ПАХТ ЭКЗАМЕН
.pdf
10. Связь коэффициента теплопередачи и коэффициентов теплоотдачи при теплопередаче
с постоянными температурами теплоносителей для плоской стенки. Какова размерность и
каков физический смысл этих коэффициентов?
11.Вывод уравнения для расчета средней движущей силы процесса теплопередачи.
12. Вывод уравнения для расчета движущей силы теплопередачи при переменных
температурах теплоносителей вдоль поверхности теплообмена.
Tср - движущая сила
Вопросы по теплообмену без вывода
1. Механизмы переноса энергии в форме теплоты в жидкостях и газах. Феноменологический закон переноса энергии Фурье.
Механизмы переноса тепла:
1)теплопроводность — перенос тепла вследствие беспорядочного теплового движения
микрочастиц, непосредственно соприкасающихся друг с другом. В газах и капельных
жидкостях — это молекулярное движение;
2)конвекция — перенос тепла вследствие движения и перемешивания макроскопических объемов газа или жидкости. Естественная конвекция обусловлена разностью плотностеи в различных точках объема жидкости или газа, возникает из-за разности температур. Вынужденная конвекция возникает при принудительном движении (перемешивании).
3)тепловое излучение — процесс распространения ЭМ колебани с ра зличнодлино волн, обусловленныи т епловым движением атомов или молекул излучающего тела. Основным законом передачи тепла теплопроводностью является закон Фурье:
2. Каковы достоинства и недостатки использования топочных газов в качестве теплоносителей
для подвода тепла?
Топочные газы используют в качестве греющего теплоносителя в большинстве случаев на месте их получения для непосредственного нагревания материалов и изделий, качество которых не зависит от загрязнения продуктами сгорания. Преимуществом топочных газов является возможность их получения непосредственно у аппаратов, теплоснабжение которых они обеспечивают. При этом отпадает необходимость в теплотрассе, промежуточных теплообменниках, уменьшается металлоемкость теплоиспользующего оборудования. Применение топочных газов позволяет достичь любого практически необходимого уровня температуры и тем самым повысить производительность тепло-технологических установок. К недостаткам топочных газов следует отнести их низкую плотность и теплоемкость, низкие значения коэффициента теплоотдачи, способность загрязнять поверхность теплообмена, пожароопасность, токсичность.
3. Температурное поле и температурный градиент.
Совок упность значении температур в данный момент времени для всех точек рассматриваемой среды называется температурным полем.
Эта зависимость представляет собой уравнение неустановившегося температурного поля. Для установившегося температурного поля:
Предел отношения изменения температуры АТ к расстоянию между изотермическими
поверхностями по нормали Ап называется температурным градиентом:
Температурный градиент является векторной величиной. Положительным направлением температурного градиента принято считать направление в сторону возрастания
температур.
4. Порядок расчёта поверхности теплопередачи теплообменников. приведите соответствующие пояснения, входящих в формулы величин.
5. Опишите молекулярный механизм переноса энергии. Приведите уравнение для удельного потока теплоты.
Поток вещества, вызванныи стремлением сист емы к термодинамическому равновесию
(молекулярныи перенос), опре деляется хаотическим перемещением молекул среды, переносящих энергию, и тем самым усредняющих потенциал в рассматриваемом объеме. Молекулярныи перенос яв ляется определяющим в неподвижных средах и в ламинарно движущихся потоках и
описывается уравнением: q=QF=α(tст−tж),[ Вт] .
6. Определение толщины слоя тепловой изоляции.
7. Взаимное направление движения теплоносителей. Сравнение прямотока с противотоком.
Бывают: прямоток, противоток, перекрестныи |
ок и смешанныи т |
ок. |
На практике для экономии теплоносителя преимущественно используют противоток, т. к. при нем теплообмен происходит быстрее. При прямотоке предельная температура нагревания холодного теплоносителя — t1к, а при противотоке — t2н. Прямоток используют для более мягких услови нагрев а/охлаждения среды.
8. Физический смысл тепловых критериев Нуссельта и Прандтля. Назовите примерные численные значения критерия Прандтля для газов и капельных жидкостей.
— критери Ну ссельта — характеризует подобие процессов теплопереноса на границе между стенкои и по током жидкости. Он является мерои с оотношения толщины пограничного слоя и определяющего геометрического размера.
— критери Прандт ля — характеризует подобие физических своиств
теплоносителеи в проц ессах конвективного теплообмена и является мерои по добия полеи температур и скоростеи.
Для капельных жидкостеи Pr = 3 – 300 и уменьшается с увеличением Т.
Для газов Pr = 0,7 – 1, постоянныи и зависит т олько от атомности газа. Поэтому для
жидкостеи т епловои по дслои т оньше гидродинамического.
9. Как определяется количество теплоты, передаваемой лучеиспусканием при взаимном излучении двух тел?
10. Уравнения тепловых балансов при изменении и без изменения фазового состояния
систем.
11. Напишите уравнения теплопередачи и теплоотдачи. Что является движущими силами
этих процессов? Каковы размерности и физический смысл коэффициентов теплоотдачи и
теплопередачи?
Основное уравнение теплопередачи: 
- средняя разность температур между теплоносителями, определяющая среднюю движущую силу процесса теплопередачи. Для непрерывных процессов теплообмена
— коэффициент теплопередачи — показывает, какое количество тепла переходит через
единицу поверхности в единицу времени при среднеи ра зности температур теплоносителеи в 1 граду с.
Уравнение теплоотдачи: 
Для непрерывного процесса теплоотдачи: 