1 – Основные понятия технической термодинамики 5 страница

D [Вт/м²], это линейная плотность теплового потока;

E [Вт/м²∙К], это коэффициент теплопередачи, характеризует термическое сопротивление теплопередачи.

171 Различают естественную конвекцию:

A 1) в большом объеме – это теплообмен между поверхностью с температурой t _c и средой с температурой t _Ж, 2) в ограниченном объеме – это теплообмен между двумя поверхностями с температурами t ₁ и t ₂ через прослойку жидкости или газа;

B в ограниченном объеме: теплообмен между двумя поверхностями с температурами t ₁ и t ₂ через прослойку жидкости или газа;

C 1) в большом объеме: теплообмен между поверхностью с температурой t _c и средой с температурой t _Ж;

D в гравитационном поле и электромагнитном поле;

E в двумерном и трехмерном пространстве.

172Теплоотдача при естественной конвекции в большом объеме зависит от многих факторов, в том числе:

A от размеров поверхности и ее ориентации (вертикальная или горизонтальная, не зависит от формы поверхности);

B зависит от формы поверхности;

C от направления движения среды;

D от плотности движущейся среды;

E от скорости движения омываемой поверхности.

173Коэффициент теплоотдачи при естественной конвекции в большом объеме зависит от многих факторов, в том числе: для вертикальной поверхности коэффициент теплоотдачи зависит от режима течения в пограничном слое:

A при ламинарном режиме течения жидкости в пограничном слое с увеличением координаты х (высоты поверхности) коэффициент теплоотдачи уменьшается; при турбулентном режиме коэффициент теплоотдачи остается постоянным;

B при турбулентномрежиме коэффициент теплоотдачи остается постоянным;

C при ламинарном режиме течения жидкости в пограничном слое с увеличением координаты х (высоты поверхности) коэффициент теплоотдачи уменьшается;

D не зависит от режима движения;

E ввиду незначительного изменения коэффициента можно пренебречь зависимостью от режима.

174Коэффициент теплоотдачи при естественной конвекции в большом объеме зависит от многих факторов, в том числе: для вертикальной поверхности коэффициент теплоотдачи при переходном режиме в пограничном слое:

A увеличивается;

B не изменяется;

C уменьшается;

D увеличивается в 2 раза;

E зависимость коэффициента теплоотдачи – степенная функция от размера поверхности.

175Теплоотдача при естественной конвекции в ограниченном объеме зависит от многих факторов, в том числе:

A от толщины (δ) и формы прослойки (плоская, цилиндрическая и т.д.), от физических свойств жидкости в прослойке;

B от физических свойств жидкости в прослойке;

C от направления поверхности;

D от ускорения свободного парения;

E от химического состава жидкости прослойки.

176 Конвективная теплоотдача через прослойки жидкости или газа при естественной конвекции в ограниченном объеме рассчитывается для плоских прослоек по уравнению:

A ;

B ;

C ;

D ;

E .

177 Коэффициент теплоотдачи при естественной конвекции в большом объеме зависит от многих факторов, в том числе: для вертикальной поверхности коэффициент теплоотдачи зависит от режима течения в пограничном слое. Как рассчитывается коэффициент теплоотдачи для переходного режима:

A уравнение для расчета коэффициента теплоотдачи отсутствует из-за невозможности аналитического описания гидродинамики и характера теплообмена в этой области. Оценивается коэффициент теплоотдачи приближенно: находят среднеарифметическое значение α для турбулентного и ламинарного режимов;

B принимают коэффициент теплоотдачи как для ламинарного режима движения;

C принимают коэффициент теплоотдачи как для турбулентного режима движения;

D коэффициент теплоотдачи увеличивается в 2 раза по сравнению с коэффициентом для ламинарного движения;

E коэффициент теплоотдачи уменьшают в 2 раза по сравнению с коэффициентом для ламинарного движения.

178 Какой критерий определяет движение жидкости в условиях свободной конвекции:

A , где Nu – число Нуссельта;

B , где – критерий Рейнольдса;

C , где Sc – число Шмидта;

D , где Ar – число Архимеда;

E , где Sh – число Шервуда.

179 Какой критерий определяет движение жидкости при свободной конвекции в случае теплообмена:

A , где Gr – это критерий Грасгофа;

B , где – критерий Рейнольдса;

C , где Sh – число Шервуда;

D , где Sc – число Шмидта;

Е , где Nu – число Нуссельта.

180 Эмпирические фор­мулы, используемые для практических расчетов процессов тепло- и массоотдачи при свободном движении записываются зависимостями вида:

A , , где Nu, Re, Pr,Sh, Sc – числа Нуссельта, Рейнольдса, Прандтля, Шервуда, Шмидта;

B , , где Nu, Re, Sh, Sc – числа Нуссельта, Рейнольдса, Шервуда и Шмидта;

C и , где Nu, Pr, Sh, Gr, Sc – числа Нуссельта, Прандтля, Шервуда, Грасгофа и Шмидта;

D и , где Ar, Re – числа Архимеда и Рейнольдса;

E и , Gr, Re – числа Грасгофа и Рейнольдса.

