Испарительных и конденсационных;
Особенности конструкции испарителей и конденсаторов.
Теплоносители, применяемые в авиационной и ракетно-космической технике.
Классификация и основные теплофизические свойства теплоносителей.
Алгоритмы теплогидравлического расчета испарителей и конденсаторов.
Основные способы интенсификации теплообмена при конденсации и кипении теплоносителей.
Материалы основных элементов конструкции.
Влияние скорости движения теплоносителя в межтрубном пространстве на характеристики трубчатых аппаратов.
Вихревое возбуждение вибрации труб. Число Струхаля.
Виды возбуждения вибрации труб.
Коэффициент инерции.
Тепловых труб;
Использование тепловых труб в бортовых энергетических установках.
Важнейшие практические свойства труб.
Особенности конструкции и принцип действия.
Основные рабочие зоны.
Выбор теплоносителя для тепловой трубы.
Основные типы геометрий фитилей по характеру капиллярной структуры..
Основы теплогидравлического расчета.
Формула Дарси.
Ограничения мощности тепловых труб.
Материалы и характеристики капиллярных структур.
Холодильников-излучателей;
Назначение и классификация холодильников-излучателей.
Особенности конструктивных схем.
Зависимость поверхности холодильника от КПД ЭУ.
Влияние солнечного излучения на поверхность излучателя.
Методика теплового расчета.
Эффективность оребрения и расчет поверхности излучающих ребер.
Основы расчета оптимальных по массе ребер.
Выбор конструкционных материалов.
Уравнение Стефана-Больцмана.
Требования к холодильнику-излучателю.
Аккумуляторов теплоты.
Тепловое аккумулирование энергии.
Назначение и цели аккумулирования.
Основные параметры экономичности установок аккумулирования энергии.
Системы с одним и многими преобразователями энергии.
Особенности теплового расчета.
Оптимизация систем теплового аккумулирования энергии.
Эффективность систем аккумулирования.
Ограничения по мощности зарядки и разрядки.
Тепловое аккумулирование энергии в аэрокосмической технике.
100. Удельная тепловая мощность.
Приложение 2.
Перечень тренировочных тестов для подготовки студентов к экзамену.
1. Отвод теплоты, непрерывно выделяющейся в энергосистемах ЛА в полете может осуществляться …
□ теплопроводностью; □ излучением;
□ конвективным теплообменом; □ теплопередачей.
2. При полете на большой высоте и в космосе, охлаждение ДУ, вспомогательных энергосистем ЛА и кабин экипажа осуществляется с помощью … или путем отвода теплоты …
□ теплоносителей, конвекцией;
□ теплоносителей, излучением;
□ теплопоглотителей, конвекцией;
□ теплопоглотителей, излучением.
3. В качестве основного теплопоглотителя на борту ЛА с неавтономной ДУ используется …
□ масло; □ вода;
□ криожидкость; □ топливо.
4. Специальные жидкости: вода, аммиак, спирт, криогенные жидкости и т.п., которые, нагреваясь и испаряясь, поглощают теплоту, используются в качестве …
□ основных теплопоглотителей;
□ основных теплоносителей;
□ вспомогательных теплопоглотителей;
□ вспомогательных теплоносителей.
5. Для транспортировки теплоты от источника тепловыделения к местам, где она может быть отведена или воспринята, служат …
□ теплопоглотители;
□ теплоносители;
□ специальные жидкости;
□ стоки теплоты.
6. … - это техническое устройство, в котором происходит передача теплоты от горячего теплоносителя холодному.
□ скруббер;
□ градирня;
□ теплообменник;
□ теплопередающая труба
7. Если в ТОА теплота от горячего теплоносителя рассеивается излучением, то он называется …
□ конвертором; □ радиационным излучателем;
□ холодильником; □ радиационным холодильником.
8. Специальные системы, включающие теплоносители, устройства для их перекачки и теплообменник или излучатель, называются системами …
□ кондиционирования; □ охлаждения;
□ теплопередачи; □ вентиляции.
