Часть 2. Теплопередача

Рабочая программа курса «Теплопередача»

1. Виды теплообмена. Теплопроводность. Конвективный теплообмен. Теплообмен излучением. Радиационно-конвективный теплообмен. Теплопередача. История развития науки о теплообмене.

2. Основные понятия и определения. Тепловой поток. Плотность теплового потока. Температурное поле. Стационарное и нестационарное температурное поле. Изотермические поверхности. Изотермы. Температурный градиент. Плотность потока излучения. Поглощательная, пропускательная и отражательная способности тел.

3. Закон Фурье. Закон Ньютона. Закон Фика. Законы теплообмена излучением, закон Планка, закон Стефана-Больцмана, закон Кирхгофа.

4. Дифференциальное уравнение энергии. Дифференциальное уравнение теплоотдачи. Дифференциальное уравнение массообмена. Дифференциальные уравнения движения, сплошности. Математическая формулировка задач теплообмена.

5. Теория подобия физических явлений. Константы подобия. Числа подобия. Теоремы подобия.

6. Теплопроводность при стационарном режиме. Коэффициент теплопроводности. Теплопроводность плоской стенки при граничных условиях 1 рода

(t₁ = const). Теплопроводность многослойной плоской стенки. Теплопроводность плоской стенки при граничных условиях 3 рода (теплопередача). Теплопроводность цилиндрической стенки. Теплопередача через цилиндрическую стенку. Контактные термические сопротивления.

7. Теплоотдача. Физика процесса теплоотдачи. Гидродинамический пограничный слой. Способы получения расчетных формул для теплоотдачи. Применение теории подобия к явлению теплоотдачи. Влияние тепловой нагрузки и направления теплового потока на коэффициент теплоотдачи.

8. Теплоотдача пластины при ламинарном, турбулентном пограничном слое.

9. Теплоотдача при вынужденном течении жидкости в трубах и каналах. Начальный участок. Вязкостный и вязкостно-гравитационный режимы течения. Теплообмен за пределами начального участка. Теплообмен с учетом начального участка.

10. Теплоотдачи в поле гравитационных сил. Дополнительные числа подобия. Теплоотдачи при свободном движении. Теплоотдача в замкнутых и открытых прослойках.

11. Теплопередача через ребристую плоскую стенку.

12. Теплопроводность прямого ребра переменного сечения.

13. Пути интенсификации теплопередачи.

14. Критический диаметр тепловой изоляции цилиндрической стенки.

Контрольная работа

Задачи

1.Определить количество теплоты, передаваемой за 1 ч через алюминиевую стенку ( размером 2x1 м и толщиной 10 мм, если температуры поверхностей

2.Определить количество теплоты, передаваемой за 1 ч через стальную стенку ( размером 1x0,5 м и толщиной 5 мм, если температуры поверхностей

3.Определить количество теплоты, передаваемой за 1 ч через железобетонную стенку ( размером 2,5x5 м и толщиной 100 мм, если температуры поверхностей

4.Определить количество теплоты, передаваемой за 1 ч через кирпичную стенку ( размером 5x2,5 м и толщиной 240 мм, если температуры поверхностей

5.Определить количество теплоты, передаваемой за 1 ч через стеклянную стенку ( размером 1x0,5 м и толщиной 3 мм, если температуры поверхностей

6.Определить плотность теплового потока через стенку, состоящую из слоя меди и стали , если температуры поверхностей стенки Дать график изменения температуры в стенке.

7.Определить плотность теплового потока через стенку, состоящую из слоя алюминия и никеля , если температуры поверхностей стенки ( Определить температуру поверхностей соприкосновения.

8.Определить плотность теплового потока через стенку, состоящую из слоя стали и слоя олова , если температуры поверхностей стенки Определить температуры соприкасающихся слоев.

9.Определить плотность теплового потока через стенку, состоящую из слоя стали и теплоизоляции из асбеста , если температуры поверхностей стенки Определить температуру стыка слоев.

10.Определить плотность теплового потока через стенку, состоящую из слоя алюминия и теплоизоляции из минеральной ваты , если температуры поверхностей стенки ( Определить температуру стыка слоев.

11.Определить плотность теплового потока через стенку, состоящую из слоя cтали и алюминия , если температуры поверхностей стенки термическое сопротивление контакта ( Определить температуру алюминиевой стенки в месте контакта.

12.Определить плотность теплового потока через стенку, состоящую из слоя cтали и меди , если температуры поверхностей стенки термическое сопротивление контакта ( Определить температуру стальной стенки в месте контакта.

13.Определить плотность теплового потока через стенку, состоящую из слоя стали и слоя никеля , если температуры поверхностей стенки , термическое сопротивление контакта ( Определить перепад температуры в контактном сопротивлении.

