Soojustehnika-kordamisküsimused (0)

    KORDAMISKÜSIMUSED EKSAMIKS  Soojustehnika MSJ0001    1.  Nimetada termodünaamika kaks põhiprintsiipi/seadust.  •   Seadus I:  o  Energia ei kao ega ei teki juurde, vaid muundub ühest liigist teise.  •  Seadus II:  o  Isoleeritud süsteemis kulgevad kõik protsessid entroopia kasvu suunas.  o  Soojus kandub ainult kuumemalt kehalt külmemale.  o  Pole olemas protsessi, kus kogu antud soojus muutub tööks.  2.  Mida uurib statistiline , klassikaline ja tehniline termodünaamika?  •  Statistiline – tegeleb aine omaduste uurimisega üksikosakeste tasemel ja tulemuste  laiendamistega suurtesse süsteemidesse.  •  Klassikaline – uurib termodünaamilist makrosüsteemi, tegeleb tasakaaluliste süsteemide  ja staatiliste protsesside uurimisega.  •  Tehniline – käsitleb mehaanilise töö ja soojuse vastastikuseid seoseid.  3.  Mida mõistame termodünaamilise süsteemi all, homogeene, heterogeenne ja isoleeritud  süsteem?  •  Termodünaamiline süsteem – kehade kogu, mis võivad olla nii omavahel kui ka  väliskeskkonnaga energeetilises vastasmõjus.  •  Homogeenne – aine füüsikalised-keemilised omadused süsteemis ühesugused. 
•  Heterogeenne – aine füüsikalised-keemilised omadused süsteemis erinevad. 
•  Isoleeritud – puudub ainevahetus ja energia väliskeskkonnaga.  4.  Termodünaamiline keha:  •  Keha, mille vahendusel toimub soojuse muundumine mehaaniliseks tööks.  5.  Soojusjõuseade:  •  Muundab soojust kasulikuks tööks.  6.  Millist kahte “keha” on vaja, et muundada soojust tööks?  •  Kahte erineva temperatuuriga keha (soojusallikas ja jahutegur). 


7.  Mida mõistetakse termodünaamiliste parameetrite all, intensiivsed parameetrid, ekstensiivsed  parameetrid?  •   Ei sõltu massist või osakeste arvust (rõhk ja temperatuur). 
•  sõltuvad massist või osakeste arvust (mass ja maht).  8.  Nimetage termilised olekuparameetrid, mida nendega iseloomustatakse.  •  Erimaht/tihedus – keha ühikmassi maht, tihedus on selle pöördväärtus. 
•  Rõhk – pinnaühikule normaali suunas mõjuv jõud. 
•  Temperatuur – näitab keha molekulide liikumise energiat.  9.  Mida iseloomustavad soojuslikud parameetrid. Näited soojuslikest parameetritest?  •  Temperatuur – iseloomustab keha kuumenemise astet teise keha suhtes ja määrab  nendevahelise soojusvoo suuna.  10. Millal on termodünaamiline süsteem termodünaamilises tasakaalus?  •  Kui süsteemile ei mõju välisjõude, kui süsteemi mistahes punkti oleku parameetrid ei  muutu ajas.  11. Ideaalne gaas:  •  Gaasimolekulide vahel puuduvad vastastikused jõud.  12. Ideaalse gaasi termilise oleku võrrand 1 kg kohta (Clapeyroni võrrand).  •  pV = RT, R – universaalse gaasi konstant  13. Daltoni seadus. Gaasisegude suhtelise osamahu, osamassi ja osa ehk partsiaalrõhu mõiste.  •  Daltoni seadus – p = p1 + p2 + p3, kogurõhk on kõikide rõhkude summa. 
•  Osamaht – hüpoteetiline maht, mida omaks gaasi segu komponent, juhul kui ta hõivaks  samal temperatuuril ja rõhul algsegu kogusega.  •  Osamass – hüpoteetiline mass, mida omaks gaasi segu komponent, juhul kui ta hõivaks  samal temperatuuril ja rõhul algsegu kogusega.  •  Osa ehk partsiaalrõhk – hüpoteetiline rõhk, mida avaldaks gaasi segu komponent, juhul  kui ta hõivaks samal temperatuuril ja rõhul algsegu kogusega.  14. Nimetage termodünaamilisi põhiprotsesse.  •  Isohoorne (V = const). 
•  Isobaarne (p = const). 
•  Isotermne (T = const). 
•  Adiabaatne (Q = const). 


