1 – Основные понятия технической термодинамики 7 страница

242 При нагреве в печи в случае симметричного подвода тепла к поверхности нагреваемого тела «холодной» точкой является:

A место подвода тепла;

B опорная поверхность тела;

C точка подвеса тела;

D центр тела;

E точка центра тяжести тела.

243 При нагреве в печи в случае одностороннего подвода тепла к поверхности нагреваемого тела «холодной» точкой является:

A точка, наиболее удаленная от тепловоспринимающей поверхности;

B место подвода тепла;

C опорная поверхность тела;

D точка подвеса тела;

E точка центра тяжести тела.

244 Рациональный режим нагрева металла должен обеспечить удов­летворение ряда требований, некоторые из которых входят в про­тиворечие друг с другом. При выборе режима нагрева во многом опреде­ляются тем, насколько велика разность температур, возникающая по сечению нагреваемого тела.

Известно, разность температур по сечению при нагреве и охлаждении тел стремится к нулю при условии Вi → 0. Установлено, что пренебрежимо малая разность температур по сечению имеет место:

A при условии Вi > 0,30;

B при условии Вi = 0,45;

C при условии Вi ≥ 0,50;

D при условии Вi = 0,80.

E при условии Вi ≤ 0,25;

245 Рациональный режим нагрева металла должен обеспечить удов­летворение ряда требований, некоторые из которых входят в про­тиворечие друг с другом. При выборе режима нагрева во многом опреде­ляются тем, насколько велика разность температур, возникающая по сечению нагреваемого тела.

Известно, разность температур по сечению при нагреве и охлаждении тел стремится к нулю при условии Вi → 0. При значениях Вi ≥ 0,5 воз­никающей разностью температур пренебрегать нельзя, и такие тела рассматривают:

A как тела с высоким временным сопротивлением;

B как каркасные тела;

C как массивные – учитывают возни­кающую неравномерность температуры по сечению слитков и за­готовок при выборе режима их нагрева;

D как тела с высоким коэффициентом жесткости;

E как тела с высокой удельной плотностью.

246 Режим нагрева тонких тел следует выбирать таким образом, что­бы продолжительность нагрева до заданной температуры была как можно меньше, исходя из соображений повышения производи­тельности печи и уменьшения количества образующейся окали­ны. Режим, удовлетворяющий этому требованию, характеризуется постоянной температурой греющей среды либо во времени, либо по длине рабочей камеры (рисунок). Такой режим называется:

A комбинированным;

B смешанным;

C прерывистым;

D идеальным;

E одноступенчатым.

247 Нагрев термически тонких тел может быть осуществлен по двухступенчатому режиму. Для двухступенчатого режима ха­рактерно наличие участка с изменяю­щейся температурой греющей среды и участка с постоянной температурой (рис.). При таком режиме нагрева:

A интенсивность теплоотдачи будет ниже и общее время нагрева больше;

B в каждом из этих периодов условия теплообмена определяются допустимыми скоро­стями нагрева;

C в каждом из этих периодов условия теплообмена определяются реальными возможностями подвода тепла к нагреваемой поверхности в печах разных конструкций;

D если термические напряжения представляют опасность для слитка или заготовки, то первый период нагрева осуществ­ляют замедленно;

E неизбежен более высокий удельный расход топлива и снижение коэффициента полезного теплоиспользования в печи.

248 Наличие существенной разности температур по сечению слит­ка или заготовки в конце нагрева, при которой они не могут быть выданы из печи, заставляет либо снижать скорость нагрева во всем температурном интервале нагрева, либо предусматривать период выдержки металла в печи. Назначением пери­ода выдержки является:

A устранение чрезмерной разности темпера­тур по сечению при неизменной температуре поверхности;

B обеспечить минимальную продол­жительность пребывания металла в печи при безопасной (с точ­ки зрения термических напряжений) скорости нагрева;

C нагрев с пониженной скоростью – процесс осуществляется при посте­пенно возрастающей температуре греющей среды;

D обеспечить минимальную продол­жительность пребывания металла в печи при допустимой (с технологической точки зрения) конечной разности температур по сечению;

E выбор плотности теплового потока исходя из допус­тимой разности температур по сечению.

