- •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. Нестационарная теплопроводность полуограниченного тела при гу I рода.
Есть полуограниченное тело. Известны его теплофизические характеристики и они не зависят от времени. Известно что начальное распределение температуры на поверхности имеет постоянное значение, т.е. не изменяется с течением времени.
Дифференциальное уравнение теплопроводности:
Решение этого дифференциального уравнения:
В числителе – избыточная температура по отношению к поверхности полуограниченного тела. В знаменателе – избыточная температура между начальной температурой и температурой поверхности тела в любой момент времени. Здесь комплекс называется безразмерной относительной температурой.
Если обозначить , то:
Билет №4
Вопрос 1. Массопроводность через многослойную плоскую стенку
G – паропроницание:
Тогда паропроницание через стенку:
где в знаменателе сумма сопротивлений паропроницанию слоёв. Т.е. Gпрямо пропорционально разности парциальных давлений и обратно пропорционально общему сопротивлению паропроницания стенки (Rоп).
Значения парциальных давлений на границах слоёв:
Вопрос 2. Расчетные и действительные коэффициенты теплопередачи в теплообменниках
Уравнение теплопередачи:
где и – температура первичного и вторичного теплоносителя.
и изменяются по поверхности, изменяется и , следовательно для элемента площадки:
Значение усредняют:
В отличие от рекуператоров регенераторы работают при нестационарном тепловом процессе, т.е. происходит изменение во времени как в период нагрева или охлаждения, так и температуры теплоносителя. Уравнение теплопередачи для регенераторов:
где – средняя температура первичного теплоносителя за период нагрева;
–средняя температура вторичного теплоносителя за период охлаждения;
–коэффициент теплопередачи за период нагрева и охлаждения;
Расчёт kn.
Количество теплоты, передаваемое к единице поверхности за период нагрева:
где – коэффициент теплоотдачи за период нагрева;
–продолжительность периода нагрева;
–средняя температура первичного теплоносителя за период нагрева;
–средняя температура поверхности в данном сечении за период нагрева.
Количество теплоты, передаваемое к вторичному (“холодному”) теплоносителю за период охлаждения:
Разность средних температур поверхности за период нагрева и охлаждения:
Пусть продолжительность периодов нагрева и охлаждения равна 1 и разность температур . Тогда:
действительный коэффициент теплопередачи за период нагрева и охлаждения.
Вопрос 3. Закон Вина
Произведение длины волны, при которой имеет место максимальная плотность теплового излучения, на абсолютную температуру есть величина постоянная:
Закон Вина: максимальное значение спектральной плотности потока излучения с повышением температуры сдвигается в сторону коротких длин волн.
Пример про стекло: хорошо пропускает солнечные лучи (видимый спектр) и не пропускает инфракрасное излучение (длинноволновая область).
Билет №5 Вопрос 1. Теплопроводность плоской однослойной стенки
Имеется однослойная, однородная, изотропная плоская стенка толщиной , теплофизические характеристики не зависят от координат и времени, , толщина стенки значительно меньше высоты и длины, температуры на ограничивающих поверхностях не изменяются с течением времени, т. е. рассматривается стационарный тепловой режим.
Выделим на расстоянии от начала координат элементарный слой толщиной. Изменение температуры в этом слое на.
Плотность потока:
откуда бесконечно малое изменение температуры:
Проинтегрируем левую часть в пределах от до , а правую – от 0 до . Получим:
из которого плотность потока теплоты можно представить:
Т. е. плотность потока пропорциональна тепловой проводимости стенки и разности температур на ограничивающих поверхностях, или пропорциональна разности температур и обратно пропорциональна термическому сопротивлению теплопроводности:
Термическое сопротивление характеризует падение температуры данной стенки на единицу плотности теплового потока:
Можно рассчитать температуру в любой точке тонкой однослойной стенки:
С использованием этих выражений: изменение температуры плоской однородной стенки идет по линейному закону, но это без учета зависимости Если учесть, то изменение температуры может происходить по некоторой кривой.