14.Определить плотность теплового потока через стенку, состоящую из слоя меди и слоя олова , если температуры поверхностей стенки , термическое контактное сопротивление ( Определить перепад температуры на контактном сопротивлении.

15.Определить плотность теплового потока через стенку камеры, состоящей из слоя стали и слоя теплоизоляции из асбеста , если коэффициенты теплоотдачи температуры сред (

16.Определить плотность теплового потока через стенку камеры, состоящей из слоя стали и слоя асбеста , если коэффициенты теплоотдачи температуры сред (

17.Определить плотность теплового потока через стенку из железобетона если коэффициенты теплоотдачи температуры сред ( Изобразить изменение температуры.

18.Определить температуру внутренней поверхности стенки холодильной камеры, выполненной из стали если ;

19.По условиям задачи 18 определить температуру внутренней поверхности стенки камеры, если

20.По условиям задачи 18 определить температуру наружной поверхности стенки камеры.

21.По условиям задачи 18 определить температуру наружной поверхности стенки камеры, если

22.Известно, что плотность теплового потока через стенку, состоящую из слоя стали и теплоизоляции из асбеста , составляет Определить температуру среды , если

23.По условиям задачи 22 определить температуру среды , если

24.По условиям задачи 22 определить температуру среды , если

25.По трубопроводу внутренним диаметром и толщиной стенки 2 мм течет хладагент с температурой Определить теплопритоки из окружающей среды на 1 погонный метр трубопровода, если на него положена теплоизоляция толщиной 5 мм из стекловаты, трубопровод выполнен из стали

26.По условиям задачи 25 определить теплопритоки из окружающей среды на 1 м погонный трубопровода, если

27.По условиям задачи 25 определить теплопритоки из окружающей среды, если

28.По условиям задачи 25 определить теплопритоки из окружающей среды на 1 м погонный трубопровода, если

29.По условиям задачи 25 определить теплопритоки из окружающей среды на 1 м погонный трубопровода, если

30.По условиям задачи 25 определить теплопритоки из окружающей среды на 1 м погонный трубопровода, если

31.Выполняет ли свою роль тепловая изоляция с толщиной 30 мм, наложенная на трубопровод диаметром 70 мм, если коэффициент теплоотдачи

32.По условиям задачи 31 определить, выполнит ли свою роль тепловая изоляция, если

33.При какой толщине тепловой изоляции, наложенной на электропровод диаметром 4 мм, с теплоотдача будет максимальной, если

34.По условиям задачи 33 определить, при какой толщине тепловой изоляции будет максимальная теплоотдача, если диаметр провода 8 мм.

35.Какое значение должен иметь коэффициент теплопроводности тепловой изоляции, наложенной на паропровод диаметром 250 мм, если

36.Условия задачи 35, если

37.Условия задачи 35, если диаметр трубопровода 180 мм.

38.Определить количество теплоты, отдаваемой вертикальной стенкой, если высота 2 м, ширина 1 м, температура стены температура окружающего воздуха

39.Условия задачи 38, если температура стены

40.Условия задачи 38, если высота стены 1 м.

41.Условия задачи 38, если температура воздуха

42.Определить количество теплоты, отдаваемой горизонтальной плитой, обращенной вверх, если размеры плиты 1 x 0,5 м, температура плиты температура окружающего воздуха

43.Условия задачи 42, если температура плиты

44.Условия задачи 42, если температура окружающего воздуха

45.Условия задачи 42, если размеры плиты 0,25 x 1 м.

46.Условия задачи 42, если плита обращена вниз.

47.Условия задачи 42, если плита наклонена под углом к горизонту.

48.Условия задачи 42, если плита наклонена под углом к горизонту.

49.Определить удельный тепловой поток через воздушную прослойку в стене, если ее толщина 25 мм, температура поверхностей прослойки и

50.Условия задачи 49, если толщина прослойки 40 мм.

51.Определить удельный тепловой поток через открытый зазор между стенками высотой 1,5 м, если температура стенок , температура воздуха , ширина зазора соответствует критической величине.

52.Условия задачи 51, если температура воздуха

53.Определить количество теплоты, отдаваемой при течении воды в трубе диаметром 40 мм, если скорость воды 2 м/с, температура воды температура стенки длина трубы 4 м.

54.Условия задачи 53, если скорость воды 0,05 м/с.

55.Условия задачи 53, если диаметр трубопровода 20 мм.

56.Определить количество теплоты, отдаваемой от горизонтального цилиндра диаметром 20 мм и длиной 2 м к окружающему воздуху, если температура поверхности цилиндра а температура воздуха

57.Условия задачи 56 при диаметре цилиндра 40 мм.

58.Условия задачи 56 при диаметре цилиндра 60 мм.

59.Условия задачи 56 при температуре поверхности цилиндра

60.Условия задачи 56 при температуре поверхности цилиндра