249 Выбор и рас­чет рационального режима нагрева необходим в каждом конкретном слу­чае. Режим нагрева должен обеспечивать:

A величину плотности теплового потока исходя из допус­тимой разности температур по сечению;

B минимальную продол­жительность пребывания металла в печи при безопасной (с точ­ки зрения термических напряжений) скорости нагрева и при допустимой (с технологической точки зрения) конечной разности температур по сечению;

C уменьшение потерь металла вследствие его окисления;

D более низкий удельный расход топлива;

E стабильный коэффициент полезного теплоиспользования в печи.

250 Второй период нагрева двухступенчатого режима осуществляют при посто­янной температуре греющей среды. Температура по­верхности в течение второго периода:

A остается постоянной;

B выравнивается относительно температуры первого периода;

C понижается до заданного значения;

D достигает заданной величи­ны, а разность температур по сечению не превышает допустимо­го значения;

E зависит от продолжительности периода нагрева.

251 Трехступенчатый режим нагрева позволяет более эффектив­но нагревать массивные тела, для которых термические напряже­ния представляют значительную опасность. В первую очередь это относится:

A к тонкостенным заготовкам;

B к бесконечным пластинам правильной формы;

C к металлическому прокату круглого сечения;

D к слиткам холодного посада и литым слябам и заготов­кам, получаемым на машинах непрерывного литья и отличающим­ся высоким уровнем остаточных напряжений, к сплавам с низкой теплопроводностью;

E к заготовкам с коэффициентом несимметричности нагрева μ = 1.

252 Основой расчета нагрева массивных тел являются решения задач теплопроводности при различных граничных условиях:

A рассматриваются законы лучевого теплообмена;

B рассматриваются режимы нагрева по отдельным перио­дам для выявления вида граничных условий, полное время пребы­вания металла в печи находят как сумму времен нагрева в каж­дом из периодов;

C уравнения сложного теплообмена;

D уравнения стационарной теплопроводности;

E рассматриваются уравнения механики жидкости и газов.

253 Двухступенчатый режим нагрева термически массивного тела. Из решения задачи теплопроводности можно получить выражение для максимальной разности темпера­тур по сечению металла, которая не должна превышать величину уже установленной максимально допустимой разности температур ∆Tдоп:

где - плотность теплового потока, подводимого к поверхнос­ти металла, Вт/м²; λ – коэффициент теплопроводности металла, Вт/(м·К); δ – прогреваемая толщина тела, м.

Из этого выражения можно найти:

A коэффициент теплопроводности λ;

B геометрический размер тела δ;

C температурный напор ΔТ;

D величину максимально допустимой плотности теплового потока , обеспечивающего бе­зопасный нагрев металла. Эта величина должна быть обеспечена условиями внешнего теплообмена;

E относительное время нагрева.

254 Во втором периоде двухступенчатого режима нагрева термически массивного теланагрев происходит при посто­янной температуре греющей среды. Процесс нагрева описывается задачей теплопроводности при граничных условиях III рода с неравномерным распределе­нием температуры в теле в начальный момент.

В реальных условиях на­грева металла в печах обычно соблюдается условие Fо ≥ 0,3. Это позволяет:

A использовать для рас­чета аналитическое решение при граничных условиях III рода, подставляя в качестве начального условия постоянную температуру тела в конце первого периода;

B применить основное свойство регулярного режима;

C завершить период нагрева при любой температуре тела;

D сократить общее время нагрева;

E коэффициент теплоотдачи излучением считать постоянным.

