Билет №14 Вопрос 1. Интенсификация теплообмена при кипении

Пористые структуры существенно стабилизируют процесс кипения жидкости, особенно при понижении давления окружающей среды. Эти структуры сглаживают процесс наступления кризиса кипения, интенсифицируют теплообмен при небольших плотностях тепловых потоков. Особенно интересно обстоятельство, что кипение на пористых структурах может происходить при очень низких разностях температур (0;+1°С).

Интенсификация ТО при кипении криогенных жидкостей (азот, кислород). На металлической поверхности нагрева процесс достигается благодаря слою инея более высококипящей жидкости (вода, спирт). Обнаружено, что металлические тела, мгновенно погруженные в криогенную жидкость, охлаждаются быстрее, если они покрыты слоем пористого полимера.

Систематические исследования процесса кипения жидкости в пористых средах начали проводиться с появлением тепловых труб, испарители которых были выполнены из металла, керамики, войлока, сеток, канавок и т.д.

Критический тепловой поток в пористой структуре может превышать критический тепловой поток на гладкой поверхности на 20%.

Вопрос 2. Геометрическая форма тела.

Неограниченная пластина – это тело, ограниченное двумя параллельными плоскостями, расстояние между которыми достаточно мало, по сравнению с другими геометрическими характеристиками: -δ<x<δ.

Полуограниченное тело – тело, ограниченное плоскостью уz, а в перпендикулярном направлении тело уходит в бесконечность: 0<x<∞.

Неограниченный цилиндр – цилиндр, диаметр или радиус которого достаточно мал по сравнению с его длиной.

Вопрос 3. Теплопередача, теплоотдача, теплопроводность и тепловое излучение (общие понятия).

Теплоотдача и теплопередача – это комбинация элементарных (простых) способов распространения теплоты.

Теплоотдачей называется процесс теплообмена от твердой поверхности (или к твердой поверхности) к жидкости капельной или газообразной (или от жидкости) путем тепловой конвекции и излучения (либо только тепловой конвекцией).

Теплопередача – процесс теплообмена между средами, разделенными некоторой твердой перегородкой.

Для практических расчетов процессов теплообмена существуют формулы:

где – количество теплоты, отданной или полученной данной средой, Дж;

–осредненная температура поверхности тела (стенки) и характерная температура окружающей среды, К;

–характерные температуры греющей и обогреваемой сред, разделенных перегородкой, К;

–расчетная площадь поверхности теплообмена, м²;

–время протекания процесса, с.

Множители пропорциональности и, Вт/(м²К) называются соответственно коэффициентами теплоотдачи и теплопередачи.

Теплопроводность – перенос теплоты при непосредственном соприкосновении тел (или частей одного тела) с различной температурой; молекулярный перенос теплоты в телах (или между ними), обусловленный переменностью температуры в рассмотренном пространстве.

Тепловое излучение – процесс переноса тепла с помощью электромагнитных волн, испускаемых телом. Эти волны, движущиеся прямолинейно, при поглощении каким-либо телом или средой вновь преобразуются в теплоту. Процесс обусловлен лишь температурой и оптическими свойствами излучающего тела.