181 Для определения количества теплоты, проходящего через единицу поверхности стенки в единицу времени, применяют закон Фурье в виде

или , где составляющие параметры следующие:

А t_c1 и t_c2 – температуры на поверхности стенки, δ – определяющий размер стенки, λ – постоянный коэффициент теплопередачи, R – тепловая проводимость стенки, q – тепловой поток;

В t_c1 и t_c2 – температуры на поверхности стенки, δ – толщина стенки, λ – постоянный коэффициент теплопроводности стенки, R – термическое сопротивление стенки, q – тепловой поток;

C t_c1 и t_c2 – температуры на поверхности стенки, δ – характерный размер стенки, λ – постоянный коэффициент теплоотдачи, R – газовая постоянная, q – тепловой поток;

D t_c1 и t_c2 – температуры на поверхности стенки, δ – геометрический размер стенки, λ – постоянный коэффициент теплопередачи, R – газовая постоянная, q – тепловой поток;

E t_c1 и t_c2 – температуры на поверхности стенки, δ – истинная теплоемкость стенки, λ – постоянный коэффициент теплопроводности, R – газовая постоянная, q – тепловой поток.

182 Для трехслойной плоской стенки тепловой поток q может быть вычислен по формуле , где составляющие параметры следующие:

А t₁, t₂ – постоянные температуры на поверхностях, δ₁ – δ₃ – коэффициенты теплоотдачи, λ₁ – λ₃ – коэффициенты теплопроводности слоев стенки; R₁ – R₃ – тепловая проводимость слоев стенки;

В t₁, t₂ – постоянные температуры на поверхностях стенки, δ₁, δ₂, δ₃ – толщины слоев стенки, λ₁, λ₂, λ₃ – коэффициенты теплопроводности слоев стенки; R₁ – R₃ – термическое сопротивление слоев стенки;

C t₁, t₂ – постоянные температуры на поверхностях, δ₁ – δ₃ – определяющие размеры слоев стенки, λ₁ – λ₃ – коэффициенты теплопередачи слоев стенки; R₁ – R₃ – термическое сопротивление слоев стенки;

D t₁, t₂ –температуры окружающей среды с внутренней и наружной сторон стенки, δ₁, δ₂, δ₃ – толщины слоев стенки, λ₁ – λ₃ – коэффициенты теплоотдачи слоев стенки; R₁ – R₃ - термическое сопротивление слоев стенки;

E t₁, t₂ – постоянные температуры на поверхностях стенки, δ₁, δ₂, δ₃ – толщины слоев теплоизоляции стенки, λ₁, λ₂, λ₃ – коэффициенты теплоотдачи слоев стенки; R₁ – R₃ – термическое сопротивление слоев стенки.

183 Тепловой поток в цилиндрической однослойной стенке определяется уравнением , в котором:

A d₁ и d₂ – внутренний и наружный диаметры стенки, ℓ - длина стенки, t₁ и t₂ – постоянные температуры на внутренней и наружной поверхностях, λ – постоянный коэффициент теплопроводности;

B d₁ и d₂ – внутренний и наружный диаметры стенки, ℓ - геометрический размер стенки, t₁ и t₂ –температуры среды со стороны внутренней и наружной поверхностей, λ – постоянный коэффициент теплопроводности;

C d₁ и d₂ – внутренний и наружный диаметры стенки, ℓ - длина стенки, t₁ и t₂ – температурный напор;

D d₁ и d₂ – внутренний и наружный диаметры стенки, ℓ - длина стенки, t₁ и t₂ – градиент температуры, λ – коэффициент теплоотдачи;

E d₁ и d₂ – толщины стенки, ℓ - характерный размер тела, t₁ и t₂ – постоянные температуры на внутренней и наружной поверхностях, λ – коэффициент теплопередачи.

184 В формуле закона Фурье для теплового потока через плоскую стенку толщиной δ параметр Q имеет соответствующую размерность и представляет собой:

A Вт – тепловой поток (теплота, передаваемая через изотермическую поверхность F за время τ = 1 с);

B Дж – теплота, передаваемая через изотермическую поверхность F, м² за промежуток времени τ, с;

C Вт/м² – плотность теплового потока (теплота, передаваемая через F = 1 м² за время τ = 1 с);

D Вт/м – линейная плотность теплового потока (теплота, передаваемая через стенку трубы длиной ℓ = 1 м за время τ = 1 с);

E Дж/с – количество теплоты, передаваемое за время τ, с.