255 Для практического использования решения нагрева массивного тела при граничных условиях III рода можно применять:

А уравнения нестационарной теплопроводности;

В графические зависимости между критериями , известные под названием номограмм Д. В. Будрина;

C уравнения сложного теплообмена;

D уравнения стационарной теплопроводности;

E уравнения теплопередачи.

256 Утилизация тепла отходящих дымовых газов может быть выполнена принципиально двумя методами:

A прямотоком и противотоком дымовых газов;

B турбулентным и ламинарным режимами движения газов;

C с возвратом части тепла, отобранного у дымо­вых газов, обратно в печь и без возврата этого тепла в печь;

D конвективным и радиационным теплообменом;

E с применением законов Стефана-Больцмана и Планка.

257 Для утилизации тепла методом возврата части тепла в печь используют:

A тепловые насосы;

B теплообмен­ники рекуперативного и регенеративного типов;

C тепловые двигатели;

D компрессоры и тепловые двигатели;

E паровые турбины.

258 Тепло отходящих дымовых газов при утилизации без возврата в печь используется:

A в двигателях внутреннего сгорания;

B в котлах-утилизаторах;

C в теп­лосиловых котельных и турбинных установках;

D в рекуператорах;

E в регенераторах.

259 Для нормальной работы печи следует каждый час в рабочее пространство подавать необходимое количество тепла. В это ко­личество тепла входит как тепло топлива Q _х, так и тепло подогретого воздуха или газа Q_ф: . При увеличение Q _Ф позволит:

A увеличить площадь теплообмена;

B уменьшить габариты теплосиловой установки;

C сократить время нагрева шихты;

D уменьшить Q _х;

E увеличить время плавления шихты.

260 Утилизация тепла отходящих дымовых газов позволяет достичь экономии топлива, которая зависит от:

A годовой программы выпуска продукции;

B времени суток;

C вещественного состава сырья;

D степе­ни утилизации тепла дымовых газов: , где I_В, I_Д – соответственно энтальпия подогретого воздуха и отходящих из рабочего пространства дымовых газов, кВт, или кДж/период;

E технологического регламента процесса.

261 Степень утилизации тепла может быть названа:

A приведенным коэффициентом теплопередачи;

B коэффициентом полезного действия рекуператора (регенератора) , где - энтальпия дымовых газов при темпе­ратуре горения; I_В - энтальпия подогретого воздуха;

C постоянной μ в решении характеристического уравнения;

D тепловым балансом процесса;

E универсальной физической постоянной.

262 Теплообменники регенеративного типа – их недостатки:

А высокие эксплуатационные затраты;

В значительные вибрационные нагрузки;

С не могут обеспечить постоянную температуру подогрева воздуха или газа, которая падает по мере остывания кирпичей на­садки, что ограничивает возможность автоматичес­кого регулирования печи;

D низкая производительность;

E сложность конструкции.

263 Регенераторы могут работать при весьма высокой температуре дымовых газов (при какой температуре?), при которой рекуператоры устойчиво пока не могут работать:

A 1000-1100 ⁰С;

B 750 – 900 ⁰С;

C 1500-1600 ⁰С;

D 1100 – 1200 ⁰С;

E 900 – 1000 ⁰С.

264 Существует оптимальное в теплотехническом отношении время между перекидкой клапанов регенератора, т. е. между следующими друг за другом изменениями поступления газообразных сред. У возду­хонагревателей доменных печей длительность воздушного t _B и дымового t _Д периодов, число воздухонагревателей n на одну печь связаны следующим образом:

A , где δ, х – геометрические параметры регенератора; t_c1, t_c2 – температура на входе и выходе из регенератора;

B , - где ∆₁, ∆ ₂ – геометрические параметры регенератора; t_c1, t_c2 – температура на входе и выходе из регенератора;

C , где t_п – длительность перекидки клапанов;

D – температурный напор с учетом схемы движения теплоносителей;

E – поправка на взаимное поглощение, уменьшает суммарную степень черноты излучающих газов.

