Задачник по ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ
Методические указания и контрольные задания для студентов - заочников энергетических специальностей. Москва 1980 г.
В.Ю. Воскресенский
ГОТОВЫЕ ВАРИАНТЫ - 33,83(6,20,26,32); 41,91(10,12,27,32); 42,92(9,13,28,33).
Вопрос 6. Пользуясь справочными данными, приведите два - три материала изоляционных материалов и изделий, с предельно высокой температурной стойкостью. Укажите область их применения.
Вопрос 10. Пользуясь справочными данными, выберите 2 материала: один с ростом, другой с убыванием коэффициента теплопроводности с температурой. Представьте эти зависимости в виде графика.
Вопрос 12. Укажите, в чем состоят условия, характеризующие наряду с формой, размерами и физическими параметрами однозначность стационарного теплообмена твердого тела.
Вопрос 13. Опишите одномерное плоское температурное поле. Дайте его аналитическое и графическое изображение. Приведите примеры.
Вопрос 14. Опишите одномерное сферическое температурное поле. Дайте его аналитическое и графическое изображение. Приведите примеры.
Вопрос 20. Сформулируйте закон теплопроводности Фурье. Дайте пояснение к величинам, входящим в аналитическое выражение закона. Приведите единицы измерения этих величин.
Вопрос 26. Как определяются термические сопротивления стенки и теплоотдающей поверхности в случае плоской и цилиндрической стенок? Приведите единицы измерения.
Вопрос 27. Что такое коэффициент теплопередачи? Каковы его выражения в случае плоской и цилиндрической стенки? Укажите единицы.
Вопрос 28. Что такое эквивалентный коэффициент теплопроводности многослойной плоской стенки? Каковы его единицы и какова взаимосвязь с термическим сопротивлением многослойной стенки?
Вопрос 32. Опишите дифференциальное уравнение теплопроводности Фурье. дайте анализ физического или геометрического смысла членов уравнения – производной по времени, коэффициента температуропроводности, оператора Лапласа и производительности внутренних источников теплоты.
Вопрос 33. Покажите к какому виду приводится оператор Лапласа в случае одномерного плоского, одномерного цилиндрического и одномерного сферического полей.
Задача 1 (к темам 1 и 2). Считая режим теплопроводности стационарным, определить: а) плотность теплового потока (для плоской формы стенки) или линейную плотность (для цилиндрической формы стенки); б) мощность теплового потока через стенку; в) количество тепла, прошедшего через стенку за сутки. Изобразить схематично график распределения температур по толщине стенки.
Задача 2 (к темам 1 и 2). Плоская стальная стенка толщиной δс омывается с одной стороны горячими газами с температурой t1, а с другой водой с температурой t2. Определить коэффициент теплопередачи от газов к воде и удельный тепловой поток через стенку для случаев: а) чистой стенки; б) стенки, покрытой со стороны воды слоем накипи толщиной δн. Найти также температуры поверхности стальной стенки и накипи для обоих случаев передачи тепла; построить график распределения температур по толщине стенки и накипи, указав температуру газов, воды, и дать сравнительный анализ этих графиков. Значение коэффициента теплопроводности стали принять равным λс = 40 Вт/(м∙К) и коэффициента теплопроводности накипи λн = 1 Вт/(м·К). Остальные данные для решения задачи выбрать из табл. 2.
Задача 3 (к темам 1 и 2). Определить: а) Температуру наружной поверхности изоляции; б) суточную потерю тепла на участке трубы, равном 100 м. пог. в) относительную ошибку, если предыдущий расчет заменить приближенным, т.е. если вместо формул цилиндрической стенки применить с целью упрощения расчета формулу плоской стенки.
Изобразить также схематически график распределения температур по толщине изоляции и вне ее (в пограничном слое). Данные, необходимые для решения задачи выбрать из табл. 3.
Задача 4 (к теме 3). Определить температуру в центре и на поверхности пластины толщиной δ через время τ после ее погружения в сферу, если толщина пластины во много раз меньше ее толщины и длины.
Цена Варианта - 500 руб. (Pdf) - 600 руб. (Docx)
ГОТОВЫЕ ВАРИАНТЫ - 21,71(3,16,29,36); 31,81(3,18,24,38); 33,83(6,20,26,32); 36,86(9,15,29,35);
37,87(10,16,30,36); 41,91(10,12,27,32); 42,92(9,13,28,33);47,97(2,18,23,38); 48,98(3,19,24,39).
Вопрос 2. Перечислите физические свойства воды в состоянии насыщения. Укажите их числовые значения при температуре 100 ℃.
