- •Гидродинамика
- •Вопросы с выводом уравнений
- •Вывод уравнения неразрывности. Какой вид имеет это уравнение при стационарном течении несжимаемой среды?
- •Вывод уравнения неразрывности для неустановившегося потока жидкости.
- •Вывод уравнения Навье-Стокса для одномерного движения. Каков физический смысл слагаемых?
- •Подобное преобразование уравнений Навье-Стокса. Физический смысл критериев подобия.
- •Проведите подобное преобразование уравнений Навье-Стокса для установившегося течения с получением обобщенных переменных (критериев гидродинамического подобия).
- •Преобразование уравнений Навье-Стокса для покоящейся жидкости. (Уравнения Эйлера, основное уравнение гидростатики, закон Паскаля).
- •Вывод дифференциальных уравнений Эйлера для течения идеальной жидкости. Чем отличается идеальная жидкость от реальной?
- •Вывод дифференциальных уравнений Эйлера равновесия жидкости.
- •Выведите основное уравнение гидростатики. Назовите практические приложения этого уравнения.
- •Вывод уравнения для распределения скорости по радиусу трубы при стационарном ламинарном течении.
- •Вывод уравнения неразрывности. Получите из уравнения неразрывности уравнение постоянства расхода для канала (трубопровода) с переменным поперечным сечением.
- •Вывод уравнения для расчета коэффициента гидравлического трения при ламинарном движении жидкости в трубе круглого поперечного сечения.
- •Вывод уравнения Бернулли для идеальной жидкости. Приведите примеры практического использования этого уравнения.
- •Вывод уравнения Бернулли для идеальной жидкости. Опишите особенности движения реальной жидкости. Приведите вид уравнения Бернулли для реальной жидкости. Каков его энергетический смысл?
- •Вывод уравнения, представляющего энергетический баланс движения идеальной жидкости. Каков физический смысл слагаемых этого уравнения?
- •Напор насоса, его энергетический смысл. Вывод формулы для расчета напора проектируемого к установке насоса.
- •Напор насоса, его энергетический смысл. Вывод формулы для расчёта напора насоса через показания манометра и вакуумметра.
- •Вывод формулы для расчета высоты всасывания насоса. От каких факторов зависит допустимая высота всасывания насосов? Ответ обоснуйте анализом формулы для расчета высоты всасывания.
- •Вопросы без вывода
- •Закон внутреннего трения Ньютона, приведите его вид с необходимыми пояснениями. Динамический и кинематический коэффициенты вязкости.
- •Что такое гидравлический радиус и эквивалентный диаметр? Расчет эквивалентного диаметра в канале с некруглым поперечным сечением. Приведите примеры.
- •Расчет диаметра трубопровода, выбор расчетных скоростей потока и примерные численные их значения для капельных жидкостей, газов, паров.
- •Определение гидравлического сопротивления в трубопроводах и аппаратах. Как определяются потери напора на трение при турбулентном движении?
- •Изобразите графически и сопоставьте зависимости между производительностью и напором центробежного и поршневого насоса.
- •Характеристика центробежного насоса и характеристика сети. Покажите, как определяется напор и мощность насоса при работе его на данную сеть.
- •Как влияет температура перекачиваемой жидкости на предельную высоту всасывания насосов? Ответ обоснуйте анализом формулы для расчёта высоты всасывания.
- •Рабочие характеристики центробежного и поршневого насосов, сопоставьте эти насосы по производительности, напору и кпд.
- •Конструкции аппаратов
- •Какие вы знаете насосы объемного типа? Изобразите схему устройства и опишите действие одного из них.
- •Изобразите схему устройства и опишите действие поршневого насоса, сопоставив его с насосами других типов.
- •Изобразите схему устройства и опишите действие плунжерного насоса, сопоставив его с насосами других типов.
- •Изобразите схему устройства и опишите действие плунжерного насоса двойного действия, сопоставив его с плунжерным насосом простого действия.
- •Изобразите схему устройства и опишите действие мембранного (диафрагмового) поршневого насоса, назвав области его применения.
- •Изобразите схему устройства и опишите действие поршневого насоса двойного действия, сопоставив его с поршневым насосом простого действия.
- •Изобразите схему устройства и опишите действие монтежю, сопоставив его с насосами других типов и назвав области применения.
- •Изобразите схему устройства и опишите действие центробежного насоса, сопоставив его с насосами других типов.
