Тепломеханика №1322

31

7.Поясніть фізичну суть коефіцієнта теплопровідності. Які параметри впливають на величину коефіцієнта теплопровідності?

8.Що таке тепловий опір стінки?

9.Де поверхнева густина теплового потоку крізь циліндричну стінку більша: на внутрішній чи на зовнішній ії поверхності?

10.Запишіть узагальнене диференційне рівняння теплопровідності Фур’є і поясніть фізичну суть коефіцієнта теплопровідності.

11.Для чого необхідні умови однозначності і що вони містять в собі? Що таке крайові умови?

12.Які існують граничні умови? В чому їх суть? Як вони записуються? Наведіть приклади їх застосування?

13.Сформулюйте і запишіть крайову задачу теплопровідності за граничних умов третього роду.

14.Назвіть методи вирішування крайових задач. У чому суть вирішування задач нестаціонарної теплопровідності за допомогою номограм Д.В.Будрина, а також застосування методу скінчених різниць?

15.Що називається конвекцією теплоти? Які існують види кон-

векції?

16.Які відрізняють режими руху середовища основного потоку та пограничного шару?

17.Сформулюйте закон Ньютона-Ріхмана. Від яких параметрів залежить коефіцієнт тепловіддачі конвекцією?

18.Чому в конвективному теплообміні при переході від ламінарного руху середовища до турбулентного умови теплообміну поліпшуються?

19.На основі якої теорії формулюються критеріальні рівняння конвективного теплообміну, які її основні постулати?

20.Що являє собою узагальнена математична модель конвективного теплообміну?

21.Охарактеризуйте критерії подібності, які входять у критеріальні рівняння конвективного теплообміну.

22.Що таке визначальна температура і визначальний розмір?

23.Які особливості розрахунку коефіцієнта тепловіддачі конвекцією при вільному і вимушеному русі середовища відносно твердої поверхні тіла?

24.Які відрізняються моделі тіл, що беруть участь у випроміню-

ванні?

32

25.Яка фізична суть закону Стефана-Больцмана для випромінювання чорних і сірих тіл?

26.Який взаємозв’язок характерний для випромінювальної та поглинальної (вбирної) здатностей реальних тіл?

27.Як визначити результативний тепловий потік у системі двох твердих тіл, між якими знаходиться діатермічне (прозоре для теплових променів) середовище?

28.Яка величина характеризує інтенсивність теплообміну в системі тіл, що розділені випромінювально-поглинальним середовищем? У чому суть зонального методу розрахунку теплообміну випромінюванням у теплотехнічних агрегатах?

4.2Контрольні задачі ЗАДАЧА №1

Теплота переноситься крізь плоску багатошарову стінку при стаціонарному режимі. Температура внутрішньої поверхні tпов 1 = =1300 °С, температура зовнішньої поверхні tпов = 100°С, товщина першого шару δ1, другого − δ2 , третього − δ3, мм. Коефіцієнти тепло-

33

Вимоги до розв’язання задачі

Визначити: втрати теплоти у зовнішнє середовище за дві години крізь 5 м2 тришарової стінки; значення температур на границях шарів

стінки (t2, t3).

Зобразити графічно розподіл температури у шарах стінки. Провести порівняльний аналіз одержаних результатів за умов

вихідних даних та зміни матеріалів першого і третього шару стінки. Відповісти письмово на контрольні запитання №1…11.

ЗАДАЧА №2

Металева заготовка нагрівається в печі за таких умов:

-заготовка являє собою короткий циліндр або прямокутний паралелепіпед;

-теплофізичні властивості металу (λ,с,р,a) залежить від температури;

-на поверхні заготовки задані граничні умови третього роду. Із цих умов виходить, що запропонована задача теплопровідно-

сті – нестаціонарна, нелінійна, тривимірова.

Форму і розміри заготовки та марку сталі прийняти за останньою цифрою шифру з таблиці 4.3.

Таблиця 4.3 – Вихідні дані

34

Чисельні значення температур tпоч, tпеч та сумарний коефіцієнт тепловіддачі aΣ прийняти за передостанньою цифрою шифру з табли-

ці 4.4.

Таблиця 4.4 – Вихідні дані

Кінцеві tк і граничні tгр значення температур нагрівання поверхні заготовки вибрати відповідно до марки сталі з таблиці 4.5.