Вопрос 3. Перечислите физические свойства сухого насыщенного водяного пара, которые используют для расчетов в теплопередаче. Укажите их числовые значения при температуре 100 ℃.
Вопрос 6. Какие физические свойства ртути используются для расчетов в теплопередаче? Укажите их численные значения при температуре 100 ℃ и нормальном давлении.
Вопрос 9. Какие физические свойства кипящей воды используются для расчетов в теплопередаче? Укажите их численные значения при давлении 10 МПа.
Вопрос 10. Перечислите физические свойства сухого насыщенного водяного пара, которые используют для расчетов в теплопередаче. Укажите их числовые значения при давлении 10 МПа.
Вопрос 12. Опишите закон Ньютона для внутреннего трения. Покажите связь между кинематическим и динамическим коэффициентами вязкости.
Вопрос 13. Опишите уравнение энергии, характеризующее конвективный теплообмен.
Вопрос 15. Опишите уравнение сплошности.
Вопрос 16. Перечислите дифференциальные уравнения, используемые для описания конвективного теплообмена.
Вопрос 18. Перечислите условия однозначности конвективного теплообмена.
Вопрос 19. Приведите пример задания граничных условий (ГУ) при конвективном теплообмене.
Вопрос 20. Приведите пример задания геометрических условий при конвективном теплообмене.
Вопрос 23. Дайте краткое словесное и графическое описание гидродинамического пограничного слоя при свободной конвекции.
Вопрос 24. Дайте краткое словесное и графическое описание теплового пограничного слоя при свободной конвекции.
Вопрос 26. Укажите роль «условия прилипания» в формировании теплового пограничного слоя.
Вопрос 27. Укажите влияние длины пути смешения на турбулентный перенос теплоты в пограничном слое.
Вопрос 28. Укажите влияние длины пути смешения на турбулентный перенос количества движения в пограничном слое.
Вопрос 29. Опишите роль молекулярной и турбулентной составляющих в переносе тепла через пограничный слой.
Вопрос 30. Опишите роль турбулентной и молекулярной составляющих в переносе движения через пограничный слой.
Вопрос 32. Укажите связь между числами Рейнольдса, Пекле и Прандтля.
Вопрос 33. Сравните особенности применения чисел Рейнольдса и Грасгофа.
Вопрос 35. Поясните различия между числами подобия (определяющими и определяемыми).
Вопрос 36. Назовите два-три числа подобия, которые являются зависимыми переменными. Покажите, что они безразмерны.
Вопрос 38. Перечислите особенности числа Прандтля для капельных жидкостей.
Вопрос 39. Какие существуют особенности числа Прандтля для газов.
Задача 1 (к темам 4 - 8). Определить мощность теплового потока при конвективной теплоотдаче через трубу заданного диаметра длиной 10 м. Обосновать выбор расчетного уравнения, применяемого при решении задачи.
Задача 2 (к темам 4 - 9). Определить мощность теплового потока при конвективной теплоотдаче через трубу заданного диаметра длиной 10 м, или через вертикальную стенку заданной высоты при ширине b = 5 м. Обосновать также выбор критериальной формулы, примененной для решении задачи.
Задача 3 (к теме 11). При заданных условиях конденсации определить:
а) средний коэффициент теплоотдачи и сравнить результат с данными номограммы на рис. 12-8 [1, с. 278];
б) мощность теплового потока, отводимого через стенку, трубы при конденсации пара;
в) расход конденсата, стекающего с трубы (режим конденсации рассматривать как пленочную конденсацию неподвижного пара).
Цена Варианта - 500 руб. (Pdf) - 600 руб. (Docx)
ГОТОВЫЕ ВАРИАНТЫ: 26,76(8,15,22,35); 33,83(6,20,26,32); 36,86(9,15,29,35); 37,87(10,16,30,36);
41,91(10,12,27,32); 42,92(9,13,28,33); 47,97(2,18,23,38); 48,98(3,19,24,39).
Вопрос 3. Опишите кривую зависимости теплового потока при кипении от температурного напора при нагревании с регулируемой температурой стенки и с нерегулируемой мощностью теплового потока от нагревателя.
Вопрос 6. Опишите явление перехода от пузырькового режима кипения к пленочному. Приведите соответствующий график зависимости теплового потока от теплового напора.
Вопрос 8. Опишите влияние давления на кризис кипения 1 рода.
Вопрос 9. Опишите влияние скорости течения жидкости на кризис кипения первого рода.
Вопрос 10. Опишите влияние паросодержания на кризис кипения жидкости в условиях вынужденного движения ее внутри труб и каналов.
