدن بر اثر چه نیروهایی در آب شناور می شود؟ شرایطی را که تحت آن یک جسم شروع به غرق شدن می کند توضیح دهید.
2. به نظر شما تفاوت بین مایع ایده آل و واقعی چیست؟ آیا مایع ایده آل در طبیعت وجود دارد؟
3. چه نوع فشار هیدرواستاتیکی را می شناسید؟
4. اگر فشار هیدرواستاتیک را در نقطه سیال در عمق تعیین کنیمساعت ، پس چه نیروهایی در این نقطه عمل خواهند کرد؟ پاسخ خود را بیان و توضیح دهید.
5. چه قانون فیزیکی زیربنای معادله پیوستگی و معادله برنولی است؟ پاسخ خود را توضیح دهید.
6. دستگاه هایی را نام ببرید و به اختصار توضیح دهید که اصل عملکرد آنها بر اساس قانون پاسکال است.
7. پدیده فیزیکی به نام پارادوکس هیدرواستاتیک چیست؟
8. ضریب کوریولیس، سرعت متوسطجریان، فشار، افت فشار در طول خط لوله... توضیح دهید که چه معادله ای همه این مقادیر را به هم متصل می کند، و چه چیزی هنوز در این فهرست نشان داده نشده است.
9. فرمول مربوط به وزن مخصوص و چگالی را ارائه دهید.
10. معادله تداوم جت سیال نقش نسبتاً مهمی در هیدرولیک دارد. این برای چه نوع مایعی درست است؟ پاسخ خود را توضیح دهید.
11. اسامی تمام دانشمندانی را که در این کتابچه راهنمای روش شناسی نام برده شده است نام ببرید و اکتشافات آنها را به اختصار توضیح دهید.
12. آیا سیالات، خطوط جریان یا خلاءهای ایده آل در دنیای اطراف ما وجود دارند؟ پاسخ خود را توضیح دهید.
13. دستگاه های اندازه گیری انواع فشار را با توجه به طرح : ” نوع فشار..... - دستگاه..... ” نام ببرید.
14. مثال هایی از زندگی روزمرهانواع حرکت سیال تحت فشار و بدون فشار، ثابت و ناپایدار.
15. برای چه اهدافی از پیزومتر، فشارسنج و لوله پیتوت در عمل استفاده می شود؟
16. اگر هنگام اندازه گیری فشار خون مشخص شود که بسیار بالاتر از مقادیر استاندارد است، چه اتفاقی می افتد؟ اگه کمتر باشه چی؟ پاسخ خود را توضیح دهید.
17. تفاوت بین موضوعات مورد مطالعه در بخش "هیدرواستاتیک" و "هیدرودینامیک" چیست؟
18. مفهوم هندسی و انرژی معادله برنولی را توضیح دهید؟
19. محیط مرطوب، بخش زنده...این لیست را ادامه دهید و توضیح دهید که اصطلاحات ذکر شده چه ویژگی هایی دارند.
20. فهرستی از قوانین هیدرولیک را که از این کتابچه راهنمای شما آموخته اید، و چه معنای فیزیکی دارند؟

نتیجه

امیدوارم این راهنما به درک بهتر دانش آموزان کمک کند مطالب آموزشیرشته های "هیدرولیک"، "مبانی هیدرولیک، مهندسی حرارت و آیرودینامیک" و مهمتر از همه - برای دریافت ایده ای از "روشن ترین" لحظات رشته مورد مطالعه، به عنوان مثال. در مورد قوانین اساسی هیدرولیک این قوانین اساس کار بسیاری از دستگاه هایی است که ما در محل کار و زندگی روزمره از آنها استفاده می کنیم، اغلب حتی بدون اینکه متوجه باشیم.

با احترام، Markova N.V.

