- •Билет №1 Вопрос 1. Теплообмен при пузырьковом кипении
- •Вопрос 2. Коэффициент теплопроводности капиллярно-пористых материалов
- •Вопрос 3. Первая и вторая производные в численных методах решения задач теплопроводности
- •Вопрос 1. Режимы движения жидкости и их влияние на конвективный теплообмен
- •Вопрос 2. Нестационарная теплопроводность пластины при гу III рода.
- •Вопрос 3. Уравнение Ньютона-Рихмана
- •Билет №3 Вопрос 1. Закон Планка
- •Вопрос 2. Динамический и тепловой пограничные слои
- •Вопрос 3. Нестационарная теплопроводность полуограниченного тела при гу I рода.
- •Вопрос 1. Массопроводность через многослойную плоскую стенку
- •Вопрос 2. Расчетные и действительные коэффициенты теплопередачи в теплообменниках
- •Вопрос 3. Закон Вина
- •Билет №5 Вопрос 1. Теплопроводность плоской однослойной стенки
- •Вопрос 2. Теплоотдача при поперечном омывании одиночных труб
- •Вопрос 3. Радиационные характеристики селективных поверхностей
- •Билет №6 Вопрос 1. Теплообмен при продольном омывании пучков труб
- •Вопрос 2. Массопередача через многослойную плоскую стенку
- •Вопрос 3. Закон Кирхгофа
- •Вопрос 1. Теплопередача через однослойную плоскую стенку
- •Вопрос 2. Степень черноты
- •Вопрос 3. Коэффициент температуропроводности
- •Билет № 8 Вопрос 1. Регулярный тепловой режим
- •Вопрос 2. Виды излучения
- •Вопрос 3. Тепловые режимы
- •Билет №9 Вопрос 1. Массоперенос через тонкую однослойную стенку
- •Вопрос 2. Отражающая, пропускная, поглощательная способности тела
- •Вопрос 3. Градиенты температур, концентрации
- •Билет №10 Вопрос 1. Абсолютно белые, черные и прозрачные тела
- •Вопрос 2. Нестационарная теплопроводность полуограниченного тела при гу II рода
- •Вопрос 3. Тепло- и массообмен при контакте воздуха с поверхностью воды
- •Билет №11 Вопрос 1. Теплопроводность тонкого стержня
- •Вопрос 2. Эффективное и результирующее излучение
- •Вопрос 3. Избыточная и относительная безразмерная температуры
- •Билет №12 Вопрос 1. Влияние физических свойств теплоносителей на коэффициенты теплопередачи в теплообменниках.
- •Вопрос 2. Степень черноты диэлектриков. Вопрос 3. Факторы, влияющие на теплообмен при конденсации.
- •Вопрос 1. Эффективность теплообменных аппаратов
- •Вопрос 2. Степень черноты металлов
- •Вопрос 3. Конвективный теплообмен при поперечном обтекании коридорного пучка.
- •Билет №14 Вопрос 1. Интенсификация теплообмена при кипении
- •Вопрос 2. Геометрическая форма тела.
- •Вопрос 3. Теплопередача, теплоотдача, теплопроводность и тепловое излучение (общие понятия).
- •Билет №15 Вопрос 1. Гидравлический расчет теплообменных аппаратов
- •Вопрос 2. Теплообмен при поперечном обтекании плоской поверхности
- •Вопрос 3. Теплообмен при течении жидкости через пористую стенку
- •Билет №16 Вопрос 1. Интенсификация теплообмена при конденсации
- •Вопрос 2. Граничные и начальные условия
- •Вопрос 3. Критерии теплового подобия
- •Билет №17 Вопрос 1. Расчет температурного поля пластины конечных размеров при гу I рода
- •Вопрос 2. Теплопроводность сферической стенки
- •Вопрос 3. Физические процессы при конденсации
- •Вопрос 1. Закон Стефана-Больцмана
- •Вопрос 2. Теплоотдача при пленочной конденсации
- •Вопрос 3. Интенсификация теплообмена при свободном движении жидкости
- •Билет №19 Вопрос 1. Теплопередача через оребренную стенку
- •Вопрос 2. Нестационарная теплопроводность неограниченного цилиндра при гу I рода.
