- •Ответы на вопросы для проверки остаточных знаний по предмету «Теплотехника»
- •1. Какие параметры состояния Вы знаете? Дайте их определение с точки зрения мкт. В каких единицах в системе си они измеряется?
- •2. Дайте определение идеального и реального газа.
- •3. Покажите связь между параметрами состояния для произвольной и заданной массы идеального газа (ур. Менделеева-Клапейрона).
- •4. Какие виды энергии включает внутренняя энергия? в каких единицах в системе си она измеряется? Как определить изменение внутренней энергии системы?
- •5. Что характеризует работа расширения с точки зрения термодинамики? Как определить работу расширения? в каких единицах в системе си она измеряется? Как определить знак работы расширения?
- •6. Что характеризует теплота с точки зрения термодинамики? в каких единицах в системе си она измеряется? Как определить знак теплоты?
- •7. Запишите первый закон термодинамики. Приведите его формулировку и поясните входящие в него величины.
- •8. Дайте определение истинной теплоемкости. От чего зависит ее значение? в каких единицах в системе си она измеряется?
- •9. Дайте определение энтальпии. Как она определяется? в каких единицах в системе си она измеряется? Каков ее физический смысл?
- •10. Дайте определение и запишите уравнение изохорного термодинамического процесса и связь между конечными и начальными параметрами состояния. Изобразите графики процесса в pv- и ts- координатах.
- •11. Дайте определение и запишите уравнение изобарного термодинамического процесса и связь между конечными и начальными параметрами состояния. Изобразите графики процесса в pv- и ts- координатах.
- •12. Дайте определение и запишите уравнение изотермического термодинамического процесса и связь между конечными и начальными параметрами состояния. Изобразите графики процесса в pv- и ts- координатах.
- •14. Для чего предназначен поршневой компрессор? Нарисуйте кинематическую схему одноступенчатого поршневого компрессора и его индикаторную диаграмму.
- •15. Приведите формулировку второго закона термодинамики. Поясните состав тепловой машины.
- •16. Дайте определение цикла. Охарактеризуйте прямой и обратный циклы.
- •17. Нарисуйте кривую образования пара в р,V-координатах и поясните процесс получения пара.
- •18. Нарисуйте процесс фазового превращения льда в р,t-координатах и поясните происходящие процессы. Дайте определение тройной точки. Что такое сублимация?
- •19. Запишите уравнение неразрывности потока для газа и поясните входящие в него величины.
- •20. Запишите уравнение первого закона термодинамики для потока и поясните входящие в него величины.
- •21. Что такое дросселирование, какие параметры и функции состояния вещества и как при этом меняются?
- •22. Нарисуйте цикл двс с изобарным подводом теплоты и поясните основные линии.
- •23. Нарисуйте цикл двс с изохорным подводом теплоты и поясните основные линии.
- •24. Нарисуйте схему газотурбинной установки и поясните ее состав. Нарисуйте цикл гту и поясните основные линии.
- •25. Нарисуйте схему паротурбинной установки и поясните ее состав. Нарисуйте цикл пту (цикл Ренкина) и поясните основные линии
- •1. Какие виды теплообмена Вы знаете? Охарактеризуйте каждый из них.
- •2. Что такое «теплопроводность»? Каков ее механизм.
- •3. Дайте определение теплового потока. Как определить количество тепла при известном тепловом потоке?
- •4. Запишите Закон Фурье и поясните вид выражения.
- •5. Поясните физический смысл коэффициента теплопроводности. В каких единицах он измеряется?
- •6. Что такое «конвективный теплообмен»? Каков его механизм.
- •7. Что влияет на интенсивность конвективного теплообмена?
- •12. Перечислите основные критерии подобия и поясните их физический смысл.
- •13. Какие режимы движения жидкости или газа Вы знаете? Дайте их характеристику. С помощью какого критерия можно определить режим движения?
- •14. Запишите общий вид критериального уравнения для свободного движения теплоносителя.
- •15. Запишите общий вид критериального уравнения для вынужденного движения теплоносителя.
