ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 1

1.Виды теплообмена.

Теплопередача – это процесс переноса теплоты внутри тела или от одного тела к другому, обусловленный разностью температур. Интенсивность переноса теплоты зависит от свойств вещества, разности температур и подчиняется экспериментально установленным законам природы.

Существуют три основных вида теплопередачи: теплопроводность, конвекция и лучистый теплообмен.

2.Дифференциальное уравнение теплопроводности.

3.Уравнение теплообмена на границе твердого тела с окружающей средой.

Конвективный теплообмен между потоками жидкости или газа и поверхностью, соприкасающегося с ним тела называют конвективной теплоотдачей. При расчетах теплоотдачи используют закон Ньютона-Рихмана: т.е. тепловой поток прямо пропорционален площади поверхности и разности температур. Разность температур называют температурным напором.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 2

1.Температурное поле.

это совокупность значений температуры во всех точках данной расчетной области и во времени. В зависимости от числа координат различают трехмерное, двумерное, одномерное и нульмерное (однородное) температурные поля.

Температурное поле, которое изменяется во времени, называют нестационарным температурным полем. И наоборот, температурное поле, которое не изменяется во времени, называют стационарным температурным полем.

Примеры записи температурных полей: T(x,y,z,τ) – трехмерное нестационарное температурное поле (τ – время); T(τ) – нульмерное нестационарное температурное поле; T(x) – стационарное одномерное температурное поле; T = const – нульмерное стационарное температурное поле.

2.Теплопередача через однослойную плоскую конструкцию.

Рассмотрим однослойную плоскую стенку толщиной d и теплопроводностью l (рис12.1).

 Температура горячей жидкости (среды) t^'_ж, холодной жидкости (среды) t^''_ж. Количество теплоты, переданной от горячей жидкости (среды) к стенке по закону Ньютона-Рихмана имеет вид:

 

Q = a₁ · (t^'_ж – t₁) · F, (12.1)

где a₁ – коэффициент теплоотдачи от горячей среды с температурой t^'_ж к поверхности стенки• с температурой t₁; F – расчетная поверхность плоской стенки. Тепловой поток, переданный через стенку определяется по уравнению:

Q = l/d · (t₁ – t₂) · F. (12.2)

Тепловой поток от второй поверхности стенки к холодной среде определяется по формуле:

Q = б₂ · (t₂ - t^''_ж) · F, (12.3)

где a₂ – коэффициент теплоотдачи от второй поверхности стенки к холодной среде с температурой t^''_ж. Решая эти три уравнения получаем:

Q = (t^'_ж – t^''_ж) • F • К, (12.4)

где К = 1 / (1/a₁ + / l + 1/a₂) – коэффициент теплопередачи, (12.5) или

R₀ = 1/К = (1/a₁ + d/l + 1/a₂) – полное термическое сопротивление теплопередачи через однослойную плоскую стенку. (12.6)

1/a₁, 1/a₂ – термические сопротивления теплоотдачи поверхностей стенки; d/l - термическое сопротивление стенки.

3.Вывод чисел подобия (гомохронности и Фруда).

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 3

1.Градиент температуры.

(обозначается grad T или ) – вектор, направленный по нормали к изотермической поверхности, в сторону увеличения температуры и численно равный изменению температуры на единице длины:

,

где – единичные векторы или орты в декартовой системе координат.

Для одномерных температурных полей градиент температуры равен:

, .

2.Теплопередача через многослойную плоскую конструкцию.

Е

Рисунок 19.1

сли плоская стенка толщиной  и теплопроводностью  разделяет две жидкостные или газовые среды, имеющие разные температуры, то при этом возникает тепловой поток от горячей среды к холодной (рисунок 19.1,а).

Плотность теплового потока, передаваемого от горячей среды к стенке, составляет

, (19.1)

где - коэффициент теплоотдачи от горячей среды к стенке, - температура горячей среды, - температура стенки.

Если стенка не ограничена по высоте и ширине, то в условиях стационарного режима через любую изотермическую поверхность в стенке будет передаваться один и тот же тепловой поток

, (19.2)

где - температура стенки со стороны холодной cреды.

При теплоотдаче от стенки к холодной среде плотность теплового потока равна

, (19.3)

где - коэффициент теплоотдачи от стенки к холодной среде, - температура холодной cреды.

При решении уравнений (19.1-19.3) относительно разности температур, получается следующее:

(19.4)

Сложение левых и правых частей уравнений (19.4) позволяет определить зависимость плотности теплового потока от параметров теплопередачи:

, (19.5)

где коэффициент теплопередачи равен

(19.6)

В случае теплопередачи через n-слойную плоскую стенку (рисунок 19.1,б) коэффициент теплопередачи равен

, (19.7)

где - толщина и теплопроводность i-го слоя.

3.Вывод чисел подобия (Эйлера и Рейнольдса).

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №4

1.Основной закон теплопроводности.

закон Фурье:

или ,

где Q – тепловой поток, Вт; q - поверхностная плотность теплового потока, Вт/м²; grad(T) – градиент температуры, К/м; F – площадь поверхности теплообмена, м²; – коэффициент теплопроводности, .

2.Критический диаметр теплоизоляции.

3.Вывод чисел подобия (Фурье и Пекле).

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ 5

1.Теплопроводность (общее положение).

Теплопрово́дность — это процесс переноса внутренней энергии от более нагретых частей тела (или тел) к менее нагретым частям (или телам), осуществляемый хаотически движущимися частицами тела (атомами, молекулами, электронами и т. п.). Такой теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением температур, но механизм переноса теплоты будет зависеть от агрегатного состояния вещества.

Иногда теплопроводностью называется также количественная характеристика способности конкретного вещества проводить тепло. Численно эта характеристика равна количеству теплоты, проходящей через материал площадью 1 кв.м за единицу времени (секунду) при единичном температурном градиенте.