185 При решении задач теории теплопроводности необходимо задавать условия однозначности. В условия однозначности входят:

А начальные условия: распределение температуры в объеме тела в некоторый момент времени (t=0), принимаемый за начало отсчета;

В геометрические условия, определяющие форму и размеры тела; физические параметры материала: λ, ρ, с;

С геометрические условия; физические параметры материала: λ, ρ, с; начальные условия; граничные условия;

D физические параметры материала: λ, ρ, с; граничные условия, характеризующие тепловое взаимодействие окружающей среды с поверхностью тела;

E начальные условия: распределение температуры в объеме тела в некоторый момент времени (t=0), принимаемый за начало отсчета; граничные условия, характеризующие тепловое взаимодействие окружающей среды с поверхностью тела.

186 Граничные условия при решении ряда задач задаются тремя различными способами. Граничные условия первого рода – это значит:

A температура по всей поверхности тела постоянная и неизменная во времени;

B задается величина градиента температуры на поверхности тела, и плотность теплового потока неизменная по всей поверхности тела;

C плотность теплового потока на поверхности тела задается на основе постулата Фурье ;

D задается распределение температуры по всей поверхности тела и изменение этого распределения во времени, т.е. задается функция ;

E задается связь между известной температурой окружающей среды и неизвестными температурами поверхности тела и градиентом температуры на поверхности.

187 Граничные условия при решении ряда задач задаются тремя различными способами. Граничные условия третьего рода – это значит:

A задается величина градиента температуры на поверхности тела, и плотность теплового потока неизменная по всей поверхности тела;

B задаются температура окружающей среды или внешнего источника (стока) тепла Т₀ и закон теплообмена между средой и поверхностью тела;

C задается распределение температуры по всей поверхности тела и изменение этого распределения во времени;

D температура по всей поверхности тела постоянная и неизменная во времени;

E плотность теплового потока постоянная во времени и неизменная по всей поверхности тела.

188 Дана пластина толщиной δ, распределение температуры по толщине пластины имеет вид: . Определить тепловой поток, проходящий через пластину.

A из уравнения теплопроводности записываем уравнение для стационарного температурного поля , откуда получим значение теплового потока ;

B решая дифференциальное уравнение теплопроводности относительно q получим ;

C тепловой поток из закона Фурье записывается как , откуда, используя заданный закон распределения температуры по толщине, получаем ;

D из уравнения стационарного температурного поля и заданного распределения температуры по толщине запишем для потока ;

E из уравнения теплопроводности и граничных условий третьего рода записываем для теплового потока через пластину .

189 Как называется процесс переноса тепла от одной среды (жидкой или газообразной) к другой через твердую стенку и какие процессы он включает в себя?

A теплоотдача и три процесса: излучением от одной среды к стенке, перенос тепла конвекцией через толщину стенки, излучением от стенки ко второй среде;

B теплообмен и три процесса: теплообмен излучением от одной среды к поверхности стенки, теплообмен теплопроводностью через толщину стенки, теплообмен излучением от стенки ко второй среде;

C массообмен и три процесса: конвективный массообмен от одной среды к стенке, молекулярный перенос диффузией по толщине стенки, конвективный массообмен от стенки ко второй среде;

D теплопередача и три процесса: конвективная теплоотдача от одной среды к поверхности стенки, перенос тепла теплопроводностью через толщину стенки, конвективную теплоотдачу от поверхности стенки ко второй среде;

E теплоотдача и два процесса: теплоотдача излучением от одной среды к поверхности стенки и теплоотдача излучением от поверхности стенки ко второй среде.

190 Для описания процессов конвективной тепло- и массоотдачи используют выражения: и , где составляющие представляют собой:

A α – коэффициент температуропроводности, β – коэффициент объемного расширения, Т₀ и Т _w – температурный напор; ρ_i0 и ρ _iw – парциальные плотности i-го компонента смеси в жидкости и на поверхности;

B первое выражение – формула Ньютона для теплоотдачи, второе – закон Фурье;

C α – коэффициент теплопередачи, β – коэффициент массоотдачи, Т₀ и Т _w – температурный напор; ρ_i0 и ρ _iw – разность плотностей по высоте слоя;

D α – коэффициент теплопередачи, β – коэффициент массоотдачи, Т₀ и Т _w – температурный напор; ρ_i0 и ρ _iw – концентрации i-го компонента смеси в жидкости и на поверхности;

E α – коэффициент теплоотдачи, β – коэффициент массоотдачи, Т₀ и Т _w – температуры жидкости и поверхности соответственно; ρ_i0 и ρ _iw – парциальные плотности i-го компонента смеси в жидкости и на поверхности.