•  Polütroopne (c = const).    15. Ringprotsessi mõiste, ringprotsessi teostamise eesmärk.  •  Ringprotsess – protsess, kus soojusjõuseade muundab soojust kasulikuks tööks. 
•  Eesmärk on soojusjõuseadet jahutada.  16. Avaldada entroopia muutuse kaudu termodünaamilise keha ringprotsessist osavõtt ja kujutada  seda T-S diagrammil.  •  -  17. Millal me loeme termodünaamilisi protsesse tagastatavateks?  •  Kui süsteem saab sama teed mööda tagasi algolekusse tulla ilma ümbruskeskkonna  sekkumiseta.  18. Termodünaamilise protsesside tagastamatuse olemus.  •  Põhjus, miks protsessid on tagastamtud, on hõõrdumisnähtused süsteemis. Kõik  reaalsed protsessid on tagastamatud.  19. Mida tehakse termodünaamilise kehaga soojusjõumasina katkematu töö tagamiseks?  •  Termodünaamiline keha peab sooritama jõuseadmes paisumistööd, millest osa tuleb  loovutada komprimeerimistööks taastamaks keha algoleku.  20. Millal saadakse soojusjõumasinas kasulikku tööd?  •  Kui paisumistöö ületab komprimeerimistöö.  21. Kasuliku töö kujutamine T-s ja p-v diagrammil.  •  -  22. Ringprotsessi termiline kasutegur.  •  Ringprotsessist saadava töö ja ringprotsessi suunatud soojushulga suhe  Valem: ηt = l q1 = 1 − q2
q1    23. Carnot ringprotsess ja selle kujutamine T-s ja p-v diagrammil (põhiprotsesside äramärkimisega).  •  -  24. Carnot ringprotsessi termiline kasutegur.  •  Kõrgeim termiline kasutegur etteantud temperatuurivahemikus.  Valem: ηC = 1 − q2
q1 =  1 − T2
T1   Kus: T2 > 0 ja ηC < 1  25. Aurujõuseadme põhimõtteline skeem koos seletusega. 


•  -  26. Aurujõuseadme (Rankine’i) tagastatav ringprotsess ülekuumendatud auruga Ts diagrammil koos  seletusega. Termilise kasuteguri avaldis.  •  -  27. Auru algparameetrite mõju Rankine’i ringprotsessi kasutegurile.  •  Auru algparameetreid suurendades suureneb keskmine temperatuur ja kasutegur. 
•  Auru algparameetreid vähendades väheneb keskmine temperatuur ja kasutegur.  28. Elektri ja soojuse koostootmine. Põhimõtteline skeem koos seletusega.  •  -  29. Külmutusseadme ringprotsess Ts diagrammil koos seletusega. Efektiivsuse näitaja avaldis.  •  -  30. Bensiinimootori tööpõhimõte. Otto ringprotsess.  •  Isentroopiline kokkusurumine 
•  Isohooriline soojuse juurdeandmine 
•  Isentroopiline paisumine 
•  Isohooriline soojuse äraandmine.  31. Diiselmootori tööpõhimõte. Dieseli ringprotsess.  •  Adiabaatiline kokkusurumine 
•  Isobaariline paisumine 
•  Adiabaatiline paisumine 
•  Isohooriline kokkusurumine  32. Liigõhuteguri mõiste.  •  Liigõhutegur – kütuse põletamiseks tegelikult kulutatava ja teoreetiliselt vajaliku  õhukoguse suhe.  33. Soojuse transformatsiooniprotsessi üldine iseloomustus? Külmutusprotsessid?  Soojuspumpprotsessid?  •  Soojustransformatsioon – soojuse ülekandmine madalama temperatuuriga kehalt  kõrgema temperatuuriga kehale.   •  Külmutusprotsessid - alumise soojusallika temperatuur on madalam väliskeskkonna  temperatuurist, ning ülemise keha temperatuur võrdub väliskeskkonna  temperatuuriga ( eesmärk- eemaldada soojust).  