9. Если в теплообменнике направления движения горячего и холодного теплоносителей совпадают, то такое движение называется …
□ поперечным током; □ сложным током;
□ прямотоком; □ противотоком.
10. Если в теплообменнике направление движения горячего теплоносителя противоположно движению холодного теплоносителя, то такое движение называется …
□ поперечным током; □ сложным током;
□ прямотоком; □ противотоком.
11. Если в теплообменнике направление движения горячего теплоносителя перпендикулярно движению холодного теплоносителя, то такое движение называется …
□ поперечным током; □ сложным током;
□ прямотоком; □ противотоком.
12. При проектировании нового ТОА целью конструктивного теплового расчета является определение … поверхности теплообмена.
□ длины; □ ширины;
□ площади; □ периметра.
13. При проектировании ТОА с уже известной площадью поверхности теплообмена, целью теплового расчета является определение …
□ габаритных размеров аппарата;
□ перепада давлений между входом и выходом;
□ конечных температур рабочих жидкостей;
□ массы конструкции аппарата в целом.
14. В основе теплового расчета теплообменника при стационарном режиме работы лежат … основных уравнения, выражающих количество теплоты, передаваемой от горячего теплоносителя холодному.
□ два; □ три;
□ четыре; □ пять.
15. Полная теплоемкость массового расхода теплоносителя называется …
□ температурным напором; □ теплосодержанием;
□ тепловой эффективностью; □ водяным эквивалентом.
16. Укажите основное уравнение теплопередачи для расчета теплообменника, выражающее количество теплоты, передаваемой от горячего теплоносителя холодному.
□ ---- ; □ ---- ;
□ ----; □---- .
17. Система уравнений теплового расчета ТОА при стационарном режиме работы содержит … уравнения, выражающих количество теплоты, передаваемой от горячего теплоносителя холодному.
□ два; □ три;
□ четыре; □ пять.
18. В любом теплообменном аппарате подведенная или отведенная теплота равна изменению … теплоносителя.
□ полной теплоемкости; □ температурного напора;
□ массового расхода; □ энтальпии.
19. На каком температурном графике имеет место наибольшее изменение температурного напора теплоносителей?
□ а); □ б); □ в); □ нет правильного ответа.
20. В какой зависимости изменяются в ТОА температуры горячего и холодного теплоносителей относительно их условных (водяных) эквивалентов?
□ прямо пропорционально; □ обратно пропорционально;
□ пропорционально в степени 0,5; □ не изменяются.
21. Если величина условного (водяного) эквивалента горячего теплоносителя в 2 раза больше эквивалента холодного, то изменение температуры холодного теплоносителя будет … … изменения температуры горячего.
□ вдвое меньше; □ вдвое больше;
□ вчетверо меньше; □ вчетверо больше.
22. Если значения величин условных
(водяных) эквивалентов горячего и
холодного теплоносителей
,
то изменение температуры горячего
теплоносителя будет … … изменения
температуры холодного.
□ вдвое меньше; □ вдвое больше;
□ вчетверо меньше; □ вчетверо больше.
23. В ТОА схемы движения и величины условных (водяных) эквивалентов горячего и холодного теплоносителей в действительности оказывают большое влияние на изменение … обоих теплоносителей.
□ давлений; □ плотностей;
□ температур; □ скоростей.
24. Из температурных графиков (см. рис.) видно, что в случае … конечная температура холодного теплоносителя всегда ниже, конечной температуры горячего теплоносителя.
□ сложного тока; □ перекрестного тока;
□ прямотока; □ противотока.
25. Температурный график … показывает (см. рис.), что холодный теплоноситель при одинаковых начальных условиях, можно нагреть до более низкой температуры, чем в ТОА с противотоком.
□ а); □ б);
□ в); □ нет правильного ответа.
26. На каком температурном графике … видно, что холодный теплоноситель при одинаковых начальных условиях, можно нагреть до более высокой температуры, чем в аппаратах с прямотоком.
