Дисциплина – Техническая физика (11 часть – Теплопередача

Кафедра термодинамики и судовых энергетических установок НГАВТ

Дисциплина – Техническая физика (11 часть – Теплопередача

и гидромеханика)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № __1___

1 Теплопередача многослойной плоской стенки. Аналитический и графический методы определения температуры между слоями.

Задача. Вдоль пластины длиной 1 м и шириной 0,5 м движется вода со скоростью 1 м/с. Температура воды равна 30 ºС, температура поверхности пластины составляет 100 ºС. Определить тепловой поток, передаваемый от пластины к воде.

Зав. кафедрой

Кафедра термодинамики и судовых энергетических установок НГАВТ

Дисциплина – Техническая физика (11 часть – Теплопередача

и гидромеханика)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № __2___

1 Дифференциальное уравнение теплопроводности – назначение, структура и области использования.

Задача. Определить коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности трубы диаметром 100 мм к окружающей воде, если температура стенки трубы 75 ºС, а температура воды равна 10 ºС.

Зав. кафедрой

Кафедра термодинамики и судовых энергетических установок НГАВТ

Дисциплина – Техническая физика (11 часть – Теплопередача

и гидромеханика)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № ___3__

1 Объяснить сущность уравнения Навье-Стокса. Где и для чего применяется это уравнение?

Задача. По трубе диаметром 100 мм течёт вода со скоростью 2 м/с и температурой 50 ºС. Средняя температура стенки составляет 40 ºС. Определить тепловой поток, передаваемый от воды к стенке трубы, если длина трубы – 10 м.

Зав. кафедрой

Кафедра термодинамики и судовых энергетических установок НГАВТ

Дисциплина – Техническая физика (11 часть – Теплопередача

и гидромеханика)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № __4___

1 Объяснить сущность теории подобия. Где и для чего применяется эта теория?

Задача. Определить тепловой поток, передаваемый через двухслойную плоскую стенку, состоящую из красного кирпича толщиной 50 см и штукатурки толщиной 2 см. Температура внутри помещения равна 25 ºС, коэффициент теплоотдачи от воздуха помещения к стенке равен 12 Вт/(м2К). Температура наружного воздуха составляет минус 20 ºС, а коэффициент наружной теплоотдачи равен 27 Вт/(м2К). Площадь стены – 100 м2.

Зав. кафедрой

Кафедра термодинамики и судовых энергетических установок НГАВТ

Дисциплина – Техническая физика (11 часть – Теплопередача

и гидромеханика)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № __5___

1 Изоляция трубопроводов. Критический диаметр изоляции.

Задача Определить коэффициент теплоотдачи и количество передаваемой теплоты за 2 часа от горизонтальной трубы диаметром 100 мм и длиной 20 м к окружающему воздуху, если температура стенки трубы 125 ºС а температура воздуха 5 ºС.

Зав. кафедрой

Кафедра термодинамики и судовых энергетических установок НГАВТ

Дисциплина – Техническая физика (11 часть – Теплопередача

и гидромеханика)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № __6___

1 Теплопередача через многослойную цилиндрическую стенку. Определение температуры в стенке на стыке слоев.

Задача. Нагревательный прибор выполнен в виде горизонтальной оребренной трубы диаметром 100 мм и длиной 1,5 м.. Коэффициент оребрения равен 5. Определить тепловой поток, передаваемый нагревателем, если внутри трубы движется вода с температурой 75 ºС и коэффициентом теплоотдачи 3000 Вт/(м2К), а снаружи находится воздух с температурой 15 ºС. Коэффициент теплоотдачи от трубы к воздуху равен 19 Вт/(м2К). Коэффициент эффективности оребрения принять равным 0,95. Термическим сопротивлением стенки пренебречь.

Зав. кафедрой

Кафедра термодинамики и судовых энергетических установок НГАВТ

Дисциплина – Техническая физика (11 часть – Теплопередача

и гидромеханика)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № __7___

1 Закон Стефана-Больцмана применительно к плоско-параллельным поверхностям.

Задача. Определить, целесообразно ли применять изоляцию из пеностекла с коэффициентом теплопроводности равен 0,16 Вт/(м К) для трубы диаметром 30 мм, если коэффициент теплоотдачи с наружной поверхности изолированной трубы равен 5 Вт/(м2К).

Зав. кафедрой

Кафедра термодинамики и судовых энергетических установок НГАВТ

Дисциплина – Техническая физика (11 часть – Теплопередача

и гидромеханика)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № ___8__

1 Уравнения равновесия жидкости. Пояснить смысл уравнений.