265 Требования, предъявляемые к насадке регенеративного теплообменника:

A высокая ударная прочность;

B степень черноты ε = 0,5;

C максимальная удельная поверхность нагрева, минимальная опасность засорения;

D плотность материала ρ < 1;

E режим движения среды – ламинарный.

266 Материал, из которого выполняют насадку, должен характери­зоваться:

A соответствующей огнеупорностью, термостойкостью и обладать определенным сопротивлением деформации под нагруз­кой при повышенных температурах;

B стойкостью к воздействию ряда шлаков;

C определенным коэффициентом теплопроводности;

D степенью черноты ε = 0,7;

E стойкостью к вибрационным нагрузкам.

267 Ячейкой регенеративной насадки называется сечение, свобод­ное для прохода газов. Размер ячейки определяется видом и назначением насадки. Например, регенераторы нагревательных колодцев и печей с выкатным подом выполняют преимущественно:

A с насадкой Сименса;

B с насадкой Каупера;

C блочные;

D брусковые;

E насадки Петерса.

268 Регенераторы мартеновских печей работают в условиях высо­ких температур и интенсивного воздействия шлаковой пыли. В мартеновских печах объем газовых и воздуш­ных насадок должен быть в пределах:

A 3,0 м³/м² пло­щади пода печи;

B 4,0-5,0 м³/м² пло­щади пода печи;

C 40 м³/м² пло­щади пода печи;

D 8,0 м³/м² пло­щади пода печи;

E 2,0-3,0 м³/м² пло­щади пода печи.

269 Расчет регенераторов проводят на цикл их работы. Основной целью расчета является:

A определение коэффициента теплопроводности;

B определение общей поверхности нагрева F (и общего объема V) регенератора;

C определение работы расширения газа;

D расчет габаритных размеров регенератора;

E технико-экономическое обоснование конструкции.

270 В теплотехническом отношении целесообразно, чтобы вся тол­щина кирпича насадки принимала участие в процессе аккумуляции тепла. Для достижения этого необходимо, чтобы значение коэффициента аккумуляции тепла в кирпиче насадки (от этого зависит коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к воздуху) было:

A η_K> 1/3;

B η_K = 1/3;

C η_K< 1/3;

D η_K≤1/3;

E η_K> 0,1.

При η_K > 1/3 для всех насадок, кроме брусковой, рекомендуется принимать ψ = 1/3, для брусковой ψ = 1/4.

ψ – коэффициент, учитывающий внутреннее тепловое сопротивление насадки при реальных циклических условиях ее работы;

271 В рекуперативных теплообменниках отсутствует вынос газа в дымовую трубу, они меньшего объема и массы, возможность автоматизации и контроля тепловой работы печи. Од­нако им свойственны такие недостатки как:

A при подогреве топлива имеет место вынос газа через дымовую трубу;

B низкая огнестойкость (металлических рекуператоров) и низкая газоплотность (керамических рекупера­торов);

C прекращение питания печи теплом при перекидке клапанов;

D не могут обеспечить постоянную температуру подогрева воздуха или газа;

E весьма большие объем и масса.

272 Любой рекуператор представляет собой теплообменный аппа­рат, работающий в условиях, близких к стационарному тепловому состоянию, когда тепло:

A постоянно передается от остывающих ды­мовых газов к нагревающемуся воздуху (газу) через разделитель­ную стенку;

B не оказывает влияния на коэффициент теплоотдачи;

C рассеивается в окружающей среде;

D не может обеспечить постоянную температуру подогрева воздуха или газа;

E перестает поступать в печь.

