Областное государственное бюджетное
профессиональное образовательное учреждение
(ОГБПОУ «ТПТ»)
Практические работы по термодинамике
и методические указания по их выполнению
для студентов специальностей 21.02.01 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений» и 21.02.02 «Бурение нефтяных и газовых скважин» заочной формы обучения
Автор: А. В.Ти
2015 г.
Пояснительная записка
Дисциплина «Термодинамика» входит в состав профессиональных модулей: ПМ.02 «Обслуживание и эксплуатация бурового оборудования», МДК.02.01 «Эксплуатация бурового оборудования» для специальности 21.02.02 и ПМ.02 «Эксплуатация нефтегазопромыслового оборудования», МДК.02.01 «Эксплуатация нефтегазопромыслового оборудования» для специальности 21.02.01.
В результате изучения дисциплины студенты должны знать:
- основные понятия, законы и процессы термодинамики и теплопередачи;
- методы расчета термодинамических и тепловых процессов;
- классификацию, особенности конструкции, действия и эксплуатации котельных установок, поршневых двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных и теплосиловых установок.
Студенты должны уметь:
- производить расчеты требуемых физических величин в соответствии с законами и уравнениями термодинамики и теплопередачи.
Изучение дисциплины базируется на знании материала дисциплин: «Физика», «Химия», «Математика», «Гидравлика», «Инженерная графика», «Метрология, стандартизация и сертификация».
Настоящие методические указания ставят целью:
- Приобретение практических навыков и умений в выполнении термодинамических и теплотехнических расчетов; Закрепление теоретических знаний по содержанию учебной дисциплины; Приобретение навыков творческой самостоятельной деятельности.
Методические указания составлены в соответствии с рабочими программами по профессиональным модулям для специальностей 21.02.01 и 21.02.02, утвержденными в Томском политехническом техникуме.
Для выполнения практических заданий в методических указаниях приведены:
- Многовариантные задачи; Основные формулы из теории без доказательств; Порядок и примеры решения задач.
Для решения предложенных задач требуется предварительное изучение теоретического материала.
Правила выполнения практических работ
Практические задания следует выполнять в отдельной тетради. Решение каждого задания следует начинать с новой страницы. Необходимые схемы и графики должны быть выполнены карандашом, с указанием элементов или величин, входящих в них.
При решении задач необходимо последовательно излагать весь ход расчетов со ссылкой на соответствующие формулы. Все расчеты производятся в единицах измерений в системе СИ.
Образец заполнения обложки тетради
ТЕТРАДЬ
для практических работ
по термодинамике
студента(ки) 2 курса гр.____
ФИО студента
Практическая работа № 1
РАСЧЁТ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ
1. Цель работы
Приобретение практических навыков расчета газовых смесей.
2. Требования к отчёту
5.1. Номер работы, тема, цель.
5.2. Записать условие задачи.
5.3. Вычисления начинать с записи расчётных формул в общем виде.
5.4. Размеры величин указывать в системе СИ.
Задание
Природный (или попутный) газ представляет собой смесь, состоящую из метана (СН4) и других предельных углеводородов, азота, углекислого газа и сероводорода. Для заданного вида топлива (см. табл.1.1) определить:
Объемный состав газа указан в табл. П1. Молярные массы элементов определять при помощи периодической таблицы Менделеева (табл. П2).
Таблица 1.1
№ вар-та | Вид топлива | Месторождение | V, м3 | t1, єС | t2, єС |
1 | Природный газ | Северо-Ставропольское | 800 | 5 | 62 |
2 | Попутный газ | Туймазинское | 1000 | 65 | 14 |
3 | Природный газ | Березовское | 1200 | 10 | 88 |
4 | Попутный газ | Ромашкинское | 1600 | -2 | 37 |
5 | Природный газ | Уренгойское | 1800 | 86 | 19 |
6 | Попутный газ | Пермское | 2000 | 13 | 70 |
7 | Природный газ | Медвежье | 2200 | 25 | 93 |
8 | Попутный газ | Бавлинское | 2500 | 0 | 45 |
9 | Природный газ | Оренбургское | 1500 | 74 | 22 |
10 | Попутный газ | Узеньское | 900 | -10 | 50 |
Методические указания
В практической работе №1 необходимо произвести расчет газовой смеси. При решении следует помнить, что методика расчета смеси зависит от способа задания смеси.
Газовая смесь может задаваться 2-мя способами: 1) через массовые доли компонентов; 2) через объемные доли компонентов.
Состав природного (попутного) газа задается объемными долями.
Пример: Определить газовую постоянную природного газа Барсуковского месторождения состава: СО2=0,96%; СН4=80,78%; С2Н6=5,81%; С3Н8=4,8%; С4Н10=4,04%; С5Н12=1,81%; N2=1,8%. Какое количество тепла нужно подвести к 100 м3 этого газа, чтобы нагреть его от 20 до 85 єС? Теплоемкость считать постоянной.
Решение:
Поскольку газовая смесь задана объемными долями, то расчет газовой постоянной смеси производим по формуле:
Где 
- универсальная газовая постоянная; 
=8314 Дж/(кмоль·К); - молярная масса смеси.
Молярная масса смеси определяется через объемные доли компонентов:
Где 
- молярные массы компонентов, а 
- объемные доли компонентов.
Обозначим: 
- молярная масса СО2; 
- молярная масса СН4; 
- молярная масса С2Н6; 
- молярная масса С3Н8; 
- молярная масса С4Н10; 
- молярная масса С5Н12 и 
- молярная масса N2, а 
- их объемные доли соответственно (заданы по условию).
При помощи таблицы Менделеева (табл. П2) находим молярные массы компонентов: 
=44 кг/кмоль; 
=16 кг/кмоль; 
=30 кг/кмоль; 
=44 кг/кмоль; 
=58 кг/кмоль; 
=72 кг/кмоль; 
=28 кг/кмоль.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