- •Сопоставьте достоинства и недостатки центробежных и поршневых насосов, назвав основные области их применения.
- •Изобразите схему устройства и опишите действие одноступенчатого центробежного насоса, сопоставив его с многоступенчатым центробежным насосом.
- •Изобразите схему устройства и опишите действие центробежного и осевого (пропеллерного) насосов; сопоставьте их и назовите преимущественные области применения.
- •Изобразите схему устройства и опишите действие осевого (пропеллерного) насоса, сопоставив его с насосами других типов.
- •Теплообмен
- •Вопросы с выводом
- •Потенциал переноса энергии и массы. Вывод уравнения переноса.
- •Молекулярный перенос:
- •Конвективный перенос:
- •Вывод дифференциального уравнения конвективного теплообмена Фурье-Кирхгофа.
- •Вывод дифференциального уравнения конвективного теплообмена, описывающего распределение температур в движущейся жидкости для нестационарного процесса.
- •Перенос тепла конвекцией. Уравнение теплоотдачи. Подобное преобразование дифференциального уравнения конвективного теплообмена Фурье-Кирхгофа. Критерии Фурье, Нуссельта, Пекле, Прандтля.
- •Вывод дифференциального уравнения теплопроводности для установившегося процесса (из уравнения Фурье-Кирхгофа).
- •Вывод дифференциального уравнения теплопроводности для неустановившегося процесса (из уравнения Фурье-Кирхгофа). Каковы единицы измерения теплопроводности и физический смысл коэффициента?
- •Вывод уравнения аддитивности термических сопротивлений при теплопередаче для плоской стенки.
- •Вывод уравнения для расчета средней движущей силы процесса теплопередачи при переменных температурах теплоносителей вдоль поверхности теплообмена при противотоке теплоносителей.
- •Вывод уравнения для расчета движущей силы теплопередачи при переменных температурах теплоносителей вдоль поверхности теплообмена.
- •Вопросы без вывода
- •Механизмы переноса энергии в форме теплоты в жидкостях и газах. Феноменологический закон переноса энергии Фурье.
- •Каковы достоинства и недостатки использования топочных газов в качестве теплоносителей для подвода тепла?
- •Температурное поле и температурный градиент.
- •Порядок расчёта площади поверхности теплопередачи теплообменников. Приведите соответствующие пояснения и обозначения, входящих в формулы величин.
- •Опишите молекулярный механизм переноса энергии. Приведите уравнение для удельного потока теплоты.
- •Определение толщины слоя тепловой изоляции.
- •Взаимное направление движения теплоносителей. Сравнение прямотока с противотоком.
- •Физический смысл тепловых критериев Нуссельта и Прандтля. Назовите примерные численные значения критерия Прандтля для газов и капельных жидкостей.
- •Как определяется количество теплоты, передаваемой лучеиспусканием при взаимном излучении двух тел?
- •Уравнения тепловых балансов при изменении и без изменения фазового состояния систем.
- •Напишите уравнения теплопередачи и теплоотдачи. Что является движущими силами этих процессов? Каковы единицы измерения и физический смысл коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи?
- •Определение потерь тепла стенками аппаратов в окружающую среду.
- •Графически изобразите зависимости коэффициента теплоотдачи при кипении от разности температур между стенкой и кипящей жидкостью и от удельной тепловой нагрузки. Опишите основные режимы кипения.
- •Как осуществляется отвод конденсата при использовании водяного пара в качестве теплоносителя? Каково назначение и принципы действия конденсатоотводчиков?
- •Назовите и сопоставьте друг с другом основные теплоносители, используемые в химической промышленности для отвода теплоты.
- •Назовите и сопоставьте друг с другом основные теплоносители, используемые в химической промышленности для подвода теплоты.
- •Применение высокотемпературных промежуточных теплоносителей. Назовите области и способы их применения. Приведите примеры таких теплоносителей.
- •Взаимное излучение тел. Как определяется коэффициент взаимного излучения?
- •Влияние взаимного направления движения теплоносителей на среднюю движущую силу процесса. В каких случаях средняя движущая сила не зависит от взаимного направления потоков?
- •Определение температуры стенок теплообменных аппаратов. Для каких целей требуется знать температуры стенок в ходе расчета теплообменных аппаратов?
- •Теплоотдача при конденсации (описание процесса). Что такое пленочная и капельная конденсация? От каких параметров зависит коэффициент теплоотдачи при конденсации.