□ а); □ б);
□ в); □ нет правильного ответа.
27. Для теплообменных аппаратов с прямотоком теплоносителей среднелогарифмический температурный напор определяется по формуле …
□ а); □ б);
□ в); □ нет правильного ответа.
28. Для теплообменных аппаратов с противотоком теплоносителей среднелогарифмический температурный напор определяется по формуле …
□ а); □ б);
□ в); □ нет правильного ответа.
29. При одинаковых начальных условиях
численное соотношение среднелогарифмических
напоров
для ТОА с противотоком (индекс «2») и для
аппаратов с прямотоком («1») их
теплоносителей всегда имеет вид …
□
;
□
;
□
;
□
.
30. ТОА с противотоком (индекс-2) теплоносителей имеют меньшие размеры по сравнению с прямоточными (индекс-1) аппаратами потому, что …
□
;
□
;
□
;
□
.
31. Если принять изменение температуры каждого из теплоносителей в теплообменнике (см. рис.) по линейному закону (пунктирная линия), то среднеарифметическая разность температур будет … среднелогарифмической.
□ меньше; □ больше;
□ равна; □ идентична.
32. Аналитический расчет ТОА с перекрестным током довольно сложен и базируется на работе, которую опубликовал … в 1911 году.
□ Рейнольдс; □ Прандтль;
□ Нуссельт; □ Грасгоф.
33. До настоящего времени аналитический расчет ТОА с перекрестным током довольно сложен и в основном базируется на работе, выполненной Нуссельтом в … году.
□ 1851; □ 1881; □ 1911; □ 1941.
34. На рисунке представлена схема рекуперативного ТОА перекрестно-точного … по горячему теплоносителю.
□ четырех ходового; □ двухходового;
□ одноходового; □ многоходового.
35. В матрице, приведенной на рисунке схемы рекуперативного ТОА, теплоносители совершают число ходов по горячему теплоносителю равное …
□ 1; □ 2; □ 3; □ 4.
36. При увеличении количества ходов теплоносителей в матрице рекуперативного ТОА возрастает … теплоносителя.
□ скорость движения; □ перепад давлений;
□ перепад температур; □ плотность потока.
37. Увеличение числа ходов теплоносителей в матрице рекуперативного ТОА ведет к … процесса теплоотдачи.
□ снижению эффективности; □ энергосбережению;
□ интенсификации; □ экстенсификации.
38. Уменьшение числа ходов теплоносителей в матрице рекуперативного ТОА ведет к …
□ росту тепловой эффективности аппарата;
□ снижению энергозатрат на прокачку;
□ росту скорости движения;
□ росту гидравлических потерь.
39. Смесительный процесс теплопередачи (теплообмена) осуществляется в …
□ градирне; □ кондиционере;
□ скруббере; □ регенераторе.
40. В … ТОА процесс теплопередачи происходит при перемешивании теплоносителей.
□ регенеративных; □ контактных;
□ поверхностных; □ рекуперативных.
41. В современных ЛА системы охлаждения в значительной мере определяют …
□ габариты и массу ДУ;
□ выбор ДУ;
□ габариты и массу ЛА в целом;
□ выбор системы топливоподачи ДУ
42. Основными элементами системы охлаждения ЛА являются …
□ теплообменники;
□ излучатели;
□ конструкция коммуникаций и используемые теплоносители;
□ ТОА, излучатели, используемые теплоносители
43. Необходимая мощность на прокачку теплоносителей и тип циркуляционных насосов определяются …
□ свойствами теплоносителя;
□ конструкцией теплообменников;
□ конструкцией коммуникаций;
□ всем вышеуказанным
44. ТОА по способу передачи теплоты могут быть разделены на две большие группы … и …
□ поверхностные, регенеративные;
□ поверхностные, рекуперативные;
□ поверхностные, контактные;
□ смешанные, барботажные.