کتابشناسی - فهرست کتب

1. بریوخانوف O.N. مبانی هیدرولیک و مهندسی حرارت: کتاب درسی برای دانش آموزان. استقرار میانگین پروفسور آموزش و پرورش / Bryukhanov O.N., Melik-Arakelyan A.T., Korobko V.I. - M.: IC Academy, 2008. - 240 p.
2. بریوخانوف O.N. مبانی هیدرولیک، مهندسی حرارت و آیرودینامیک: کتاب درسی برای دانش آموزان. استقرار میانگین پروفسور آموزش و پرورش / بریوخانوف O.N.، Melik-Arakelyan A.T.، Korobko V.I. - م.: Infra-M، 2014، 253 ص.
3. Gusev A. A. مبانی هیدرولیک: کتاب درسی برای دانش آموزان. استقرار میانگین پروفسور آموزش و پرورش / A. A. Gusev. - م.: نشر یورایت، 1395. - 285 ص.
4. اوخین بی.وی. هیدرولیک: کتاب درسی برای دانش آموزان. استقرار میانگین پروفسور آموزش و پرورش / Ukhin B.V., Gusev A.A. - م.: Infra-M، 2013، 432 ص.

وزارت کشاورزی و مواد غذایی جمهوری بلاروس

EE "دانشکده کشاورزی-فنی دولتی شهر"

مبانی مهندسی گرمایش و هیدرولیک

کتابچه راهنمای دانشجویان مکاتبه ای

در پرسش و پاسخ

قسمتمن

شهر

"در نظر گرفته شده"

در جلسه کمیسیون روش

رشته های حرفه ای عمومی

پروتکل شماره _____ به تاریخ ________________

رئيس هیئت مدیره: ________

این راهنما برای دانشجویان مکاتبه ای تخصص های 2-74 06 01 "پشتیبانی فنی فرآیندهای تولید کشاورزی" و 2-74 06 31 "تامین انرژی تولید کشاورزی" برای مطالعه مستقل رشته "مبانی مهندسی حرارت و هیدرولیک" در نظر گرفته شده است.