273 Полное количество тепла Q, Вт, переданного в рекуператоре, оп­ределяют по уравнению:

A , где α – коэффициент теплоотдачи; t_c и t_ж – температуры стенки и жидкости; F – поверхность нагрева;

B , где К – коэффициент теплопередачи от дыма к воз­духу (газу); ∆T_ср – средняя разность температур между дымовыми газами и воздухом (га­зом); F – поверхность нагрева;

С , где Q _х – тепло топлива, Q_ф - тепло подогретого воздуха или газа;

D , где М – масса жидкости; с_p - удельная теплоемкость жидкости;t₁и t₂ – начальная и конечная температуры нагрева поверхности;

E , где с – удельная теплоемкость тела; m – масса тела; – разность температур.

274 Передача тепла в рекуператорах осуществляется:

A от дымовых газов к стенкам рекуперативных элементов - через разделительную стенку - от стенки к нагреваемому возду­ху или газу;

B при свободном движении дымовых газов;

C лучистым теплообменом от дымовых газов;

D сложным теплообменом по поверхности рекуператора;

E при вынужденной конвекции дымовых газов.

275 На дымовой стороне рекуператора тепло от дымовых газов к стенке передается конвекцией и излучением. Следовательно, ко­эффициент теплоотдачи на дымовой стороне равен:

A где Q_K - количество теплоты, отдаваемое дымовыми газами конвекцией; t_c, t_ж – температуры стенки и среды; F – площадь нагреваемой поверхности;

B , где ^— коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке конвекцией, Вт/(м²·К); - коэффициент теплоотдачи от ды­мовых газов к стенке излучением, Вт/(м²·К);

C из определения критерия Нуссельта ;

D , где ^— коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке конвекцией, Вт/(м²·К); - коэффициент теплоотдачи от ды­мовых газов к стенке излучением, Вт/(м²·К);

E – коэффициент теплопередачи, откуда определяется ко­эффициент теплоотдачи.

276 На воздушной стороне рекуператора при нагреве газа теп­ло от стенки к газу передается – конвекцией и излучением. Коэффи­циент теплоотдачи:

A – коэффициент теплопередачи, откуда определяется ко­эффициент теплоотдачи;

B , где ^— коэффициент теплоотдачи от стенки к газу конвекцией, Вт/(м²·К); - коэффициент теплоотдачи от стенки к газу излучением, Вт/(м²·К);

C из определения критерия Нуссельта ;

D где Q_K - количество теплоты, отдаваемое дымовыми газами конвекцией; t_c, t_ж – температуры стенки и среды; F – площадь нагреваемой поверхности;

E , где ^— коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке конвекцией, Вт/(м²·К); - коэффициент теплоотдачи от ды­мовых газов к стенке излучением, Вт/(м²·К).

277 В рекуператорах движение газообразной среды может быть противоточным, перекрестным и прямоточным (рис). При противоточном дви­жении конечная температура воздуха (иначе говоря, темпера­тура подогрева воздуха) может быть выше конечной температуры дымовых газов , чего никогда не может быть при прямоточ­ной схеме движения. Эффективную противоточную схему ис­пользуют:

A при естественной конвекции жидкости;

B в керамических и металлических рекуператорах при от­носительно невысоких температурах отходящих дымовых газов;

C при вынужденной конвекции жидкости;

D при свободном движении жидкости;

E в теплопередаче со сложным теплообменом на поверхностях.

278 В рекуператорах движение газообразной среды может быть противоточным, перекрестным и прямоточным. Прямоточную схему применяют:

A для металлических рекуператоров в том случае, если температура дымовых газов настолько велика, что возникает опасность в отношении стойкости материала реку­ператора;

B в теплопередаче со сложным теплообменом на поверхностях;

C при вынужденной конвекции жидкости;

D при естественной конвекции жидкости;

E при свободном движении жидкости.

279 Требования к конструкции рекуператоров:

A высокая удельная поверхность нагрева на 1 м³ рекуперативной насадки, что способствует максимальной компактности рекуператора;

B степень черноты ε = 0,5;

C низкий уровень звукового давления;

D лакокрасочное покрытие поверхности;

E удобство транспортировки.