Задача. Определить температуру плоской стенки, если омываемый стенку поток воздуха имеет температуру 75 ºС. Плотность теплового потока равна 100 Вт/ м2, а коэффициент теплоотдачи составляет 10 Вт/ (м2К)

Зав. кафедрой

Кафедра термодинамики и судовых энергетических установок НГАВТ

Дисциплина – Техническая физика (11 часть – Теплопередача

и гидромеханика)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № ___9__

1 Уравнение Бернулли и первый закон термодинамики для потока жидкости.

Задача. Трансформаторное масло с температурой 90 ºС охлаждается, протекая со скоростью 0,4 м/с вдоль металлической плиты теплообменника длиной 500 мм, температура которой поддерживается равной 25 ºС. Определить коэффициент теплоотдачи от масла к плите.

Зав. кафедрой

Кафедра термодинамики и судовых энергетических установок НГАВТ

Дисциплина – Техническая физика (11 часть – Теплопередача

и гидромеханика)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № _10____

1 Методы определения чисел подобия.

Задача. По магистральному стальному трубопроводу ТЭЦ с внутренним диаметром 500 мм движется вода с температурой 150 ºС. Толщина стенки трубы – 25 мм. Снаружи труба изолирована минеральным войлоком толщиной 100 мм и коэффициентом теплопроводности 0,06 Вт/(м К). Определить тепловые потери с 1 км трубы, если коэффициенты теплоотдачи, соответственно, равны: от воды к стенке – 2000 Вт/(м2 К), от наружной поверхности к воздуху – 10 Вт/(м2 К). Теплопроводность стали – 60 Вт/(м К). Температура воздуха равна 20 ºС.

Зав. кафедрой

Кафедра термодинамики и судовых энергетических установок НГАВТ

Дисциплина – Техническая физика (11 часть – Теплопередача

и гидромеханика)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № _11____

1 Особенности теплоотдачи внутри труб. Критериальные расчётные выражения для этого случая.

Задача. Определить, сколько теплоты передаётся через деревянную стенку площадью 10 кв. м и толщиной 150 мм, если температура наружной поверхности стенки составляет минус 20 ºС, а температура внутренней поверхности плюс 20 ºС. Теплопроводность дерева равна 1,3 Вт/(м К).

Зав. кафедрой

Кафедра термодинамики и судовых энергетических установок НГАВТ

Дисциплина – Техническая физика (11 часть – Теплопередача

и гидромеханика)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № _12____

1 Особенности теплообмена при естественной конвекции.

Задача. Определить среднелогарифмический температурный напор для охладителя масла при прямотоке и противотоке, если температура масла в нём снижается с 80 ºС до 65 ºС, а охлаждающая вода нагревается с 20 ºС до 25 ºС.

Зав. кафедрой

Кафедра термодинамики и судовых энергетических установок НГАВТ

Дисциплина – Техническая физика (11 часть – Теплопередача

и гидромеханика)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № _13____

1 Основные уравнения для расчёта теплообменных аппаратов. Схемы прямотока и противотока.

Задача. Определить плотность теплового потока через воздушную прослойку толщиной 1 см, если температуры стенок, образующих прослойку равны 20 ºС и 120 ºС.

Зав. кафедрой

Кафедра термодинамики и судовых энергетических установок НГАВТ

Дисциплина – Техническая физика (11 часть – Теплопередача

и гидромеханика)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № __14___

1 Законы излучения Планка и Вина – объяснить их сущность.

Задача. Определить тепловой поток от воды к вертикальной стенке бассейна, если высота стенки 3 м, ширина стенки 25 м, температура воды равна 30 ºС, температура стенки составляет 10 ºС

Зав. кафедрой

 

Кафедра термодинамики и судовых энергетических установок НГАВТ

Дисциплина – Техническая физика (11 часть – Теплопередача

и гидромеханика)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № __15___

1 Объяснить последовательность расчёта рекуперативного теплообменника.

Задача. Для подогрева воды в бассейне проложена стальная труба длиной 100 м с наружным диаметром 50 мм и толщиной стенки 3 мм. Внутри трубы течёт вода с температурой 70 ºС. Определить, сколько теплоты передается через трубу в течение суток, если коэффициент теплоотдачи от горячей воды к стенке трубы равен 4000 Вт/(м2К), а от наружной поверхности трубы к воде бассейна равен 800 Вт/(м2К).

Зав. кафедрой

 

Кафедра термодинамики и судовых энергетических установок НГАВТ

Дисциплина – Техническая физика (11 часть – Теплопередача

и гидромеханика)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № __16___

1 Особенности теплообмена в пучках труб.