معرفی. 5

مجتمع سوخت و انرژی جمهوری بلاروس. 6

سیال کار و پارامترهای آن.. 11

پایه ای قوانین گاز.. 12

معادلات پایه ترمودینامیک. 14

مخلوط های گازی قانون دالتون 16

ظرفیت حرارتی: انواع آن، محاسبه مصرف گرما برای گرمایش. 18

ظرفیت حرارتی در فرآیندهای با فشار ثابت و حجم ثابت 19

قانون اول ترمودینامیک و بیان تحلیلی آن 21

مفهوم فرآیند ترمودینامیکی، انواع آنها.. 22

فرآیند همحجم. نمودار آن در - مختصات و معادلات پایه 23

فرآیند ایزوباریک نمودار آن در - مختصات و معادلات پایه 24

فرآیند ایزوترمال نمودار آن در - مختصات و معادلات اساسی 26

فرآیند آدیاباتیک نمودار آن در - مختصات و معادلات پایه 28

فرآیند دایره ای برنامه زمانبندی و کارایی آن.. 30

چرخه کارنو و کارایی آن.. 31

بخار آب تعاریف اساسی 33

فرآیند تبخیر در - مختصات. 35

سیکل ایده آل نیروگاه بخار و راندمان آن.. 37

ج- طبقه بندی آنها. 40

چرخه های ایده آل برای D.V.S. کارایی آنها ... 42

چرخه واقعی موتور احتراق داخلی، تعیین قدرت. 45

تعادل حرارتی و مصرف سوخت ویژه در موتورهای احتراق داخلی.. 48

نمودار عملکرد و نمودار نشانگر کمپرسور تک مرحله ای 49

نمودار نشانگر یک کمپرسور واقعی. 51

کمپرسورهای پیستونی چند مرحله ای.. 53

مفهوم عملکرد کمپرسورهای گریز از مرکز، محوری و دوار 56

روشهای انتقال حرارت 58

انتقال حرارت از طریق رسانایی از طریق یک دیوار صاف تک لایه 60

هدایت حرارتی از طریق یک دیوار چند لایه. 62

هدایت حرارتی از طریق دیواره های استوانه ای. 64

انتقال حرارت همرفتی 66

انتقال حرارت توسط تشعشع.. 67

مبدل های حرارتی. انواع آنها.. 70

مبانی محاسبه مبدل های حرارتی. 72

انتقال حرارت پیچیده از طریق یک دیوار صاف. 75

انتقال حرارت از طریق دیوار استوانه ای شکل. 78

معرفی

رشته "مبانی مهندسی حرارت و هیدرولیک" شامل دانشجویانی است که اصول ترمودینامیک و هیدرولیک، اصول عملکرد دیگ بخار و کارخانه های خشک کن، موتورهای احتراق داخلی، کمپرسورها، ماشین های تبرید، آبگرمکن های خورشیدی و پمپ ها را مطالعه می کنند. مشکل اصلی انرژی پیش روی علم بهبود عملکرد فنی و اقتصادی تجهیزات گرمایشی و برقی است که بدون شک کاهش مصرف سوخت و افزایش راندمان را به دنبال خواهد داشت.

مهندسی برق حرارتی - شاخه اصلی صنعت و کشاورزی که به تبدیل منابع طبیعی حرارتی به انرژی حرارتی، مکانیکی و الکتریکی مشغول است. جزء جدایی ناپذیر مهندسی برق حرارتی است ترمودینامیک فنی، که مطالعه می کند پدیده های فیزیکیبا تبدیل گرما به کار مرتبط است. بر اساس قوانین ترمودینامیک، محاسبات موتورهای حرارتی و مبدل های حرارتی انجام می شود. شرایط برای بیشترین بازده نیروگاه ها تعیین می شود. سهم بزرگبا ایجاد آثار کلاسیک در مورد ترمودینامیک به توسعه مهندسی گرما کمک کرد.

قوانین انتقال حرارت همرفتی و تابشی سیستماتیک شدند.

آنها پایه های طراحی و ساخت دیگ بخار و موتورها را پایه ریزی کردند.

آگاهی از قوانین ترمودینامیک فنی و توانایی به کارگیری آنها در عمل، بهبود عملکرد موتورهای حرارتی و کاهش مصرف سوخت را ممکن می سازد، که در زمان حاضر که قیمت مواد اولیه هیدروکربنی در حال افزایش است و حجم مصرف بسیار مهم است. در حال افزایش.

سوال 1

مجتمع سوخت و انرژی جمهوری بلاروس

بالاترین اولویت سیاست انرژی جمهوری بلاروس در کنار تامین پایدار منابع انرژی کشور، ایجاد شرایط برای عملکرد و توسعه اقتصاد با استفاده بهینه از منابع سوخت و انرژی است.

ذخایر خود جمهوری بلاروس از سوخت و منابع انرژی کافی نیست و تقریباً 15-20٪ از مقدار مصرف شده را تشکیل می دهد. مقدار کافی ذغال سنگ نارس و چوب، زغال سنگ قهوه ای و شیل نسبتاً کم کالری وجود دارد.

نفت در جمهوری بلاروس حدود 2 میلیون تن در سال تولید می شود. گاز حدود 320-330 هزار تن معادل سوخت است. مابقی منابع انرژی در خارج از کشور، عمدتا از روسیه خریداری می شود.

قیمت انرژی افزایش چشمگیری داشته است. بنابراین برای 1000m3 گاز 115u. e، نفت – در هر تن 230 دلار. ه- جمهوری بلاروس سالانه حدود 22 میلیارد گاز طبیعی و حدود 18 میلیون نفت خریداری می کند. برای اطمینان از اینکه امنیت انرژی کشور به یک تامین کننده وابسته نیست، مذاکراتی با آذربایجان، خاورمیانه و ونزوئلا در جریان است که در آینده هیدروکربن ها را به شکل نفت به فروش خواهند رساند.

