Задания по лабораторным работам

Лабораторная работа 1

Моделирование охлаждения (нагрева) ограниченного цилиндра в условиях конвективного теплообмена

Цель работы: научиться описывать нестационарное температурное поле ограниченного тела в безразмерных числах подобия.

Контрольные вопросы:

1. Напишите выражение для безразмерного числа Фурье и поясните его физический смысл.

2. Какой безразмерный критерий используется для характеристики конвективного теплообмена на поверхности твердого тела?

3. При каких значениях числа Био происходит нагрев или охлаждение термически тонкой пластины или цилиндра?

4. Что такое регулярный режим охлаждения тела и при каких значениях числа Фурье он наступает?

5. В чем состоит смысл теоремы о перемножении решений?

Лабораторная работа 2

Моделирование движения жидкости через местное сопротивление

Цель работы: научиться моделировать процесс стационарного движения жидкости.

Контрольные вопросы:

1. Напишите выражение для безразмерного числа Эйлера и поясните его физический смысл.

2. Какие безразмерные числа подобия являются определяющими, а какие – определяемые при вынужденном движении жидкости.

3. При каком условии наступает автомодельность вынужденного напорного движения жидкости относительно числа Re?

4. В каких процессах движения жидкости число Галилея Ga является определяющим?

5. Какие критерии подобия являются определяющими и определяемыми при свободной конвекции жидкости?

Лабораторная работа 3

Моделирование конвективного теплообмена при вынужденной конвекции жидкости в шахматном пучке

Цель работы: научиться моделировать процесс конвективного теплообмена при вынужденном движении жидкости.

Контрольные вопросы:

1. Какие безразмерные числа подобия являются определяющими, а какие – определяемыми в процессах конвективного теплообмена при вынужденной конвекции жидкости?

2. Напишите выражение для безразмерного числа Нуссельта и объясните его физический смысл.

3. Сформулируйте условия моделирования процессов конвективного теплообмена при вынужденной конвекции жидкости.

4. В каком виде обычно представляют эмпирические уравнения подобия для расчета конвективного теплообмена?

5. Что такое определяющая температура и каким образом она выбирается?

Лабораторная работа 4

Моделирование конвективного теплообмена при свободной конвекции жидкости вблизи горизонтальной трубы

Цель работы: научиться моделировать процесс конвективного теплообмена при свободной конвекции жидкости.

Контрольные вопросы:

1. Какие безразмерные числа подобия являются определяющими, а какие – определяемыми в процессах конвективного теплообмена при свободной конвекции жидкости?

2. Напишите выражение для безразмерного числа Грасгофа и объясните его физический смысл.

3. Сформулируйте условия моделирования процессов конвективного теплообмена при свободной конвекции жидкости.

4. В каком виде обычно представляют эмпирические уравнения подобия для расчета конвективного теплообмена?

5. Что такое определяющий линейный размер тела и как он выбирается?

Тест

1. Что называется стационарным процессом?

a) Когда искомая функция изменяется с течением времени от одной точки к

другой

b) Когда функция зависит от трех параметров

c) Когда искомая функция с течением времени в каждой точке поля остается неизменной

d) Когда искомая функция зависит только от одной переменной

2. Что называется нестационарным процессом?

a) Когда искомая функция изменяется с течением времени от одной точки к другой

b) Когда функция зависит от трех параметров

c) Когда искомая функция с течением времени в каждой точке поля остается неизменной

d) Когда искомая функция зависит только от одной переменной

3. Что такое граничные условия задачи?

a) Граничные условия I рода

b) Граничные условия II рода

c) Граничные условия III рода

d) Условия, характеризующие взаимодействие исследуемого процесса с окружающей средой

4. Что такое начальные условия?

a) Значения координат системы в начальный момент времени

b) Значение температуры на границе системы

c) Условия, характеризующие распределение искомой функции в начальный момент времени

d) Условия, характеризующие форму и размеры системы в начальный момент времени

5. Что такое геометрические условия?

a) Значения координат системы в начальный момент времени

b) Значение температуры на границе системы

c) Условия, характеризующие распределение искомой функции в начальный момент времени

d) Условия, характеризующие форму и размеры системы в начальный момент времени

6. Что такое физические условия?

a) Задается закон распределения внутренних источников теплоты

b) Задаются физические параметры тела

c) Задаются форма и линейные размеры тела

d) Условия, характеризующие физические свойства среды и тела

7. Что такое граничные условия I рода?