Вопрос 12. Назовите 2-3 материала с низкой степенью черноты. Укажите возможности использования этого свойства.
Вопрос 13. Назовите 2-3 материала с высокой поглощательной способностью.
Вопрос 15. Назовите 2-3 материала с высокой отражательной способностью. Укажите возможности использования этого свойства.
Вопрос 16. Назовите два-три материала с низкой отражательной способностью. Укажите возможности использования этого свойства.
Вопрос 18. Что такое собственное и эффективное излучение? Их взаимосвязь.
Вопрос 19. Что такое отраженное и эффективное излучение? Их взаимосвязь.
Вопрос 20. Что такое собственное и отраженное излучение? Их взаимосвязь.
Вопрос 22. Укажите связь между поглощательной способностью тела и его степенью черноты (Закон Кирхгоффа).
Вопрос 23. Укажите связь между спектральной и интегральной плотностями потока излучения. Связь между законом Планка и законом Стефана-Больцмана.
Вопрос 24. Объясните изменение светимости тел при их нагревании с помощью закона Планка и закона смещения Вина.
Вопрос 26. Какова зависимость угловой плотности излучения от его направления, если излучение подчиняется закону Ламберта?
Вопрос 27. Приведите пример, характеризующий отклонение излучения реального тела от закона Ламберта.
Вопрос 28. Поясните различие между действительной и радиационной температурами.
Вопрос 29. Поясните различие между действительной и яркостной температурами.
Вопрос 30. Поясните различие между цветовой и действительной температурами.
Вопрос 32. Изобразите схематично график изменения температуры теплоносителей в рекуперативном теплообменнике при прямотоке в случае, если расходная теплоемкость горячего теплоносителя С1 меньше чем теплоемкость С2 холодного теплоносителей.
Вопрос 33. Изобразите схематично график изменения температуры теплоносителей в рекуперативном теплообменнике при прямотоке в случае, если расходные теплоемкости горячего С1 и холодного С2 теплоносителей равны.
Вопрос 35. Изобразите схематично график изменения температуры теплоносителей в рекуперативном теплообменнике при противотоке в случае, если расходная теплоемкость горячего теплоносителя С1 меньше чем теплоемкость С2 холодного теплоносителей.
Вопрос 36. Изобразите схематично график изменения температуры теплоносителей в рекуперативном теплообменнике при противотоке в случае, если расходная теплоемкость горячего и холодного теплоносителей одинакова.
Вопрос 39. Изобразите схематично график изменения температуры теплоносителей в рекуперативном теплообменнике при противотоке в случае, если расходная теплоемкость горячего теплоносителя С1 больше чем теплоемкость С2 холодного теплоносителей.
Задача 1 (к теме 12). При пузырьковом кипении воды в большом объеме при заданном давлении определить: а) коэффициент теплоотдачи; б) тепловую нагрузку поверхности нагрева q0, если задана температура этой поверхности tc, или температуру поверхности нагрева tc, если задана тепловая нагрузка этой поверхности q0.
Задача 2 (к темам 14 — 15). Определить долю теплоотдачи излучением в составе полной (суммарной) теплоотдачи при нагревании помещения с температурой t2 = 18 ℃ радиатором водяного отопления. Коэффициент теплоотдачи при свободной конвекции от радиатора к воздуху принять равным α = 5,5 Вт/(м2∙К).
Задача 3 (к темам 14 — 16). Вычислить результирующий тепловой поток. излучением от газовой среды к стенкам газохода, приходящийся на единицу поверхности газохода и выраженный в ваттах на квадратный метр (Вт/м2). Поправкой на взаимное поглощение излучений компонентами газовой смеси Δεп - пренебречь.
Задача 4 (к теме 17). Определить расход пара на обогрев воды в пароводяном теплообменнике при условии, что весь пар в теплообменнике превращается в конденсат, выходящий из теплообменника в состоянии насыщения при давлении греющего пара. Найти площадь поверхности нагрева в теплообменнике при условии, что средний коэффициент теплоотдачи К = 3000 Вт/(м2∙К). Представить схематично графики изменения температуры теплоносителей вдоль поверхности нагрева. Объяснить, зависит ли средний логарифмический температурный напор и площадь поверхности нагрева в таком пароводяном теплообменнике от включения теплоносителей по схеме «прямоток» или «противоток». Потерями теплоты через стенки теплообменника в окружающую среду пренебречь. Данные, необходимые для решения своего Вар задачи, выбрать из табл 11.1
Цена Варианта - 500 руб. (Pdf) - 600 руб. (Docx)