- •5. Назовите основные способы распр-я теплоты и охарактеризуйте каждый из них. Понятие о сложном теплообмене.
- •6. Закон Стефана – Больцмана.
- •7. Понятие об абсолютно черном, белом и диатермическом телах. Серые тела.
- •8. Закон Кирхгофа.
- •9. Определение кол-ва теплоты, отдаваемого в окружающую среду тепловым излучением.
- •10. Тепловое излучение газов.
- •11. Закон Фурье и коэффициент теплопроводности.
- •12. Закон охлаждения Ньютона. Физич. Смысл коэффициента теплоотдачи. Движущая сила процесса теплоотдачи.
- •13. Дифференциальное уравнение конвективного теплообмена (уравнение Фурье - Кирхгофа).
- •14. Обобщённое критериальное уравнение для теплоотдачи при естественной конвекции.
- •15. Назовите основные критерии подобия конвективной теплоотдачи, сформулируйте их физический смысл.
- •16. Понятие об определяющей температуре и определяющем размере.
- •17. Объясните, почему при естественной конвекции коэффициент теплоотдачи возрастает с ростом разности температур стенки из окружающего воздуха?
- •18. Понятие о тепловом пограничном слое.
- •19. Способы измерения температуры. Устройство и принцип действия термопар.
- •20. Как изменяется коэффициент теплоотдачи, если производить принудительный обдув нагретого стержня?
1. Цель и методика выполнения работы.
2. Принципиальная схема установки.
3. Методика обработки опытных данных.
4. Практическое применение тепловых процессов в хим-ой промышленности.
Тепловыми наз. процессы, скорость протекания которых определяется скоростью подвода или отвода теплоты (тепла). Они широко применяются при проведении многих химико-технологических процессов. К тепловым процессам относятся нагревание, охлаждение, кипение, конденсация и др. При этом теплота передается от более горячего теплоносителя к менее горячему. Движущей силой тепловых процессов является разность температур горячего и холодного теплоносителей. Аппараты, в которых проводят тепловые процессы, наз. теплообменниками.
5. Назовите основные способы распр-я теплоты и охарактеризуйте каждый из них. Понятие о сложном теплообмене.
Существуют 3 способа распространения теплоты:
Теплопроводность (кондукция) - физическое св-во любого в-ва передавать теплоту, поэтому существенно зависит от структуры и св-в веществ (плотность, вязкость - для подвижных сред; структуры кристаллической решетки - для тв. тел)
Тепловое излучение - процесс распр-я теплоты с помощью электромагнитных колебаний с различной длиной волны: А+R+D=1, где – поглощательная сп. тела, – отражательная сп. тела, – пропускательная сп. тела.
A=1 и R=0, D=0 - тело полностью поглощает все падающие на него лучи.
A=0 и R=1, D=0 - тело отражает все падающие на него лучи и наз. абсолютно белым.
A=0 и R=0, D=0 - тело пропускает падающее на него лучи и наз. абсолютно прозрачным или диаметричным.
Конвекция - процесс распространения теплоты вследствие движения и перемешивания макроскопических объемов жидкостей и газов. При конвекции теплота передается от движущейся жидкости (газа) к стенке или от стенки к жидкости.
Сложный теплообмен - разделение общего процесса переноса теплоты на элементарные явления - теплопроводность, тепловое излучение и конвекцию - производится для упрощения произведения расчетов. В действительности эти явления протекают одновременно и оказывают взаимное влияние друг на друга.
6. Закон Стефана – Больцмана.
Согласно закону, лучеиспускательная способность а.ч.т. пропорциональна 4-ой степени абсолютной температуры его поверхности E0=K0T4
Для технических расчетов: E0=C0(T/100)4, C0=K0*108
Для серых тел: E0= С0(Е/100)4
Степень черноты зависит как от природы материала, так и от состояния его поверхности (полированная и шероховатая). Для серых тел необходимо знать зависимость между излучательной и поглощательной способностью.
7. Понятие об абсолютно черном, белом и диатермическом телах. Серые тела.
При Qпогл/Q=1 и Qотр/Q=0, Qпр/Q=0 тело полностью поглощает все падающие на него лучи, наз. абсолютно черными.
При Qотр/Q=1 и Qпогл/Q=0, Qпр/Q=0 тело отражает все падающие на него лучи наз. абсолютно белыми.
При Qпр/Q=1 и Qпогл/Q=0, Qотр/Q=0 тело пропускает все падающие лучи наз. абсолютно прозрачными или диатермичными.
Все тела в природе, кот. поглощают, отражают и пропускают ту или иную часть падающих на них лучей, наз. серыми телами.
8. Закон Кирхгофа.
Отнош-е лучеиспускательной способности любого тела (Е) к его поглощательной способности (А) при той же температуре явл. величиной постоянной, равной лучеиспускательной способности а.ч.т. (Е0):
9. Определение кол-ва теплоты, отдаваемого в окружающую среду тепловым излучением.
Суммарная отдача теплоты стенкой путем конвекции и теплового излучения составляет: . Обозначив суммарный коэф. теплоотдачи конвекцией и излучением , получим (в Вт): .
10. Тепловое излучение газов.
Газы обладают способностью испускать и поглощать лучистую энергию, но для разных газов эта способность различна. Для одно- и двухатомных газов, в частности для N2, O2 и H2 она ничтожна.
Значительной способностью излучать и поглощать лучистую энергию обладают лишь многоатомные газы, в частности CO2, водяной пар H2O и пр. Для теплотехнических расчётов наибольший интерес представляют углекислый газ и водяной пар - эти газы образуются при горении топлива.
Процессы теплового излучения и поглощения газов имеют ряд особенностей. Газы постоянно излучают и поглощают энергию лишь в определённых интервалах длин волн , так называемых полосах, расположенных в различных частях спектра; для лучей других длин волн, вне этих полос, газы прозрачны, и их энергия излучения равно нулю. Таким образом, излучение и поглощение газов имеет избирательный (селективный) характер.