280 Металлические рекуператоры конструктивно могут быть следующего исполнения:

A конвективные (могут быть игольчатыми и трубчатыми сварными), радиационные и комбинированные конвективно-радиационные;

B рекуператор из фасонных кирпичей четырех марок;

C карбо-шамотный трубчатый рекуператор;

D рекуператоры с петлеобразной формой труб;

E щелевые и трубчатые радиационные рекуператоры.

281 Эффективность работы керамических рекуператоров в основ­ном зависит от величины суммарного коэффициента теплопере­дачи, герметичности и удельной поверхности нагрева (м²/м³ на­садки рекуператора). Конструкция рекуператора в значительной степени влияет не только на эти основные характеристики, но и на работу рекуператора в целом. Керамические рекуператоры со­бирают из отдельных труб или блоков, поэтому в насадке боль­шое число швов. На отечественных предприятиях применяют:

A шамотные - из фасонных вертикально установленных кирпичей четырех марок, и карбо-шамотные рекуператоры - собирают из восьмигран­ных трубок высотой 300-400 мм, которые располагают в шах­матном порядке и соединяют между собой шамотными восьми­гранными муфтами;

B конвективные (могут быть игольчатыми и трубчатыми сварными), радиационные и комбинированные конвективно-радиационные;

C щелевые и трубчатые радиационные рекуператоры;

D рекуператоры с петлеобразной формой труб;

E трубчатые рекуператоры корзиночной конструкции.

282 Металлические рекуператоры: 1) преимущества и 2) недостатки по сравнению с керамическими:

A 1) более высокий коэффициент теплопередачи и большая удельная поверхность нагрева; 2) малая стойкость против воздействия высоких температур;

B 1) могут устойчиво работать при температуре дымовых газов 1200 – 1350 ⁰С; 2) громоздки, меньший коэффициент теплопередачи, мало герметичны и не пригодны для подогрева газа;

C 1) наименьшее гидравлическое сопротивление; 2) обеспечивается подогрев воздуха до 800 - 850 ⁰С;

D 1) размещают керамические рекуператоры только под печами; 2) они занимают много места и требуют устройства подземных боровов;

E 1) температура дымовых газов на входе в рекуператор не должна превышать 700-750 °С; 2) для увеличения стойкости рекуператоров их изготовляют из чугунов и сталей, легированных в основном хромом, кремнием и алюминием.

283 Керамические рекуператоры: 1) преимущества и 2) недостатки по сравнению с металлическими:

А 1) более высокий коэффициент теплопередачи и большая удельная поверхность нагрева; 2) малая стойкость против воздействия высоких температур;

В 1) могут устойчиво работать при температуре дымовых газов 1200 – 1350 ⁰С; 2) громоздки, меньший коэффициент теплопередачи, мало герметичны и не пригодны для подогрева газа;

C 1) размещают над печами; 2) нет необходимости в подземных боровах;

D 1) повышенная герметичность; 2) применяют для подогрева как воздуха, так и газа;

E 1) температура дымовых газов на входе в рекуператор не должна превышать 700-750 °С; 2) для увеличения стойкости рекуператоров их изготовляют из чугунов и сталей, легированных в основном хромом, кремнием и алюминием.

284 Целью расчета рекуперативного теплообменника является:

А определение направления движения газообразных сред;

В определение материальных затрат на изготовление рекуператора;

С определение размеров рекупе­ратора, обеспечивающих подогрев требуемого количества воздуха (газа) до необходимой температуры;

D определение эксплуатационных расходов;

E определение графика технологического обслуживания.

285 Работа керамического рекуператора в значительной степени за­висит от материала, из которого выполнены его элементы. Ра­ботая при весьма высоких температурах, материал рекуператора должен обладать:

A стойкостью к повышенным температурам, поэтому рекуператоры изготовляют из чугунов и сталей, легированных в основном хромом, кремнием и алюминием;

Дата добавления: 2015-08-28