a) Задается распределение искомой функции на поверхности тела для каждого момента времени

b) Задаются значения теплового потока искомой функции для каждой точки поверхности тела и любого момента времени

c) Задаются температура окружающей среды и закон взаимодействия между поверхностью тела и окружающей средой

8. Что такое граничные условия II рода?

a) Задается распределение искомой функции на поверхности тела для каждого момента времени

b) Задаются значения теплового потока искомой функции для каждой точки поверхности тела и любого момента времени

c) Задаются температура окружающей среды и закон взаимодействия между поверхностью тела и окружающей средой

9. Что такое граничные условия III

рода?

a) Задается распределение искомой функции на поверхности тела для каждого момента времени

b) Задаются значения теплового потока искомой функции для каждой точки поверхности тела и любого момента времени

c) Задаются температура окружающей среды и закон взаимодействия между поверхностью тела и окружающей средой

10. Что такое условия однозначности задачи?

a) Геометрические условия

b) Физические условия

c) Временные условия

d) Геометрические условия, физические условия, временные условия, граничные условия

11. Что такое математическая формулировка задачи?

a) Дифференциальное уравнение

b) Уравнение теплопроводности

c) Уравнение теплопроводности с внутренним источником теплоты

d) Дифференциальное уравнение с заданными условиями однозначности

12. Что такое тестирование программы?

a) Оценка ошибки моделирования

b) Получение информации о модели

c) Подбор настроечных параметров модели

d) Информация о числовых значениях входных величин

13. Что такое адаптация математической модели?

a) Результаты проверки знаний, полученных при моделировании с результатами практической проверки

b) Более высокая ступень эмпирического уровня познания

c) Активное воздействие на объекты

d) Является обязательным условием развития науки

14. Что такое эксперимент?

a) Активное воздействие на объект с планомерным изменением, комбинированием различных условий с целью получения необходимого эффекта

b) Целенаправленное восприятие объекта без вмешательства в его проведение

c) Обязательные условия развития науки и совершенствования практической деятельности

d) Отработки рекомендаций по предотвращению аварийных ситуаций

Вопросы к экзамену

1.	Основные понятия теории подобия. Метод размеренностей.
2.	Применение теории подобия к потокам реальной жидкости.
3.	Основная теорема теории подобия.
4.	Автомодельность.
5.	Основное правило моделирования.
6.	Математическое описание процесса теплопроводности.
7.	Описание процесса теплопроводности в безразмерном виде.
8.	Уравнения подобия для процесса теплопроводности.
9.	Охлаждение (нагревание) неограниченной пластины.
10.	Нагревание тела в условиях теплообмена излучением.
11	Процессы стационарной теплопроводности.
12.	Моделирование процессов теплопроводности.
13.	Уравнения движения реальной жидкости.
14.	Описание уравнений движения жидкости в безразмерном виде.
15.	Уравнения подобия для процессов движения жидкости.
16.	Моделирование процессов движения жидкости.
17.	Уравнения конвективного теплообмена.
18.	Описание уравнений конвективного теплообмена в безразмерном виде.
19.	Уравнения подобия для процессов конвективного теплообмена.
20.	Моделирование конвективного теплообмена.
21.	Получение эмпирических уравнений подобия.

Методика оценивания лабораторных работ:

15 баллов выставляется студенту, если работа выполнена самостоятельно; представлен письменный отчет, грамотно и логично оформлены результаты расчетов, расчеты занесены в аналитические таблицы, сформулированы выводы и рекомендации по полученным данным;

- 10 баллов выставляется студенту, если работа выполнена, представлен письменный отчет, составлены расчеты, сделаны выводы по результатам работы;

- 5 баллов выставляется студенту, если студент не до конца справился с заданием, не совсем верно произвел расчет плановых показателей деятельности предприятия, однако оформил отчет по результатам работы.

- 0 баллов выставляется студенту, если студент не справился с заданием, неверно произвел расчет плановых показателей деятельности предприятия, не оформил отчет по результатам работы.

Методика оценивания теста: каждый верный ответ теста – 1 балл

Методика оценивания на экзамене.

Ответ на экзамене оценивается исходя из 40 баллов (максимум).

Полный ответ на билет оценивается максимум в 30 баллов, предполагает свободное изложение (не чтение) всего необходимого материала, ответы на уточняющие вопросы, если они есть.

Правильный ответ на дополнительные вопросы оценивается максимум в 10 баллов.

Дисциплина «Экономика и управление производством»