•  Soojuspumpprotsessid- alumine soojusallika temperatuur on kas võrdne või suurem  väliskeskkonna temperatuurist ning ülemise allika temperatuur ületab väliskeskkonna  temperatuuri (eesmärk- anda soojust).   34. Teoreetilise jahutusteguri mõiste?  •  Teoreetiline jahutustegur – iseloomustab külmatootmise efektiivsust.  35. Kuidas liigitatakse soojuspumpasid?  •  Õhk-õhk soojuspumbad 
•  Õhk-vesi soojuspumbad 
•  Vesi-vesi soojuspumbad 
•  Maasoojuspumbad 
•  Ventilatsioonpumbad 
•  Aurukompressorsoojuspumbad 
•  Absorbtsioonsoojuspumbad 
•  Üheastmelised soojuspumbad 
•  Mitmeastmelised soojuspumbad  36. Ideaalse soojuspumba teoreetiline soojusetegur?  •  Ideaalse soojuspumba teroeetiline soojustegur – üleantud soojushulga suhe  ringprotsessis tarbitava tööga.    37. Voolamise režiimid. Reynoldsi arv.  •  Laminaarne vool – liigub püsiva kujuga jugadena, mis omavahel ei segune. 
•  Turbulentset voolamist – intensiivne segunemine peaaegu kogu ristlõike ulatuses. 
•  Reynoldsi arv:  Re = vavg  ∙ dh v    vavg – keskmine voolamise kiirus  dh – hüdrauliline läbimõõt  v – kinemaatiline viskoossus  38. Pidevuse võrrand.  •  Q =   v avg1A1 =   vavg2A2 = const  •  v1
v2 = A1
A2   39. Bernoulli võrrand. 


•  z 1 + p1
ρg + α1 v1 2 2g =   z2 + p2
ρg + α2 v2 2 2g + ht 1−2   40. Rõhu kaod vedeliku voolamisel.  •  h t = ∑hl + ∑hk ,   hl – liinikadu, hk – kohttakistus  •  h l = λ D L ∙ v2
2g  ,   λ – hõõrdetakistustegur   •  h k = ζ v2
2g  ,   ζ – kohttakistustegur   41. Kiirgussoojuslevi. Mustsusaste. Stefani-Boltzmani seadus.  •  Kiirgussoojuslevi – soojuslevi kehade vahel ruumis elektromagnetiliste lainete toimel.  •  Mustusaste – näitab, kui suure osa kiirgusvoo intensiivsusest annab keha võrreldes  absoluutselt musta kehaga.  •  Stefani-Boltzmani seadus – absoluutselt musta keha soojuskiirguse intensiivsus  pindalaühiku kohta kasvab võrdeliselt temperatuuri neljanda astmega.  42. Soojusvahetite põhitüübid. Soojusvahetite arvutus.  •  Soojusvahetite liigid:  o  Rekuperatiivne  o  Regeneratiivne  o  Segunemissoojusvaheti  •  𝑄 = 𝑈𝐹Δ𝑡 𝑚 ,   U – soojusläbikandetegur, F – soojusvahetuspind,   Δ𝑡𝑚 – keskkondade keskmine temperatuurivahe   Δ𝑡𝑚 = Δ𝑡𝑠− Δ𝑡𝑣 ln( Δ𝑡𝑠
Δ𝑡𝑣 )    43. Soojusjuhtivus- Fourier' seadus? Soojusjuhtivustegur mõiste?  •  Fourier' seadus –  pinnaelementi läbiv soojushulk on võrdeline  temperatuurigradiendiga.  •  Soojusjuhtivustegur – aine füüsikaline omadus, mis iseloomustab keha  soojusläbilaskvust.  44. Soojusülekanne konvektsioonil, põhimõisted (konvektiivülekande liigid), üldistatud  arvutusvalem ehk Newtoni jahtumisseadust?  •  Sundkonvektsioon – põhjustab vedelikule mõjuv välisjõud (pump, ventilaator). 
•  Vabakonvektsioon – põhjustab vedelikus ilmnev Archimedese jõud (temperatuurivälja  ebaühtlus).  •  Valem: q = h(t s - tv) ehk Q = h(ts - tv)*F  h – konvektsiooni soojusülekandetegur [W/(m2*K)] 