- •Теплоотдача при кипении (описание процесса). Общий вид уравнений для определения коэффициента теплоотдачи при кипении.
- •Конструкции апааратов
- •Приведите схемы обогрева аппаратов «острым» и «глухим» паром.
- •Объясните принцип действия конденсатоотводчика. Приведите схему устройства.
- •Изобразите схему устройства кожухотрубного теплообменника. Укажите достоинства и недостатки этого аппарата.
- •Изобразите многоходовой кожухотрубный теплообменник по межтрубному пространству
- •Изобразите любую конструкцию многоходового кожухотрубного теплообменника. Чем отличаются одноходовые теплообменники от многоходовых?
- •Какие Вы знаете конструкции теплообменников с компенсацией температурных удлинений труб и кожуха. Изобразите любую конструкцию по вашему выбору.
- •Изобразите схему устройства кожухотрубного и двухтрубного («труба в трубе») теплообменников. Сопоставьте достоинства и недостатки этих аппаратов и назовите области их применения.
- •Изобразите схему устройства и опишите принцип действия теплообменника "труба в трубе". Сопоставьте эти теплообменники с кожухотрубными.
- •Изобразите схему устройства и опишите принцип действия пластинчатого теплообменника для жидкостей. Сопоставьте достоинства и недостатки этого аппарата с кожухотрубным теплообменником.
- •Изобразите схему устройства спирального теплообменника. Укажите достоинства и недостатки этого аппарата.
- •Изобразите схему устройства и опишите принцип действия оросительных холодильников. Укажите их достоинства и недостатки.
- •Изобразите схему устройства и опишите принцип действия погружных (змеевиковых) теплообменников. Укажите их достоинства и недостатки, области применения.
- •Приведите схему устройства любого известного вам смесительного теплообменника.
- •Изобразите известные вам схемы устройства градирен. Для чего они используются?
Изобразите схему устройства и опишите действие одноступенчатого центробежного насоса, сопоставив его с многоступенчатым центробежным насосом.
Рисунок 11.1 – Схема горизонтального центробежного насоса:
1 – корпус; 2 – рабочее колесо; 3 – лопасти рабочего колеса; 4 – вал насоса; 5 – всасывающий патрубок; 6 – нагнетательный патрубок; 7 – спиральный улиткообразный канал; 8 – сальник
Принцип работы
Внутри улиткообразного корпуса 1 эксцентрично помещено рабочее колесо насоса 2, снабженное лопастями 3, которые обычно загнуты назад по отношению к направлению вращения рабочего колеса. Рабочее колесо насажено на вал 4, соединённый с валом электродвигателя или редуктора. Для предотвращения утечки жидкости между валом и корпусом насоса установлен сальник 8. Вращение рабочего колеса, при наличии в насосе жидкости, приводит к возникновению центробежной силы, под действием которой жидкость устремляется из центра к периферии. Возникающее в центре разрежение вызывает поступление в насос жидкости через всасывающий патрубок 5. Под действием центробежной силы, жидкость покидает рабочее колесо, попадая в спиральный улиткообразный канал 7, где возникает повышенное давление. Под действием давления жидкость движется по спиральному улиткообразному каналу и поступает в нагнетательный патрубок 6.
Напор одноступенчатых центробежных насосов (с одним рабочим колесом) ограничен и не превышает 50 м. Для создания более высоких напоров применяют многоступенчатые насосы, имеющие несколько рабочих колес. Число рабочих колес в многоступенчатом насосе обычно не превышает пяти. Ориентировочно (без учета потерь) можно считать, что напор многоступенчатого насоса равен напору одного колеса, умноженному на число колес.
Изобразите схему устройства и опишите действие центробежного и осевого (пропеллерного) насосов; сопоставьте их и назовите преимущественные области применения.
Рисунок 12.1 – Схема горизонтального центробежного насоса:
1 – корпус; 2 – рабочее колесо; 3 – лопасти рабочего колеса; 4 – вал насоса; 5 – всасывающий патрубок; 6 – нагнетательный патрубок; 7 – спиральный улиткообразный канал; 8 – сальник
Параметр |
Центробежный |
Осевой |
Напор |
Средний/Высокий |
Низкий |
Расход |
Средний |
Высокий |
Подъём на большую высоту |
Да |
Нет |
Тип жидкости |
Вязкие/загрязнённые |
Чистая или минимальные загрязнения |
Области применения |
|
|