191 Суммарная величина плотности теплового потока в движущейся теплопроводной жидкости записывается в виде уравнения , параметры которого зависят:

A: – зависит от параметров потока, – определяют по уравнению Фурье;

B плотность теплового потока на поверхности зависит от скорости и направления движения жидкости, и от режима движения;

C плотность теплового потока на поверхности зависит от температур поверхности и жидкости, от физических свойств жидкости (от коэффициента теплопроводности λ);

D плотность теплового потока на поверхности зависит от формы и качества поверхности твердого тела;

E плотность теплового потока пропорциональна градиенту объемной энтальпии .

192 Плотность конвективного теплового потока зависит от параметров, характеризующих движение жидкости , где:

А – угловая скорость потока, ρ – плотность и Т – температура, – коэффициент переноса количества движения, с_р – теплоемкость;

В – линейная скорость потока, ρ – удельный вес и Т – температура, – коэффициент переноса тепла, с_р – теплоемкость;

С – вектор скорости потока, ρ – плотность и Т – температура, – плотность потока массы, с_рТ – теплота в единице массы (энтальпия);

D – вектор скорости потока, ρ – плотность и Т – температура, – коэффициент переноса тепла, с_рТ – теплота в единице объема;

E – градиент плотности потока, ρ – удельный вес и Т – температура, – плотность потока массы, с_рТ – теплота в единице массы.

193 Особенностью теплопередачи через цилиндрическую стенку является тот факт, что имеется такая величина наружного диаметра этой стенки (d_КР), которая соответствует минимуму суммарного линейного теплового сопротивления и при постоянной разности температур – максимуму линейной плотности теплового потока, т.е. максимуму тепловых потерь через стенку. Какой материал может обеспечить эффективную теплоизоляцию трубопроводов, трубчатых печей и водоохлаждаемых элементов печей?

A эффективную теплоизоляцию будет обеспечивать только такой материал, для которого при выполняется условие , где d₂ – наружный диаметр неизолированного трубопровода;

B эффективную теплоизоляцию будет обеспечивать только такой материал, для которого , где d₂ – наружный диаметр неизолированного трубопровода;

C эффективную теплоизоляцию будет обеспечивать только такой материал, для которого , где d₂ – наружный диаметр неизолированного трубопровода;

D эффективную теплоизоляцию будет обеспечивать только такой материал, для которого и , где d₂ – наружный диаметр неизолированного трубопровода;

E эффективную теплоизоляцию будет обеспечивать только такой материал, для которого и , где d₂ – наружный диаметр неизолированного трубопровода.

194 Решение уравнения теплопроводности при нестационарном режиме одним из аналитических методов дает результат в виде безразмерной температуры Θ как функции критерия Био, числа Фурье и безразмерной координаты Х: . Координата Х: для пластины 0<X<1, для бесконечного цилиндра и шара 0<R<1.

Записать алгоритм определения температур на поверхности и в центре тел (для пластины; для цилиндра и шара) с помощью графиков.

А определение коэффициентов теплопроводности и температуропроводности для среды и коэффициента теплоотдачи для поверхности тела по справочникам, затем по графикам и определение параметра Θ, и вычисление t из уравнения ;

В определение коэффициентов теплоотдачи и теплопроводности для среды и коэффициента теплоотдачи для поверхности тела по справочникам, затем по графикам и определение параметра Θ, и вычисление t из уравнения ;

С рассчитываются комплексы подобия Био и Фурье по известным данным, затем с помощью графиков и для безграничной пластины и графиков и для цилиндра и шара определяется безразмерная температура Θ в середине и на поверхности тела. Из уравнения вычисляем температуру t на поверхности и в середине тела;

D определение коэффициентов теплопередачи и температуропроводности для среды и коэффициента теплоотдачи для поверхности тела по справочникам, затем по графикам и определение параметра Θ, и вычисление t из уравнения ;

E рассчитываются комплексы подобия Био и Фурье по известным данным, отыскиваются по справочникам коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи, затем с помощью графиков и определяется безразмерная температура Θ в середине и на поверхности тела. Из уравнения вычисляем температуру t на поверхности и в середине тела.

195 При закалке изделий в жидкостях, температура кипения которых ниже температуры нагрева изделия под закалку, коэффициент теплоотдачи от поверхности изделия к кипящей жидкости имеет порядок 10³÷10⁴ Вт/(м²·К). Что происходит с температурой поверхности тела, и какое значение имеет критерий Био?

А разность температур между средой и поверхностью тела записывается как , откуда при заданном значении коэффициента α→∞ ;

В заданное значение коэффициента теплоотдачи означает α→∞, и соответственно критерий Bio→∞ (практически при Bio≥100). Это означает, что температура поверхности тела в момент времени t = 0 мгновенно достигает температуры окружающей среды (жидкость для закалки) и остается постоянной и равной температуре кипения жидкости;

Дата добавления: 2015-08-28