در حال حاضر، دولت و کمیته صرفه جویی انرژی تاکید زیادی بر استفاده از سوخت های محلی دارند و تا سال 2010 باید مصرف منابع انرژی خریداری شده را 20 تا 25 درصد کاهش دهند.

ذغال سنگ نارس

بیش از 9000 ذخایر ذغال سنگ نارس در جمهوری اکتشاف شده است که مساحت کل آن در محدوده عمق صنعتی کانسار 2.54 میلیون هکتار و ذخایر اولیه ذخایر ذغال سنگ نارس 5.65 میلیارد تن است و تا به امروز، ذخایر زمین شناسی باقی مانده 4.3 میلیارد برآورد شده است. تن است که 75 درصد از نمونه های اصلی است.

ذخایر اصلی ذخایر ذغال سنگ نارس در ذخایر استفاده شده توسط کشاورزی (1.7 میلیارد تن و 39 درصد از ذخایر باقیمانده) یا طبقه بندی شده به عنوان سایت های زیست محیطی (1.6 میلیارد تن یا 37 درصد) نهفته است.

منابع ذغال سنگ نارس تخصیص یافته به صندوق توسعه یافته 260 میلیون تن برآورد شده است که 6 درصد ذخایر باقی مانده است. ذخایر قابل استحصال در طول توسعه میدان 110-140 میلیون تن برآورد شده است.

شیل نفتی.

ذخایر پیش بینی شده نفت شیل (ذخایر لیوبانسکویه و توروفسکویه) 11 میلیارد تن برآورد شده است، ذخایر صنعتی - 3 میلیارد. تی.

بیشترین مورد مطالعه، کانسار توروف است که قبلاً اولین میدان معدنی با ذخایر 475 تا 697 میلیون تن در آن اکتشاف شده است؛ یک میلیون تن از این شیل معادل تقریباً 220 هزار تن است. اینجا. گرمای احتراق - 1000-1500 کیلو کالری بر کیلوگرم، محتوای خاکستر -75٪، بازده رزین 6 - 9.2٪، محتوای گوگرد 2.6٪

از نظر شاخص های کیفی، شیل نفتی بلاروس به دلیل محتوای خاکستر بالا و ارزش حرارتی پایین سوخت موثری نیست. آنها برای تولید سوخت مایع و گاز نیاز به پردازش حرارتی اولیه دارند. با در نظر گرفتن این واقعیت که قیمت تمام شده محصولات حاصل از قیمت جهانی و نفت بیشتر است و همچنین با در نظر گرفتن آسیب های زیست محیطی ناشی از پیدایش خاکسترهای عظیم و محتوای مواد سرطان زا در خاکستر. تولید نفت شیل در دوره پیش بینی عملی نیست.

زغال سنگ قهوه ای

کل ذخایر زغال سنگ قهوه ای 151.6 میلیون تن است

دو ذخایر میدان Zhitkovichi با جزئیات توسعه یافته و برای توسعه صنعتی آماده شده است: Severnaya (23.5 میلیون تن) و Naydinskaya (23.1 میلیون تن)، دو کانسار دیگر (Yuzhnaya - 13.8 میلیون تن و Kolmenskaya - 8.6 میلیون تن) قبلاً اکتشاف شده بودند.

استفاده از زغال سنگ قهوه ای در ترکیب با ذغال سنگ نارس به شکل بریکت امکان پذیر است.

هزینه تخمینی ذخایر زغال سنگ 2 تن برآورد شده است. در سال.

هیزم.

در کل جمهوری، حجم تهیه متمرکز سالانه هیزم و ضایعات کارخانه های چوب بری حدود 0.94 - 1.00 میلیون تن معادل سوخت است. ت- بخشی از هیزم از طریق خود تهیه به مردم می رسد که حجم آن برآورد شده است

0.3-0.4 میلیون تن.