45. Конструктивная схема … ТОА предусматривает наличие твердой поверхности, разделяющей оба теплоносителя, и которая таким образом участвует в процессе теплообмена.
□ контактного; □ барботажного;
□ поверхностного; □ смешанного.
46. На рисунке изображена принципиальная схема … теплообменника.
□ контактного; □ барботажного;
□ поверхностного; □ рекуперативного.
47. На рисунке изображена принципиальная схема … теплообменника.
□ контактного; □ регенеративный;
□ поверхностного; □ рекуперативного.
48. В … теплообменнике теплота передается путем непосредственного соприкосновения двух теплоносителей. При этом теплообмен сопровождается и массообменом.
□ рекуперативном; □ поверхностным;
□ контактном; □ регенеративным.
49. В … теплообменниках теплота от одного теплоносителя другому передается через разделяющую их пластину из теплопроводного материала и направление теплового потока в ней остается неизменным.
□ контактных; □ поверхностных;
□ рекуперативных; □ регенеративных.
50. В … теплообменниках одна и та же поверхность теплообмена попеременно омывается то одним, то другим теплоносителями и направление теплового потока в стенках периодически меняется.
□ рекуперативном; □ поверхностным;
□ контактном; □ регенеративным.
51. В … теплообменниках в период нагрева, т.е. при прохождении первичного теплоносителя, стенки ТОА и набивки в виде шаров, колец и т.п. нагреваются, в них аккумулируется теплота, которая в период охлаждения отдается протекающему вторичному теплоносителю.
□ рекуперативных; □ барботажных;
□ регенеративных; □ поверхностных.
52. Регенеративные теплообменники в большинстве случаев являются аппаратами … действия.
□ непрерывного; □ периодического;
□ стационарного; □ нестационарного.
53. В теплообменниках … типа нагретые и менее нагретые теплоносители перемешиваются, образуя растворы или смеси.
□ рекуперативного; □ регенеративного;
□ смесительного; □ барботажного.
54. … - это контактный теплообменник смесительного типа.
□ градирня; □ кондиционер;
□ скруббер; □ микроволновая печь.
55. В ТОА … типа более нагретый теплоноситель прокачивается через массу менее нагретого (или наоборот), не перемешиваясь с ним.
□ рекуперативного; □ регенеративного;
□ смесительного; □ барботажного.
56. Охлаждение смазочного масла в картере поршневого двигателя организуется … схеме теплообмена.
□ смесительный; □ контактный;
□ барботажный; □ поверхностный.
57. В соответствии с классификацией поверхностных ТОА по виду взаимного направления потоков теплоносителей, укажите схему многократного (4-х кратного) перекрестного тока.
□ а); □ б); □ г); □ д).
58. Укажите конструктивную схему рекуперативного ТОА, выполненную по схеме кожухотрубного противотока.
□
□
□
□
59. Задачей … расчета является определение геометрических размеров ТОА по заданным тепловой мощности, температурам теплоносителей и их массовым расходам и гидравлическим сопротивлениям.
□ исследовательского; □ приближенного;
□ конструктивного; □ поверочного.
60. … расчет ТОА, проводимый для номинального режима его работы с учетом всех требований выбора и расчета, имеет окончательной целью создание оптимальной схемы теплообменника.
□ исследовательского; □ приближенного;
□ конструктивного; □ поверочного.
61. Расчет ТОА с выбранной (известной) геометрией теплопередающей поверхности на частичных режимах, с целью определения температур (энтальпий) теплоносителей и тепловой мощности, входит в задачу … расчета.
□ проектного; □ приближенного;
□ конструктивного; □ поверочного.
62. Расчет динамики конкретного ТОА в нестационарных режимах с целью определения параметров теплоносителей и стенки в условиях переходных процессов, аварийных режимов, гидравлической неустойчивости входит в задачу … расчета.
□ проектного; □ приближенного;
□ конструктивного; □ поверочного.