Таблиця 4.5 – Вихідні дані

Теплофізичні параметри λ та a для конкретної марки сталі вибрати з таблиці, яку приведено в додатку Б і В методичних вказівок №931

Вимоги до розв’язання задачі

Визначити значення температур у характерних точках заготовки після 4 години її нагрівання.

Відповісти письмово на контрольні запитання № 12…14.

ЗАДАЧА №3

Визначити середній для заданої поверхні коефіцієнт тепловіддачі aк для вільної конвекції у повітрі та вимушеної конвекції під час руху води або повітря.

35

Варіанти розрахунку визначити за останньою цифрою шифру з таблиці 4.6.

Таблиця 4.6 – Вихідні дані

Розшифровку варіантів розрахунків та визначення виду і розміру поверхні твердого тіла зробити по таблиці 4.7.

Таблиця 4.7 – Вихідні дані

36

Значення швидкості Wр і температур tр та tпов під час вимушеної течії прийняти за передостанньою цифрою шифру з таблиць 4.8. Таблиця 4.8 – Вихідні дані

Вимоги до розв’язання задачі

Визначити коефіцієнти тепловіддачі при вільній та вимушеній конвекції.

Зобразити схематично фізичні моделі конвективного теплообміну за умов вільного та вимушеного руху середовища відповідно до варіанта завдання.

Провести порівняльний аналіз двох видів конвективного теплообміну.

Відповісти письмово на контрольні запитання № 15…23.

ЗАДАЧА №4

У замкнутій системі двох реальних (сірих) тіл 1 і 2 з діатермічною атмосферою між ними здійснюється теплообмін випромінюванням. Температури ізотермічних поверхонь t1 і t2, їхні міри чорноти ε1 та ε2 і площі їх поверхонь F1 та F2 відповідно.

Варіант схеми теплообміну, величини F1 та F2 визначити за останньою цифрою шифру з таблиці 4.10.

37

Таблиця 4.10 – Вихідні дані

Величини t1 та t2 і ε1 та ε2 визначити за передостанньою цифрою шифру з таблиці 4.11.

Таблиця 4.11 – Вихідні дані

38

Вимоги до розв’язання задачі

Визначити величини потоків результуючого випромінювання в системі тіл.

Зобразити схему процесу.

Відповісти письмово на контрольні запитання № 23,25,26,27,28.

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ Основна

1.Беляев Н.М. Термодинамика.- К.: Вища школа, 1987, - 344 с.

2.Теплотехника / Под ред. А.П.Баскакова. – М.: Высшая школа,

3.1991. – 224 с.

4.Техническая термодинамика / Под ред. В.И.Крутова – М.: Высшая школа, 1991. – 384 с.

5. БеляевН.М. Основытеплопередачи. – К.: Вищашкола, 1989. – 343 с.

6.Юдаев Б.Н. Техническая термодинамика. – М.: Высшая школа, 1988.- 480 с.

7.Юдаев Б.Н. Теплопередача. – М.: Высшая школа, 1981. – 320 с.

8.Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. –М.: Высшая школа, 1975. – 496 с.

9.Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике.- М.: Машиностроение, 1973. – 344 с.

10.Краснощеков В.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче. М.:

Энергия, 1975. – 1981.

11.Лабораторный практикум по термодинамике и теплопередаче / Под ред. В.И.Крутова. – М.: Высшая школа, 1988. – 216 с.

Додаткова

12.Опорний конспект з теоретичних основ теплотехніки /Уклад. П.Г.Краснокутський, О.М.Улітенко, О.В.Єгоров, Б.П.Борисов, О.В.Шперний, О.М.Трикашна.- Запоріжжя: ЗДТУ, 1997.- 181 с.

13.Методические указания к самостоятельному решению инженерных задач по технической термодинамике / Сост. П.Г.Краснокутский, А.Н.Улитенко, А.В.Егоров, Б.П.Борисов. – Запорожье: ЗМИ, 1990.- 122 с.

14.Методические указания к самостоятельному решению инженерных задач по теплообмену / Сост. П.Г.Краснокутский, А.Н.Улитенко, А.В.Егоров, Б.П.Борисов. – Запорожье: ЗМИ, 1990.- 108 с. (№ 420).

39

Підписано до друку 27.06.2003 Формат 60х84 1/16, 2.5 др. арк. Тираж прим. 200 Зам. № 1090 69063 м. Запоріжжя, ЗНТУ, друкарня, вул. Жуковського, 64