حداکثر قابلیت های جمهوری برای استفاده از هیزم به عنوان سوخت را می توان بر اساس رشد طبیعی سالانه چوب که تقریباً 25 میلیون متر مکعب تخمین زده می شود، تعیین کرد. متر یا 6.6 میلیون تن. تن در سال (اگر هر چیزی که رشد می کند را بسوزانید)، از جمله در مناطق آلوده. منطقه گومل - 20 هزار متر مکعب. متر یا 5.3 هزار تن. برای استفاده از چوب این مناطق به عنوان سوخت، توسعه و پیاده سازی فناوری ها و تجهیزات گازسازی ضروری است. با در نظر گرفتن این واقعیت که تا سال 2015 برنامه ریزی شده است که برداشت چوب برای تولید انرژی حرارتی دو برابر شود، حجم پیش بینی شده سالانه سوخت چوب تا سال 2010 ممکن است به 1.8 میلیون تن معادل سوخت افزایش یابد.

منابع انرژی تجدیدپذیر.

ظرفیت بالقوه همه مسیرهای آبی در بلاروس 850 مگاوات است که از نظر فنی قابل دسترسی است - 520 مگاوات و از نظر اقتصادی امکان پذیر - 250 مگاوات است. با توجه به منابع آبی، تا سال 2010 می توان 40 میلیون کیلووات ساعت تولید کرد و بر این اساس، 16 هزار تن جابجا شد.

در قلمرو جمهوری بلاروس، 1840 سایت برای استقرار توربین های بادی با پتانسیل نظری 1600 مگاوات و تولید برق سالانه 16 هزار تن سوخت معادل شناسایی شده است.

این در حالی است که در بازه زمانی تا سال 2015، استفاده از پتانسیل بادی از نظر فنی ممکن و مقرون به صرفه از 5 درصد توان نصب شده بیشتر نخواهد شد و به 720 تا 840 میلیون کیلووات ساعت خواهد رسید.

ذخایر انرژی جهان

مبانی نظری فرآیندهای تبرید و ماشین آلات و همچنین مفاهیم تهویه مطبوع عمدتاً بر دو علم اساسی استوار است: ترمودینامیک و هیدرولیک.

تعریف 1

ترمودینامیک علمی است که الگوهای تبدیل انرژی درونی به فرآیندهای مختلف شیمیایی، فیزیکی و سایر فرآیندهای مورد توجه دانشمندان در سطح کلان را مطالعه می کند.

اصول ترمودینامیکی مبتنی بر اصول اول و دوم ترمودینامیک است که برای اولین بار در اوایل XIXقرن ها و تبدیل به توسعه پایه های فرضیه مکانیکی گرما و همچنین قانون تبدیل و حفظ انرژی شد که توسط محقق بزرگ روسی M.V. Lomonosov فرموله شد.

جهت اصلی ترمودینامیک ترمودینامیک فنی است که فرآیندهای تبدیل متقابل گرما به کار و شرایطی را که تحت آن این پدیده ها به طور موثر رخ می دهند را مطالعه می کند.

تعریف 2

هیدرولیک علمی است که به مطالعه قوانین تعادل و حرکت سیالات و همچنین توسعه روش هایی برای استفاده از آنها برای حل مسائل پیچیده مهندسی می پردازد.

اصول هیدرولیک اغلب در حل بسیاری از مسائل مربوط به طراحی، طراحی، بهره برداری و ساخت خطوط لوله، سازه ها و ماشین آلات هیدرولیک مختلف کاربرد دارد.

ارشمیدس متفکر یونان باستان را بنیانگذار برجسته هیدرولیک می دانند که نوشت کار علمی"در مورد اجسام شناور." هیدرولیک به عنوان یک علم خیلی زودتر از ترمودینامیک بوجود آمد که مستقیماً با فعالیت فکری اجتماعی انسان مرتبط است.