- •Вопрос 3. Закон Фурье
- •Билет №20 Вопрос 1. Теплообмен излучением между телами в неограниченном пространстве
- •Вопрос 2. Теплопередача через однослойную цилиндрическую стенку
- •Вопрос 3. Коэффициент массопередачи
- •Билет №21 Вопрос 1. Теплообмен при вынужденном ламинарном движении жидкости в трубах
- •Вопрос 2. Нестационарная теплопроводность полуограниченного тела при гу III рода
- •Вопрос 3. Теплопроводность газов
- •Билет №22 Вопрос 1. Теплопередача через многослойную цилиндрическую стенку
- •Вопрос 2. Критический тепловой поток при кипении
- •Вопрос 3. Аналогия процессов переноса теплоты и массы
- •Билет №23 Вопрос 1. Дифференциальное уравнение теплопроводности
- •Вопрос 2. Нестационарная теплопроводность неограниченной пластины при гу III рода
- •Вопрос 3. Определяющая температура, определяющий размер
- •Билет №24 Вопрос 1. Динамический и тепловой пограничные слои
- •Вопрос 2. Средний температурный напор в теплообменных аппаратах
- •Вопрос 3. Расчет температурного поля пластины по сетке прямоугольного типа при гу I рода
- •Билет №25 Вопрос 1. Графический метод расчета температурного поля многослойной плоской стенки при стационарном режиме
- •Вопрос 2. Коэффициент массоотдачи
- •Вопрос 3. Нестационарная теплопроводность полуограниченного тела при гу II рода
- •Билет №26 Вопрос 1. Градиент температуры и концентрации
- •Вопрос 2. Интенсификация теплообмена при вынужденном движении жидкости в трубах и каналах
- •Вопрос 3. Расчет температурного поля полуограниченного тела при гу I рода по сетке прямоугольного типа
- •Билет №27 Вопрос 1. Теплоотдача при поперечном обтекании шахматного пучка
- •Вопрос 2. Критический диаметр тепловой изоляции
- •Вопрос 3. Сущность решения задач нестационарного теплового режима
- •Билет №28 Вопрос 1. Классификация теплообменных аппаратов
- •Вопрос 2. Характер изменения температурного поля неограниченной пластины при различных значениях Био и гу III рода
- •Вопрос 3. Температурное поле
- •Билет №29 Вопрос 1. Коэффициент теплоотдачи
- •Вопрос 2. Нестационарная теплопроводность пластины при гу II рода
- •Вопрос 3. Теплообмен при вынужденном турбулентном движении жидкости в трубах
- •Билет №30 Вопрос 1. Теплопроводность цилиндрической стенки
- •Вопрос 2. Критерии гидромеханического подобия
- •Вопрос 3. Коэффициент теплопередачи
- •Билет №31 Вопрос 1. Теплопроводность металлов
- •Вопрос 2. Решение дифференциального уравнения теплопроводности для параллелепипеда и цилиндра конечных размеров
- •Вопрос 3. Расчет конечных температур теплоносителей в теплообменниках
- •Билет №32 Вопрос 1. Теплоотдача при поперечном обтекании одиночно расположенных труб
- •Вопрос 2. Математическая запись условий однозначности двух полуограниченных тел при гу IV рода
- •Вопрос 3. Теплоотдача жидкометаллических теплоносителей при вынужденном и свободном течении.
- •Билет№33 Вопрос 1. Теплопередача через сферическую стенку
- •Вопрос 2. Влияние экранов на лучистый теплообмен между поверхностями
- •Вопрос 3. Термическое контактное сопротивление
- •Билет №34 Вопрос 1. Физические процессы при кипении
- •Вопрос 2. Участки гидродинамической и тепловой стабилизации.
