Читайте также:
|
Ответить письменно на вопросы, указанные в таблице 1
Таблица 1
| Последняя цифра шифра | ||||||||||
| Номера вопросов | ||||||||||
| Номера вопросов по предпоследней цифре шифра |
Вопросы
1. Что называется теплопроводностью, каков механизм этого процесса. Что такое тепловой поток и поверхностная плотность теплового потока?
2. Сформулируйте основной закон теплопроводности (закон Фурье) и приведите его математическое выражение. Укажите физический смысл величин, входящих в закон.
3. Что называется температурным полем и температурным градиентом? Физический смысл коэффициента теплопроводности и его численные значения для различных веществ.
4. Выведите выражение теплового потока для теплопроводности через плоскую однослойную стенку в граничных условиях первого рода
5. Выведите выражение теплового потока для теплопроводности через плоскую многослойную стенку в граничных условиях первого рода
6. Выведите выражение теплового потока для теплопроводности через цилиндрическую однослойную стенку в граничных условиях первого рода.
7. Выведите выражение теплового потока для теплопроводности через цилиндрическую многослойную стенку в граничных условиях первого рода
8. Выведите выражение теплового потока для теплопроводности через шаровую однослойную стенку в граничных условиях первого рода
9. Дифференциальное уравнение теплопроводности Фурье-Кирхгофа.
10. Что называется условиями однозначности? Какими величинами задаются граничные условия первого, второго и третьего рода?
11. Что называется конвективным теплообменом, каков механизм этого процесса? Виды конвекции и режимы течения жидкости.
12. Приведите основной закон конвективного теплообмена. Как определяется коэффициент теплоотдачи и от каких величин он зависит?
13. Дифференциальные уравнения конвективного теплообмена.
14. Изложите кратко сущность теории подобия. Объясните значение этой теории.
15. Теоремы теории подобия физических процессов.
16. Поясните физический смысл критериев Re, Nu, Pr, Pe, Gr.
17. Приведите критериальные зависимости в общем виде для конвективного теплообмена при свободной и вынужденной конвекции.
18. Теплоотдача при конденсации пара.
19. Теплоотдача при кипении жидкости.
20. Критическая плотность теплового потока при кипении жидкости.
21. Опишите сущность процесса лучистого теплообмена. Объясните понятия абсолютно черного, абсолютно белого, абсолютно прозрачного тел.
22. Сформулируйте основные законы теплового излучения: Планка и Стефана-Больцмана.
23. Сформулируйте законы теплового излучения: Кирхгофа и Ламберта.
24. Особенности излучения газов и твердых тел.
25. Теплообмен излучением между двумя телами с плоскопараллельными поверхностями.
26. Теплообмен излучением между телами, одно из которых заключено внутри другого.
27. Теплообмен излучением между двумя телами, произвольно расположенными в пространстве.
28. Защита от теплового излучения – экраны. Какими свойствами они должны обладать?
29. Теплообмен излучением в поглощающей среде.
30. Теплообмен излучением в реальных газах и парах.
31. Что называется теплопередачей? Объясните физический смысл коэффициента теплопередачи.
32. Выведите уравнение теплового потока для теплопередачи через плоскую однослойную стенку в граничных условиях третьего рода.
33. Выведите уравнение теплового потока для теплопередачи через плоскую многослойную стенку в граничных условиях третьего рода.
34. Выведите уравнение теплового потока для теплопередачи через цилиндрическую однослойную стенку в граничных условиях третьего рода.
35. Выведите уравнение теплового потока для теплопередачи через цилиндрическую многослойную стенку в граничных условиях третьего рода.
36. Тепловая изоляция. Критический диаметр изоляции.
37. Классификация теплообменных аппаратов.
38. Основные положения теплового расчета теплообменных аппаратов.
39. Как определяется среднелогарифмический температурный напор теплоносителей независимо от схемы «прямоток» или «противоток»?
40. Сравнение прямоточной и противоточной схем движения теплоносителей в теплообменном аппарате.
ЗАДАЧА №1. Вычислить температуры на поверхностях стенки и тепловой поток через 1 м2 чистой поверхности парогенератора, если заданы следующие величины: температура газов tг, температура кипящей воды tв, коэффициенты теплоотдачи от газов к стенке a1, от стенки к кипящей воде a2, коэффициент теплопроводности материала стенки l = 50 Вт/м ×К и толщина стенки d = 10 мм.
Решить задачу при условии, что в процессе эксплуатации поверхность нагрева парового котла со стороны дымовых газов покрылась слоем сажи толщиной dс и со стороны воды слоем накипи толщиной dн (соответственно, коэффициенты теплопроводности сажи lс=0,08 Вт/м К и накипи lн= 0,6 Вт/м К).
Сравнить результаты расчетов для обоих случаев и определить уменьшение тепловой нагрузки в процентах. Построить график распределения температур.
В конце задачи следует ответить письменно на следующий вопрос:
По какому условию выбирается тепловая изоляция трубы?
Литература: [3,c.25-44].
Данные для решения принять по табл. 2
Таблица 2
| Последняя цифра шифра | tг | tв | a1 | a2 | Предпоследняя цифра шифра | dс | dн | |
|
| |||||||
| 0С | 0С | мм | мм | |||||
| 1,2 0,8 1,0 1,5 1,8 1,6 2,4 2,2 2,0 2,6 | 0,5 0,8 1,6 1,8 1,0 2,0 1,5 1,2 1,1 0,9 |
ЗАДАЧА № 2. Вертикальный участок паропровода диаметром 150 мм и длиной 5 м охлаждается воздухом в условиях свободной конвекции. Температура воздуха tв и температура наружной поверхности паропровода tн, (табл.3 и 4).