توسعه هیدرولیک و ترمودینامیک

شکل 1. روش اندازه گیری جریان هیدرولیک. نویسنده24 - تبادل آنلاین کار دانشجویی

هیدرولیک یک مجموعه است رشته نظری، که مسائل مربوط به حرکت مکانیکی سیالات مختلف را در شرایط طبیعی و مصنوعی به دقت بررسی می کند. از آنجایی که همه عناصر به عنوان اجسام فیزیکی غیرقابل تقسیم و پیوسته در نظر گرفته می شوند، هیدرولیک را می توان یکی از شاخه های مکانیک پیوسته دانست که معمولاً شامل یک ماده خاص - مایع است.

قبلاً در چین و مصر باستان، مردم می دانستند که چگونه سدها و آسیاب های آبی بر روی رودخانه ها بسازند، سیستم های آبیاری در مزارع عظیم برنج، که در آن از ماشین های آب بردار قدرتمند استفاده می شد. در روم شش قرن قبل از میلاد. ه. یک سیستم آبرسانی ساخته شد که نشان دهنده فرهنگ فنی فوق العاده آن زمان است. اولین رساله در مورد هیدرولیک را باید آموزه های ارشمیدس دانست که اولین کسی بود که ماشینی برای بلند کردن آب اختراع کرد که در نهایت «پیچ ارشمیدس» نامیده شد. این دستگاه نمونه اولیه پمپ های هیدرولیک مدرن است.

اولین مفاهیم پنوماتیک بسیار دیرتر از مفاهیم هیدرولیک بوجود آمد. فقط در قرن 18. n ه. دستگاهی برای "حرکت گاز و هوا" در آلمان معرفی شد. با توسعه فناوری، سیستم های هیدرولیک مدرن شدند و دامنه کاربرد عملی آنها به سرعت گسترش یافت.

در توسعه ترمودینامیک در قرن نوزدهم، دانشمندان سه دوره اصلی را متمایز می‌کنند که هر کدام ویژگی‌های متمایز خود را داشتند:

• اولی با شکل گیری اصول ترمودینامیکی اول و دوم مشخص شد.
• دوره دوم تا اواسط قرن 19 ادامه یافت و برجسته شد آثار علمیفیزیکدانان برجسته اروپا مانند جی. ژول انگلیسی، گوتلیب محقق آلمانی و دبلیو تامسون.
• نسل سوم ترمودینامیک توسط دانشمند معروف اتریشی و عضو آکادمی علوم سن پترزبورگ، لودویگ بولتزمن، که از طریق آزمایش های متعدد رابطه بین اشکال مکانیکی و حرارتی حرکت را برقرار کرد، افتتاح شد.

علاوه بر این، توسعه ترمودینامیک متوقف نشد، اما با سرعتی شتابان پیشرفت کرد. بنابراین، گیبز آمریکایی در سال 1897 توسعه یافت ترمودینامیک شیمیایی، یعنی شیمی فیزیک را به یک علم مطلقاً قیاسی تبدیل کرد.

مفاهیم و روشهای اساسی دو گرایش علمی

شکل 2. مقاومت هیدرولیک. نویسنده24 - تبادل آنلاین کار دانشجویی

یادداشت 1

موضوع تحقیق هیدرولیک قوانین اساسی تعادل و حرکت بی نظم سیالات و همچنین روش های فعال سازی سیستم های تامین آب و آبیاری هیدرولیک می باشد.

همه این فرضیه ها مدت ها قبل از دوران ما برای بشر شناخته شده بود. اصطلاح "سیال" در مکانیک سیالات معنای گسترده‌تری نسبت به آنچه در ترمودینامیک وجود دارد دارد. مفهوم "مایع" کاملاً شامل تمام اجسام فیزیکی است که می توانند تحت تأثیر نیروهای خودسرانه کوچک تغییر شکل دهند.

بنابراین، این تعریف نه تنها شامل مایعات معمولی (قطره) مانند ترمودینامیک، بلکه گازها نیز می شود. با وجود تفاوت در شاخه های فیزیک مورد مطالعه، قوانین حرکت قطرات گازها و مایعات تحت شرایط خاص را می توان یکسان در نظر گرفت. یکی از این شرایط، نشانگر سرعت در مقایسه با همان پارامتر صدا است.

