
- •Введение
- •1. Виды теплообмена
- •Контрольные вопросы
- •2. Основные положения теплопроводности
- •2.1. Температурное поле
- •2.2 Градиент температур
- •2.3. Тепловой поток
- •2.4. Коэффициент теплопроводности
- •2.5. Дифференциальное уравнение теплопроводности
- •2.6. Краевые условия
- •Контрольные вопросы
- •3 Теплопроводность при стационарном режиме
- •3.1. Теплопроводность через однослойную плоскую стенку
- •3.2. Теплопроводность через многослойную плоскую стенку
- •3.3. Теплопроводность через однослойную цилиндрическую стенку
- •3.4. Теплопроводность через многослойную цилиндрическую стенку
- •3.5. Упрощённый расчёт теплопроводности через цилиндрическую стенку
- •Числовые данные к заданию 1
- •Контрольные вопросы
- •4. Основы конвективного теплообмена
- •4.1. Основы теории конвективного теплообмена
- •4.2. Дифференциальные уравнения теплоотдачи
- •4.3. Краевые условия.
- •4.4. Основы теории подобия
- •4.5. Подобие процессов конвективного теплообмена
- •4.6. Условия подобия конвективного теплообмена при вынужденном движении теплоносителя
- •4.7.Условия подобия процессов теплообмена при естественной конвекции
- •4.8. Условия подобия процессов конвективного теплообмена при совместном свободно-вынужденном движении теплоносителя.
- •Контрольные вопросы
- •5. Конвективный теплообмен в вынужденном и свободном потоке жидкости.
- •5.1. Теплоотдача при вынужденном движении жидкости вдоль плоской поверхности (пластины)
- •5.2. Теплоотдача при вынужденном ламинарном течении жидкости в трубах
- •Значение при ламинарном режиме
- •5.3. Теплоотдача при турбулентном движении жидкости в трубах
- •5.4 Теплоотдача при поперечном омывании одиночной трубы
- •5.5. Теплоотдача при поперечном омывании пучков труб
- •5.6. Теплоотдача при свободном движении жидкости
- •Числовые данные к заданию 2
- •Порядок расчёта
- •Числовые данные к заданию 3
- •Порядок расчета.
- •Порядок расчёта
- •Числовые данные к заданию 4
- •Порядок расчёта
- •Контрольные вопросы
- •6. Теплообмен при изменении агрегатного состояния вещества
- •6.1. Теплоотдача при кипении жидкости.
- •6.2. Теплоотдача при конденсации пара.
- •Числовые данные к заданию 5
- •Порядок расчёта
- •Контрольные вопросы
- •7. Теплопередача
- •7.1. Теплопередача через плоскую однослойную и многослойную стенки
- •7.2. Теплопередача теплоты через цилиндрическую однослойную и многослойную стенки
- •Числовые данные к заданию 6
- •Порядок расчёта
- •Числовые данные к заданию 7
- •Пример решения задания 7.
- •Порядок расчёта
- •Контрольные вопросы
- •8 Теплообмен излучением
- •8.1 Основные понятия
- •8.2. Виды лучистых потоков
- •8.3. Законы теплового излучения
- •8.4. Лучистый теплообмен между телами, разделёнными прозрачной средой
- •8.5. Экраны для защиты от излучения
- •8.6. Особенности излучения газов
- •8.7. Сложный теплообмен
- •Числовые данные к заданию 8
- •Пример решения задания 8.
- •Порядок расчёта
- •Числовые данные к заданию 9
- •Порядок расчёта
- •Контрольные вопросы
- •9. Теплообменные аппараты
- •9.1. Общие положения
- •9.2. Расчёт рекуперативных теплообменных аппаратов
- •Числовые данные к заданию 10
- •Порядок расчёта
- •I. Прямоток
- •II. Противоток
- •Контрольные вопросы
- •10. Теплопроводность при нестационарном режиме
- •10.1 Общие положения
- •10.2. Расчёт нестационарной теплопроводности неограниченной плоской пластины
- •10.3. Метод конечных разностей
- •10.4. Метод регулярного режима
- •Контрольные вопросы
- •11. Массообмен
- •11.1. Основные понятия
- •11.2. Закон Фика
- •11.3. Основные закономерности тепло- и массопереноса
- •Контрольные вопросы
- •Экзаменационные вопросы
- •Словарь основных понятий
- •Список рекомендуемой литературы
- •Физические свойства воды на линии насыщения
- •П риложение 2
- •Термодинамические свойства воды и водяного пара в состоянии насыщения (аргумент - давление)
- •Тепломассообмен
- •308012, Г. Белгород, ул. Костюкова, 46
Экзаменационные вопросы
1. Общая характеристика основных видов теплообмена: теплопроводности, конвективного теплообмена, теплообмена излучением, сложного теплообмена.
2. Теплопроводность, основные понятия и определения. Температурное поле, градиент температуры, тепловой поток, коэффициент теплопроводности. Закон Фурье.
3. Дифференциальное уравнение теплопроводности. Характеристика условий однозначности. Коэффициент температуропроводности и его определение.
4. Коэффициент теплопроводности строительных и теплоизоляционных материалов, зависимость от структуры, плотности и влажности. Коэффициент теплопроводности жидкостей и газов.
5. Теплопроводность в многослойной плоской стенке - тепловой поток, тепловая проводимость, термическое сопротивление стенки.
6. Теплопроводность в однослойной цилиндрической стенке - линейная плотность теплового потока, термическое сопротивление стенки.