45. Milliseid aineid loetakse kütuseks ning millised põhikriteeriumid peavad olema täidetud?  •  Kütusteks loetakse aineid, mis täidavad järgmisi põhilisi tingimusi:  o  Küllaldane varu või taastuvus looduses  o  Hea kättesaadavus ja suhteliselt lihtne tootmine  o  Reageerimiskiirus oksüdeerijaga toimub kiiresti ja suure kasuteguriga  o  Põlemissaadused ei saasta ohtlikult keskkonda  46. Milline on maailma energiatarbimine täna ja milliseks kujuneb ta tulevikus?  •  Praegu tuleb suurem osa maailma energiast fossiilkütustest. 
•  Tulevikus ilmselt aga taastuvalliaktest.  47. Kütuse liigid, kütuse koostis.  •  Kütuse liigid:  o  Tahkekütused  o  Vedelkütused  o  Gaaskütused  •  Kütuse elementkoostise peamised komponendid on C, H, O, N ja S ühendid.  48. Kütuse tarbimisaine, kuivaine, orgaaniline aine.  •  Tarbimisaine ehk tarbimiskütus – kütuse kuju vastavalt tema kasutusele. 
•  Kuivaine – niiskusvaba kütus. 
•  Orgaaniline aine – aine, mille reageerimisel hapnikuga tekib põlemisgaas.  49. Kütuse kütteväärtus, alumine ja ülemine kütteväärtus.  •  Kütteväärtus – soojushulk, mis eraldub 1kg tahke/vedelkütuse või 1m3 gaaskütuse  täielikult põlemisel.  •  Ülemine kütteväärtus – soojushulk, mis eraldub kondenseerumisel. 
•  Alumine kütteväärtus – soojushulk, mis eraldub, kui kondenseerumist ei toimu.  50. Tingkütus, söe ja õli ekvivalendid.  •  Tingkütus – kütus, mille kütteväärtus on 29,31 MJ/kg. 
•  Söeekvivalent: 1 tce = 7 Gcal = 29,31 GJ = 8,15 MWh 
•  Õliekvivalent: 1 toe = 10 Gcal = 41,968 GJ = 11,63 MWh  51. Põletusseadmete tööd iseloomustavatest näitajad.  •  Kolde soojuskoormus (soojusvõimsus) – kütuse põlemisel ajaühikus eralduv soojushulk. 
•  Katla kasutegur – ajaühikus kasulikult kasutatava soojushulga ja kütusega koldesse  antud soojushulga suhe. 


52. Põletusseadmete (katelde) liigitus.  •  Kiht- ehk restkolded ja kamberkolded 
•  Kõrge- ja madaltemperatuursed katlad 
•  Aurukatlad 
•  Tsirkuleeriv keevkiht ja tolmpõletustehnoloogia  53. Tüüpilised SO2 ja CO2 heitmed.  •  Looduslik gaas 
•  Puit  •  Tükkturvas 
•  Kerge kütteõli 
•  Raske kütteõli 
•  Kivisüsi  54. Millises suurusjärgus on katelde kasutegurid? Kas need sõltuvad ka kütuse kütteväärtusest?  •  Kasutegurite suurusjärk: 70 – 95% 
•  Sõltuvad küll kütteväärtusest, vedel- ja gaasiküttega katlad on efektiivsemad.  55. Katla soojuskaod, nende kirjeldus, arvutamine/määramine?  •  Soojuskaod – katla perioodilisel töötamisel tekkivad kaod, mis üldjuhul on põhjustatud:  o  soojuskaost katla välisjahtumisel  o  soojuskaost katla sisemisel jahtumisel  o  soojuskaost katla sissekütmisel  o  soojuskaost katla seiskamisel  •  Selliste kadude arvutamine on praktiliselt võimatu. Seisakukadusid saab määrata  perioodiliselt töötavatel kateldel ainult katseliselt.  56. Tahkekütuse põletamise tehnoloogiad, kuidas neid võib klassifitseerida, anda iga tehnoloogiale  lühiülevaade?  •  Kihtpõletus – enamjaolt kasutusel väikesevõimsuselistes tööstusküttekatlamajades.  Piiravaks teguriks on suurte võimsuste saavutamiseks vajalik resti pindala. Kütustena  kasutatakse põhiliselt hakkpuitu, puidutöötlemisjäätmed, sorteeritud munitsipaal- jäätmeid, tükkturvast.  •  Tolmpõletus – enamjaolt kasutusel elektrijaamades. Kasutatakse tahkekütuseid,  võimsus piiratud koldemahuga, nõuab kõrget põlemistemperatuuri, tekib rohkem 


lämmastikuoksiide, kasutegur võib langeda 40%-ni. Piiravaks teguriks on peamiselt  auruülekuumendi materjali korrosioonikindlus.  •  Keevkihtpõletus – kasutatakse väga laialdaselt. Saab edukalt põletada madala  kvaliteediga kütuseid, kergemini lahendatavad keskkonnaprobleemid vajamata kalleid  puhastusseadmeid, tolmpõletusseadmetest vähemtundlikumad kütuse.  •  Keeris- ehk tsüklonpõletus – iseärasuseks on tahkekütuse gaasistamine,  tahkekütus+gaaskütus. Tahkekütuse otsesel põletamisel on põlemisgaasi temperatuur  piiratud tuhaosakeste paakumise ja sulamistemperatuuride tõttu. Tahkekütuste põletus  oma kõrge maksumuse tõttu laiaulatuslikku rakendust leidnud ei ole.