Таблица 3
| Показатель | Последняя цифра шифра | |||||||||
| Температура воздуха tв, оС |
Таблица 4
| Показатель | Предпоследняя цифра шифра | |||||||||
| Температура наружной поверхности паропровода tн, оС |
Определить коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности паропровода к воздуху и величину теплового потока на расчетном участке теплоотдачи.
Физические характеристики воздуха, необходимые для решения задачи, см. прил. III.
Ответить письменно на следующий вопрос:
Какие физические факторы влияют на величину коэффициента теплоотдачи?
Л и т е р а т у р а: [1, с.403-406, 410-411]; [2, с.87-90].
ЗАДАЧА №3. Определить коэффициент теплоотдачи при поперечном омывании потоком дымовых газов, имеющих температуру tг (табл.5), трубы диаметром 100 мм. Скорость движения потока газов w, угол атаки j (табл. 6).
Таблица 5
| Показатель | Предпоследняя цифра шифра | |||||||||
| Температура дымовых газов tг, С |
Таблица 6
| Показатель | Последняя цифра шифра | |||||||||
| Скорость движения газов w, м/с Угол атаки j | 5,5 | 6,5 | 7,5 | 4,5 |
Показать примерный график изменения температуры на расчетном участке.
Физические характеристики дымовых газов, необходимые для решения задачи, см. в прил.IV.
Ответить письменно на следующий вопрос:
Как влияет на коэффициент теплоотдачи величина скорости потока и угол атаки потока?
Л и т е р а т у р а:[1, с.395-397, 408-409 ]; [2, с.93-102].
ЗАДАЧА №4. Определить коэффициент теплоотдачи и температурный напор Dt при пузырьковом кипении воды в закрытом сосуде, давление в котором по показанию манометра равно р (см.табл.7). Тепловую нагрузку (удельный тепловой поток) принять равной q (см.табл. 8). Барометрическое давление – 750 мм рт. ст.
Таблица 7
| Показатель | Предпоследняя цифра шифра | |||||||||
| Давление по манометру р,МПа | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 2,9 | 3,1 | 3,5 | 4,1 | 4,5 |
Таблица 8
| Показатель | Последняя цифра шифра | |||||||||
| Тепловой поток q, кВт/м2 |
При решении этой задачи для определения a может быть использована любая из эмпирических формул, приведенных в [1, с.415] и в [2, с.124 ], в которых следует принять: р – абсолютное давление среды, бар; q – тепловой поток, Вт/м2.
Показать и объяснить график зависимости q от Dt при кипении воды [2, с.106].
Ответить письменно на следующие вопросы:
1. В каких пределах температурного напора протекает пузырьковый режим кипения воды?
2. Чему равно максимальное значение удельного теплового потока, при котором сохраняется пузырьковый режим кипения воды?
Л и т е р а т у р а: [1, с.412-415,419]; [2, с.102-128].
ЗАДАЧА №5. Определить потерю тепла одним погонным метром стального паропровода с наружным диаметром 100 мм в результате лучистого теплообмена. Паропровод расположен в кирпичном канале, имеющем поперечное сечение 300х 300 мм. Температуру наружной поверхности паропровода t1 и внутренней поверхности стен канала t2 принять из табл. 9 и 10.
Таблица 9
| Показатель | Предпоследняя цифра шифра | |||||||||
| Температура поверхности паропровода t1, оС |
Таблица 10
| Показатель | Последняя цифра шифра | |||||||||
| Температура поверхности стен канала t2, оС |
Степень черноты окисленной стали и красного кирпича принять по данным прил.П.
Ответить на следующий вопрос:
Какие газы обладают лучеиспускательной и поглащательной способностью и какая разница между излучением и поглащением твердых и газообразных тел?
Л и т е р а т у р а:[1, с. 421-433, 442-443]; [2, с.161-169]
ЗАДАЧА №6. Определить поверхность нагрева рекуперативного теплообменника (ТО), в котором происходит нагрев воздуха дымовыми газами, при прямоточном, противоточном и перекрестном движениях потоков греющей среды и нагреваемой среды. Температуру воздуха, поступающего в ТО, принять t¢в =30 оС. Количество подогреваемого воздуха V и коэффициент теплопередачи от дымовых газов к воздуху К взять из табл.11. Температуру воздуха на выходе из ТО - t²в, температуру дымовых газов на входе в ТО – t¢г и температуру дымовых газов на выходе из ТО - t²г взять из табл.12.
Таблица 11
| Показатель | Предпоследняя цифра шифра | |||||||||
| Количество подогреваемого воздуха V,норм.м3/ч Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2.К) |
Таблица 12
| Показатель | Последняя цифра шифра | |||||||||
| Температура воздуха после ТО t²в,оС Температура дымовых газов: до ТО t¢г,оС после ТО t²г,оС |
Показать графики изменения температур теплообменивающихся сред по длине ТО при прямоточном и противоточном движениях потоков.
Физические характеристики воздуха и дымовых газов, необходимые для решения задачи, см.в прил.III и IV, соответственно.
Ответить письменно на следующий вопрос:
В каком случае из рассчитанных вариантов движения потоков теплообменивающихся сред поверхность нагрева ТО получается наименьшей и почему?
Л и т е р а т у р а: [1, с.447-459 ]; [2, с.228-243 ]
Дата добавления: 2015-12-07; просмотров: 134 | Нарушение авторских прав