Билет №28 Вопрос 1. Классификация теплообменных аппаратов
Теплообменником называется устройство, в котором осуществляется процесс передачи теплоты от одного теплоносителя к другому. По принципу действия они бывают:
Рекуперативные – теплота от горячего теплоносителя к холодному передается через разделяющую их стенку (парогенератор, подогреватели, конденсаторы).
Регенеративные – одна и та же поверхность нагрева омывается то горячим, то холодным теплоносителем. При протекании горячей жидкости теплота воспринимается стенками аппарата и в них аккумулируется, при протекании холодной эта теплота ею воспринимается (воздухоподогреватель доменной печи).
Смесительные – теплопередача при непосредственном соприкосновении и смешении горячего и холодного теплоносителей. Теплопередача происходит одновременно с материальным обменом (скрубберы, градирни).
В рекуперативных и регенеративных аппаратах процесс теплопередачи связан с поверхностью твердого тела, поэтому такие аппараты называются поверхностными.
Вопрос 2. Характер изменения температурного поля неограниченной пластины при различных значениях Био и гу III рода
Неограниченная пластина – 2 плоскости, которые параллельны между собой, размеры бесконечно велики по сравнению с толщиной, изменение происходит не по y, z, а по направлению толщины.
– число Фурье
Если
(кипение, конденсация), то расстояние
и все точки О окажутся на поверхности.
Если
,
,
то А и В будут в ∞, температурные кривые
будут параллельны между собой. Будут
играть роль параметры, характеризующие
их ТО у поверхности.
Для внешней
задачи на интенсивность ТО оказывают
влияние теплофизические характеристики
у поверхности пластины, т.е. величина
– термическое сопротивление у поверхности
пластины, несущественную роль имеют
теплофизические характеристики материала
пластины.
Когда
на температурное поле оказывают влияние
как теплофизические характеристики
материала пластины, так и термическое
сопротивление у ее поверхности.
Вопрос 3. Температурное поле
Температурное поле – совокупность значений температуры для всех точек пространства в данный момент времени.
– математическое выражение температурного
поля.
Если температура меняется во времени, то поле называется неустановившимся (нестационарным), а если не меняется – установившимся (стационарным). Температура может быть функцией одной, двух и трех координат. Соответственно этому и поле называется одно-, двух- и трехмерным. Квазистационарное поле зависит от закономерностей поступления теплоты от теплового источника в соответствии с циклической или периодической амплитудами.
Билет №29
Вопрос 1. Коэффициент теплоотдачи
(
)
– характеризует интенсивность ТО между
поверхностью тела и окружающей средой.
Он равен количеству теплоты, отдаваемой (воспринимаемой) единицей поверхности в единицу времени при разности температур между поверхностью тела и окружающей средой в 1°.
– закон Ньютона-Рихмана.
Процесс теплоотдачи сложный, является сложной функцией:
Вопрос 2. Нестационарная теплопроводность пластины при ГУ II рода
ГУ II рода задаются поверхностной плоскостью теплового потока в каждой точке поверхности тела для любого момента времени.
Имеется неограниченная пластина, известно начальное распределение температуры, теплофизические характеристики:
Решение выполняется методом распределения переменных:
Вопрос 3. Теплообмен при вынужденном турбулентном движении жидкости в трубах
При турбулентном режиме изменение скорости имеет вид усеченной параболы.
По длине канала профили будут различны. Скорость потока у стенки равна 0.
П
о
мере течения жидкости толщина
гидравлического слоя увеличивается и
центральные потоки в середине включаются
в ТО, в то время как в самом начале трубы
эти потоки в ТО не участвуют.
На участке тепловой стабилизации коэффициент теплоотдачи принимает постоянное значение. Профиль скорости стабилизируется.
У
часток
тепловой стабилизации зависит от
скорости потока, физической характеристики
жидкости, от Re и Pr,
от режима потока.
Чтобы правильно выполнить анализ, нужно рассмотреть следующие уравнения:
уравнение сплошности.