63. Независимо от типа ТОА и его назначения основой задачей, стоящей перед конструкторами, является создание на заданную тепловую мощность теплообменника …
□ максимальной производительности циркулярных насосов; □ минимальной стоимости и расхода теплоносителей;
□ максимальной массы и габаритов;
□ минимальной массы и габаритов .
64. В случае, когда технологические возможности увеличения плотности упаковки труб в пучке и уменьшение их диаметра исчерпаны, единственным средством уменьшения габаритного диаметра ТОА является увеличение коэффициента …
□ температуропроводности; □ теплоемкости;
□ теплопередачи; □ теплопроводности.
65. Увеличение коэффициента теплопередачи, без применения специальных методов интенсификации теплоотдачи теплоносителей, возможно только путем … их …
□ снижения, температур;
□ уменьшения, скоростей;
□ увеличения, скоростей;
□ повышения, температур.
66. Для увеличения коэффициента теплоотдачи
в 2 раза при турбулентном однофазном
течении (
),
необходимо путем уменьшения числа труб
в пучке увеличить скорость течения
теплоносителя в … раза.
□ 2,2; □ 2,4; □ 2,6; □ 2,8; □ 3,0.
67. Во сколько раз увеличится длина труб
в пучке с уменьшением теплопередающей
поверхности в 2 раза, если уменьшить
число труб в 2,38 раза (
)?
□ 1,15; □ 1,17; □ 1,19; □ 1,21; □ 1,23.
68. Конечной целью … теплогидравлического расчета ТОА является создание теплообменника, имеющего минимальную поверхность при заданных тепловой мощности и мощности на прокачку теплоносителей.
□ исследовательского; □ приближенного;
□ конструктивного; □ поверочного.
69. При одинаковой разности температур теплоносителей на входе максимальный температурный напор реализуется при … схеме, отличительной особенностью которой является достижение максимальной температуры нагреваемого теплоносителя на выходе.
□ прямоточной; □ противоточной;
□ перекрестной; □ сложной.
70. При выборе внутреннего диаметра и числа труб следует стремиться обеспечить турбулентный режим течения теплоносителей в трубах, при котором величина коэффициента … значительно больше, чем при ламинарном режиме.
□ теплопередачи; □ теплопроводности;
□ теплоотдачи; □ температуропроводности.
71. Потери давления на трение при течении однофазной жидкости возрастают пропорционально …
□ Re0,25; □ Re0,5; □ Re0,75; □ Re1,75; □ Re2,0
72. При уменьшении диаметра труб и фиксированных относительных шагах трубной решетки уменьшается объем ТОА, при этом коэффициент теплоотдачи при турбулентном течении однофазной жидкости возрастает пропорционально …
□ Re0,6 ; □ Re0,7; □ Re0,8; □ Re1,75; □ Re0,9.
73. При продольном и поперечном течении однофазного теплоносителя в межтрубном пространстве одним из основных критериев, определяющих интенсивность теплоотдачи, является критерий …
□ Nu; □ Pr; □ Re; □ Gr; □ Pe.
74. Задача гидравлического расчета ТОА заключается в определении потерь … теплоносителя между входом и выходом.
□ температуры; □ скорости;
□ энтальпии; □ давления.
75. На практике учет потерь на трение при одномерном описании определяется коэффициентом …
□ трения теплоносителя о стенки каналов;
□ гидравлического сопротивления;
□ кинематической вязкости;
□ динамической вязкости.
76. … конвекция – движение жидкости, происходящее под действием силы тяжести и являющееся следствием неоднородности плотности различно нагретых участков жидкости.
□ локальная; □ вынужденная;
□ свободная; □ микроскопическая;
□ суммарная.
77. … конвекция – относительное движение макроскопических частей жидкости, обусловленное либо перемещением тел в неподвижной жидкости, либо действием на жидкость различного рода технических устройств (насосов, вентиляторов и т.п.)
□ локальная; □ вынужденная;
□ свободная; □ макроскопическая;
□ суммарная.