Задача. Для подогрева воды в бассейне проложена стальная труба длиной 100 м с наружным диаметром 50 мм. Температура воды равна 25 ºС, температура поверхности трубы составляет 50 ºС. Определить коэффициент теплоотдачи от трубы к воде и тепловой поток, передаваемый трубой.

Зав. кафедрой

Кафедра термодинамики и судовых энергетических установок НГАВТ

Дисциплина – Техническая физика (11 часть – Теплопередача

и гидромеханика)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № __17___

1 Объяснить последовательность расчёта рекуперативного теплообменника.

Задача. Труба омывается потоком воздуха. Определить температуру на поверхности трубы диаметром 100 мм и длиной 2 м, если передаваемый тепловой поток составляет 100 Вт, коэффициент теплоотдачи равен 45 Вт/(м2 К), а температура воздуха равна 10 ºС.

Зав. кафедрой

Кафедра термодинамики и судовых энергетических установок НГАВТ

Дисциплина – Техническая физика (11 часть – Теплопередача

и гидромеханика)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № __18___

1 Теплопередача через однослойную цилиндрическую стенку.

Задача. Определить поверхность теплообмена масляного холодильника дизеля с противоточной схемой, если в нем происходит передача теплового потока, равного 50 кВт. При этом масло остывает с 85 до 70 ºС, а охлаждающая вода нагревается с 20 ºС до 35 ºС. Коэффициент теплопередачи равен 300 Вт/(м2К).

Зав. кафедрой

 

Кафедра термодинамики и судовых энергетических установок НГАВТ

Дисциплина – Техническая физика (11 часть – Теплопередача

и гидромеханика)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № __19___

1.Передача теплоты излучением – физика процесса, коэффициенты поглощения, отражения и пропускания. Абсолютно черные, абсолютно белые, абсолютно прозрачные и серые тела.

Задача. Какой должна быть поверхность теплообмена водо-водяного холодильника дизеля с прямоточной схемой теплообмена, если в нём передаётся 100 кВт теплоты, и при этом температура воды внутреннего контура уменьшается с 80 ºС до 60 ºС, а забортная вода нагревается с 25 до 35 ºС. Коэффициент теплопередачи равен 3000 Вт/(м2К).

Зав. кафедрой

 

Кафедра термодинамики и судовых энергетических установок НГАВТ

Дисциплина – Техническая физика (11 часть – Теплопередача

и гидромеханика)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № __20___

1. Особенности излучения газов и паров

Задача. Определить массовый расход воды, необходимой для охлаждения масла с 80 до 65 С в теплообменнике с прямоточной схемой. Известно, что через теплообменник проходит 2 тонны масла в час. Вода на входе в теплообменник имеет температуру 15 С, а на выходе 25 С. Теплоемкость масла составляет 2,5 кДж/(кг К), теплоёмкость воды равна 4,19 кДж/(кг К). Определить также поверхность теплообмена, при коэффициенте теплопередачи равном 250 Вт/(м2К).

Зав. кафедрой

 

Кафедра термодинамики и судовых энергетических установок НГАВТ

Дисциплина – Техническая физика (11 часть – Теплопередача

и гидромеханика)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № __21___

1 Назначение экранов и особенности расчёта теплообмена излучением при наличии экранов.

Задача.

Зав. кафедрой

 

Кафедра термодинамики и судовых энергетических установок НГАВТ

Дисциплина – Техническая физика (11 часть – Теплопередача

и гидромеханика)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № __22___

1.

Задача.

Зав. кафедрой

Контрольные вопросы

1 Записать и объяснить сущность уравнения Фурье.

2 Уравнение конвективного теплообмена Ньютона. Записать и объяснить.

2 Уравнение теплопередачи – записать и объяснить.

4 Изобразить схему рекуперативного теплообменника, объяснить принцип действия и области применения.

5 Изобразить и пояснить принцип действия смесительных теплообменников.

6 Изобразить и объяснить принцип действия тепловых труб.

7 Записать и пояснить уравнение Стефана-Больцмана.

8 Схемы прямотока и противотока в теплообменниках – изобразить и объяснить особенности.

9 Каковы особенности сложного теплообмена?

10 Когда следует применять оребрение поверхностей? Когда оребрение выгодно, а когда – нет?

11 Изобразить схему регенеративного теплообменника, объяснить принцип действия и области применения.

12 Что даёт изоляция поверхностей? Что определяет критический диаметр изоляции?

13 Каков механизм передачи теплоты излучением?

14 Для чего применяют тепловые экраны?