هیدرولیک در درجه اول جریان مایعات را در کانال های مختلف مطالعه می کند، یعنی جریان هایی که توسط دیوارهای متراکم محدود می شوند. مفهوم "کانال" شامل تمام وسایلی است که خود جریان را محدود می کند، از جمله قطعات جریان پمپ، خطوط لوله، فاصله ها و سایر عناصر مفاهیم هیدرولیک. بنابراین، در هیدرولیک، جریان های داخلی عمدتا و در ترمودینامیک، جریان های خارجی مورد مطالعه قرار می گیرند.

تبصره 2

موضوع آنالیز ترمودینامیکی سیستمی است که می تواند توسط سطح کنترلی از محیط خارجی جدا شود.

روش تحقیق در ترمودینامیک روش ماکروسکوپی است.

برای توصیف دقیق خواص کلان ساختاری یک سیستم، از مقادیر مفهوم ماکروسکوپی استفاده می شود:

• طبیعت:
• درجه حرارت؛
• فشار؛
• حجم مشخص.

ویژگی روش ترمودینامیکی این است که بر اساس تنها قانون اساسی طبیعت - قانون تبدیل و بقای انرژی استوار است. این بدان معنی است که تمام روابط کلیدی که اساس دستگاه ریاضی را تشکیل می دهند فقط از این موقعیت مشتق می شوند.

مبانی هیدرولیک و ترمودینامیک

هنگام مطالعه مبانی هیدرولیک و ترمودینامیک، لازم است به مفاهیم آن دسته از شاخه های فیزیک تکیه کنیم که به تسلط و درک بهتر اصل عملکرد ماشین های هیدرولیک کمک می کند.

تمام اجسام فیزیکی از اتم هایی تشکیل شده اند که در حرکت ثابت هستند. چنین عناصری در فواصل نسبتاً کوتاه جذب می شوند و در فواصل نسبتاً نزدیک دفع می شوند. در مرکز کوچکترین ذره هسته ای با بار مثبت وجود دارد که الکترون ها به طور آشفته ای در اطراف آن حرکت می کنند و پوسته های الکترونی را تشکیل می دهند.

تعریف 3

کمیت فیزیکی توصیف کمی از خواص است بدن مادی، که واحد اندازه گیری خود را دارد.

تقریباً یک قرن و نیم پیش، فیزیکدان آلمانی K. Gauss ثابت کرد که اگر واحدهای اندازه گیری مستقل را برای چندین پارامتر انتخاب کنید، بر اساس آنها، از طریق قوانین فیزیکی، می توان واحدهای کمیت را کاملاً در هر شاخه ای ایجاد کرد. فیزیک.

واحد سرعت در هیدرولیک یک مفهوم واحد مشتق شده از واحدهای سیستم متر و ثانیه است. بررسی شده مقادیر فیزیکی(شتاب، سرعت، وزن) در ترمودینامیک با استفاده از واحدهای اندازه گیری پایه تعیین می شوند و دارای بعد هستند. با وجود نیروهای مولکولی، مولکول های آب همیشه در حرکت ثابت هستند. هر چه دمای یک ماده مایع بیشتر باشد، اجزای آن سریعتر حرکت می کنند.

اجازه دهید با جزئیات بیشتری در مورد برخی از خواص فیزیکی مایعات و گازها صحبت کنیم. مایعات و گازها در یک سیستم هیدرولیک می توانند به راحتی تغییر شکل داده و حجم اولیه خود را حفظ کنند. در یک سیستم ترمودینامیکی، همه چیز کاملاً متفاوت به نظر می رسد. برای چنین تغییر شکلی در ترمودینامیک، انجام هیچ کار مکانیکی لازم نیست. این به این معنی است که عناصری که در یک مفهوم خاص عمل می کنند، به طور ضعیفی در برابر تغییر احتمالی مقاومت می کنند.