78. Критерий подобия Грасгофа в случае стационарной теплоотдачи при свободной конвекции несжимаемой жидкости определяется по формуле …
□
; □
;
□
;
□
; □
.
79. Термодинамическим коэффициентом расширяемости жидкости называется величина, характеризующая относительное изменение объема системы при … увеличении ее температуры на единицу.
□ адиабатным; □ изобарном;
□ изотермном; □ изохорном.
80. Наличие в канале местных сопротивлений: сужений, расширений, поворотов потока, задвижек, вентилей, дросселей и т.п., учитывается коэффициентом местных потерь по формуле …
□
;
□
;
□
;
□
.
81. Цель … расчета состоит в определении основных габаритных размеров и температурного состояния выбранной конструктивной схемы ТОА, исходя из заданных условий.
□ гидравлического; □ конструктивного;
□ теплового; □ поверочного.
82. Для теплового расчета теплообменника при одномерном описании течения каждого из теплоносителей обычно используется уравнение …
□ неразрывности в гидродинамике;
□ закона сохранения энергии;
□ движения вязкой жидкости;
□ Фурье для теплопроводности.
83. Если известны коэффициенты теплоотдачи для горячего и холодного теплоносителей, коэффициент теплопроводности материала стенки и ее толщина, то можно определить и коэффициент …
□ теплоемкости; □ теплопередачи;
□ теплообмена; □ объемного расширения.
84. На первых этапах почти любого расчета ТОА нет нужды знать температуры теплоносителей, но необходимо знать их …
□ сумму; □ частное;
□ произведение; □ разность.
85. Можно пользоваться вместо среднелогарифмического более простым среднеарифметическим температурным напором при этом погрешность расчета составит менее …%.
□ 1,0; □ 2,0; □ 3,0; □ 4,0; □ 5,0.
86. В случае одинаковой разности температур теплоносителей на входе в ТОА наименьшим является средний температурный напор при …
□ прямотоке; □ противотоке;
□ перекрестном токе; □ сложном токе.
87. В современных теплообменниках довольно часты случаи переменной … теплоносителей, особенно при наличии диссоциации или рекомбинации, а также при протекании химической реакций в теплоносителе.
□ температуры; □ теплоемкости;
□ энтальпии; □ плотности.
88. На принципиальной схеме (см. рис.) тепловой трубы укажите зону испарения.
□ I; □ II; □ III; □ IV; □ V.
89. На принципиальной схеме (см. рис.) тепловой трубы найдите зону конденсации.
□ I; □ II; □ III; □ IV; □ V.
90. Для того, чтобы теплопередающая трубка действовала, жидкое рабочее тело должно хорошо смачивать элементы фитиля на участке … жидкости.
□ конденсации; □ испарения;
□ кипения; □ парообразования.
91. При испарении жидкости мениск имеет … форму, и поэтому у поверхности испарения образуется зона … давления, обеспечивающая подсос жидкости из зоны конденсации.
□ плоскую, постоянного; □ вогнутую, пониженного;
□ выпуклую, повышенного; □ сложную, пониженного.
92. В теплопередающей трубе зона пониженного давления, обеспечивающая разрежение и подсос жидкости из зоны конденсации, зависит от капиллярных свойств жидкости и фитиля, определяется уравнением Лапласа …
□
; □
;
□
; □
93. Уравнение Лапласа для смачиваемой жидкости имеет вид …
□
; □
;
□ ; □
94. Перепад давлений, обеспечивающий движение жидкости из зоны конденсации в зону испарения, определяется по формуле …
□
;
□
;
□ ;
□
Составлено
в соответствии с ГОС ВПО № 409 тех/дс от
14.04.2000 г. по направлению подготовки
652200 – Двигатели летательных аппаратов,
специальности 160304 – Авиационная и
ракетно-космическая теплотехника.
1 Количество комплектов педагогических контрольных средств определяется из расчета: 1 комплект в 2-х экземплярах на учебную группу (один экземпляр – разрезной для выдачи студентам на экзамене).