- •16. Что такое «теплообмен излучением»? Каков его механизм.
- •17. Запишите уравнение баланса лучистого теплообмена.
- •18. Что такое абсолютно черное, белое и прозрачное тела?
- •19. Дайте определение теплопередачи. Запишите уравнение для определения количества тепла, переданного теплопередачей.
- •20. Охарактеризуйте сложный теплообмен. Как определить тепловой поток при сложном теплообмене?
- •21. Что называется теплообменным аппаратом. Приведите их классификацию.
- •22. Приведите примеры теплообменных аппаратов смесительного типа.
- •23. Приведите пример теплообменных аппаратов поверхностного типа.
- •24. Какие основные уравнения лежат в основе теплового расчета теплообменных аппаратов?
- •25. Дайте определение водяного эквивалента. Покажите связь между водяными эквивалентами теплоносителей и изменением их температур.
7. Что влияет на интенсивность конвективного теплообмена?
На интенсивность конвективного теплообмена влияют:
1. Природа возникновения движения.
По природе возникновения различают два вида движения - свободное и вынужденное.
Свободное движение происходит под влиянием разности плотностей нагретой и холодной жидкости, обусловленной разности температур этих жидкостей.
Вынужденное движение происходит в результате действия нагнетателя (вентилятора, насоса и т.д.).
2. Режим движения жидкости.
Различают два режима движения жидкости: ламинарный и турбулентный.
При ламинарном режиме жидкость движется без пульсаций, параллельно стенкам канала, а при турбулентном - хаотично.
3. Физические свойства жидкостей.
Наиболее сильное влияние на теплоотдачу оказывает следующие физические параметру жидкостей: коэффициент теплопроводности, теплоемкость, плотность и коэффициент динамической вязкости.
4. Форма и размеры теплоотдающей поверхности.
8. Запишите уравнение Ньютона-Рихмана и поясните входящие в него величины.
На практике для определения количества тепла, переданного теплоотдачей, пользуются уравнением Ньютона-Рихмана:
Q = a × F × (tf - tw) , Вт
В этом уравнении: F – площадь поверхности теплообмена, м2; tf - температура жидкости, °С; tw - температура поверхности, °С; a - коэффициент теплоотдачи, Вт/м×град.
9. Поясните физический смысл коэффициента теплоотдачи. В каких единицах он измеряется?
Коэффициентом теплоотдачи навивается количество тепла, переданного в единицу времени через единицу поверхности при разности температур между поверхностью и жидкостью в 1°С.
Он используется в уравнении конвективного теплообмена.
Коэффициент теплоотдачи обозначается a и в СИ измеряется в Вт/м×град.
10. От чего зависит значение коэффициента теплоотдачи?
Коэффициент теплоотдачи зависит от многих величин:
- скорости движения потока,
- температур потока и поверхности,
- физических свойств потока: теплопроводности, теплоемкости, плотности и вязкости,
- режима движения потока,
- формы тела и геометрических размеров.
11. Какими методами может быть определен коэффициент теплоотдачи? Поясните их сущность.
Коэффициент теплоотдачи может быть определен следующими способами:
1. Аналитическим методом, при котором процесс теплоотдачи описывают дифференциальными уравнениями, решая которые находят значение коэффициента теплоотдачи.
2. Экспериментальным методом, при котором изготавливают экспериментальную установку, снабженную измерительной аппаратурой, на которой проводят эксперимент. По результатам эксперимента рассчитывают значение коэффициента теплоотдачи.
3. С помощью теории подобия по критериальным уравнениям, полученным на основании обработки опытных данных.
12. Перечислите основные критерии подобия и поясните их физический смысл.
В теории подобия используют следующие критерии:
- критерий Нуссельта – характеризует безразмерный коэффициент теплоотдачи.
- критерий Фурье – характеризует нестационарный режим теплоотдачи.
- критерий Рейнольдса – характеризует режим движения среды.
- критерий Грасгофа – характеризует влияние на теплоотдачу подъемных сил и сил вязкости.
- критерий Прандтля – характеризует теплофизические свойства вещества.