7. Теплопроводность в многослойной цилиндрической стенке - линейная плотность теплового потока, термическое сопротивление стенки.
8. Конвективный теплообмен - физическая сущность, основные понятия и определения. Закон Ньютона - Рихмана. Коэффициент теплоотдачи, его определение, влияние теплофизических свойств среды и гидродинамической структуры потока.
9. Система дифференциальных уравнений конвективного теплообмена. Условия однозначности - гипотеза о «прилипании» и связь температурного поля у стенки с теплоотдачей
10. Основные принципы теории подобия. Условия подобия процессов конвективного теплообмена.
11. Характеристика основных критериев подобия процессов конвективного теплообмена (чисел Прандтля, Рейнольдса, Грасгофа, Нуссельта), их физический смысл и применение в тепловых расчетах.
12. Теплоотдача при вынужденном движении жидкости вдоль плоской поверхности. Тепловой и гидродинамический пограничный слой. Локальный и средний коэффициент теплоотдачи.
13. Расчет теплоотдачи при ламинарном вынужденное движении жидкости и газов вдоль плоской поверхности.
14. Расчет теплоотдачи при турбулентном вынужденном движении жидкости и газов вдоль плоской поверхности.
15. Теплоотдача при вынужденном движении жидкости в трубах. Ламинарный режим - гидродинамическая и тепловая стабилизация, локальный коэффициент теплоотдачи.
16. Теплоотдача при стабилизированном течении жидкости в трубах, влияние гидродинамической структуры потока, расчет теплообмена.
17. Теплоотдача при турбулентном течении жидкости в трубах: влияние гидродинамической структуры потока, расчет теплообмена.
18. Теплоотдача при поперечном обтекании потоком одиночной трубы, явление отрыва пограничного слоя, локальный коэффициент теплоотдачи, расчет теплообмена.
19. Теплоотдача при поперечном обтекании потоком пучков труб гидродинамическая структура потока расчет теплообмена.
20. Теплоотдача при свободном движении жидкости вдоль поверхности горизонтальной трубы. Физический смысл критерия Грасгофа, расчет теплообмена.
21. Теплоотдача при свободном движении жидкости вдоль вертикальной поверхности. Физический смысл критерия Грасгофа, изменение локального коэффициента теплоотдачи, расчет теплообмена.
22. Теплообмен при кипении жидкости: пузырьковый и пленочный режимы кипения, физические закономерности процесса, расчет теплоотдачи.
23. Теплообмен при конденсации пара, пленочная и капельная конденсация, расчет теплоотдачи.
24. Теплопередача, основные понятия и определения. Коэффициент теплопередачи, сопротивление теплопередачи и их определение.
25. Теплопередача через однослойную плоскую стенку, физическая сущность процесса, расчет коэффициента теплопередачи и сопротивления теплопередачи.
26. Теплопередача через многослойную плоскую стенку, расчет коэффициента теплопередачи и сопротивления теплопередачи.
27. Графоаналитический метод расчета температурного поля при теплопередаче через многослойную плоскую стенку.
28. Теплопередача через однослойную цилиндрическую стенку, физическая сущность процесса, расчет линейного коэффициента теплопередачи и сопротивления теплопередачи.
29. Теплопередача через многослойную цилиндрическую стенку, физическая сущность процесса, расчет линейного коэффициента теплопередачи и сопротивления теплопередачи.
30. Теплообмен излучением: физическая сущность процесса, интенсивность излучения, интегральное и монохроматическое излучение, поглощательная, отражательная и пропускательная способности.
31. Виды лучистых потоков: собственное излучение, падающее, эффективное и результирующее излучения.
32. Законы теплового излучения - закон Планка, закон Вина.
33. Законы теплового излучения - закон Стефана - Больцмана. Коэффициент излучения абсолютно черного тела.
34.Термодинамически равновесное излучение, закон Кирхгофа, понятие серого тела, степень черноты.
35. Законы теплового излучения - закон Ламберта.
36. Теплообмен излучением между неограниченными плоскопараллельными плоскостями. Приведенная степень черноты системы, расчет теплового потока.
37. Теплообмен излучением между плоскопараллельными плоскостями при наличии защитных экранов. Расчет уменьшения интенсивности теплообмена.
38. Теплообмен излучением между телом и окружающей его оболочкой. Приведенная степень черноты системы, расчет теплового потока.
39. Теплообмен излучением между двумя произвольно расположенными в пространстве поверхностями. Приведенная степень черноты системы, угловой коэффициент облученности, расчет теплообмена.
40. Особенности излучения газов и паров. Коэффициент поглощения, степень черноты газообразных сред, содержащих трехатомные газы.
41. Лучистый теплообмен между газовым слоем и стенками газохода в поглощающей среде. Эффективная степень черноты системы, поглощательная способность газового слоя, расчет теплообмена.
42. Сложный теплообмен. Определение конвективного, лучистого и эффективного коэффициентов теплоотдачи, расчет процесса радиационно-конвективного теплообмена.
43. Теплообменные аппараты: классификация, схемы движения теплоносителей и их водяные эквиваленты, средний логарифмический температурный напор.
44. Основы теплового расчета рекуперативных теплообменных аппаратов.
45. Нестационарная теплопроводность. Аналитический расчет температурного поля бесконечной плоской пластины в безразмерной форме. Физическая сущность критериев Био и Фурье.
46. Метод регулярного режима приближенного расчета процессов нестационарной теплопроводности. Темп нагревания (охлаждения) тела и его определение.