- •Вопрос 3. Расчет поверхности теплообмена рекуперативных теплообменников
- •Билет №35 Вопрос 1. Теплообмен при свободной конвекции в ограниченном пространстве
- •Вопрос 2. Лучистый теплообмен между газом и оболочкой
- •Вопрос 3. Теплообмен при капельной конденсации
Вопрос 3. Расчет температурного поля полуограниченного тела при гу I рода по сетке прямоугольного типа
Разностное отношение вперед:
Разностное отношение назад:
ДУ теплопроводности:
Заменяем разностными отношениями:
Если :
Пусть :
В общем случае :
Билет №27 Вопрос 1. Теплоотдача при поперечном обтекании шахматного пучка
Характеристикой любого пучка является:
внешний диаметр цилиндра (трубы);
расстояние между осями по глубине и ширине пучка.
Существуют понятия относительно шага по глубине пучка, относительно шага по ширине пучка.
Значение коэффициента теплоотдачи для 1-ого ряда составит 60% от α 3-его ряда, соответственно для 2-ого – 70% от 3-его.
Если , то α находим из выражения:
где – поправочный коэффициент на угол атаки.
Если , то:
Значение затабулировано.
Вопрос 2. Критический диаметр тепловой изоляции
Если мы рассмотрим однослойную или многослойную стенку и нужно уменьшить теплопотери, то наносят тепловую изоляцию (можно увеличить/уменьшить толщину стенки – но это может не дать эффект).
Линейное термическое сопротивление:
где – линейное термическое сопротивление теплопередаче у внутренней поверхности;
–линейное термическое сопротивление теплопроводности цилиндрической стенки;
–линейное термическое сопротивление теплопередаче у внутренней поверхности.
Т.е. зависит от каждой составляющей.
Продифференцируем по и приравняем к нулю:
–критический диаметр однослойной цилиндрической стенки.
Увеличение диаметра не приводит к уменьшению теплопотерь, пока d не станет критическим, а затем с увеличением диаметра уменьшаются эти потери.
Если увеличить внешний диаметр однослойной цилиндрической стенки при этом d<dкр - то Re будет уменьшаться до тех пор пока d=dкр. С дальнейшим увеличением d Re будет увеличиваться:
–термическое сопротивление теплопередаче у внешней поверхности цилиндрической стенки;
–сопротивление теплопроводности цилиндрической стенки.
Отсюда вывод: при увеличении диаметра до критического преобладает конвективный теплообмен.
Вопрос 3. Сущность решения задач нестационарного теплового режима
Если температурное поле изменяется во времени, то тепловые процессы, протекающие в таких условиях, называются нестационарными.
Передачу теплоты при стационарном режиме можно определить, если найти закон изменения температурного поля и теплового потока в пространстве.
Можно решить с помощью дифференциального уравнения теплопроводности Фурье:
При решении этого уравнения задаются ГУ и начальным распределением температуры в теле. ГУ задаются уравнением:
–градиент температуры на поверхности;
, t0=const;
–температура зависит от большого числа переменных;
–число Био, – число Фурье;
–безразмерная координата;
- безразмерная температура.
Билет №28 Вопрос 1. Классификация теплообменных аппаратов
Теплообменником называется устройство, в котором осуществляется процесс передачи теплоты от одного теплоносителя к другому. По принципу действия они бывают:
Рекуперативные – теплота от горячего теплоносителя к холодному передается через разделяющую их стенку (парогенератор, подогреватели, конденсаторы).
Регенеративные – одна и та же поверхность нагрева омывается то горячим, то холодным теплоносителем. При протекании горячей жидкости теплота воспринимается стенками аппарата и в них аккумулируется, при протекании холодной эта теплота ею воспринимается (воздухоподогреватель доменной печи).
Смесительные – теплопередача при непосредственном соприкосновении и смешении горячего и холодного теплоносителей. Теплопередача происходит одновременно с материальным обменом (скрубберы, градирни).
В рекуперативных и регенеративных аппаратах процесс теплопередачи связан с поверхностью твердого тела, поэтому такие аппараты называются поверхностными.