Ответы на билеты к гос.экзамену (2005г.)
Методическое пособие - Экономика
Другие методички по предмету Экономика
i> и может быть представлен как. некоторая фикция М(Bi) , котрая может быть заранее подсчитана. В этом случае расчет будет сводиться к вычислению экспоненты
2. Определение количества теплоты, которое отдается цилиндром в процессе охлаждения
Полное количество теплоты, которое отдается или воспринимается поверхностью цилиндра за время от Т= 0 поТ=, равняется изменению внутренней энергии цилиндра за период полного его охлаждения
.За любой промежуток времени от 0 до Т1 внутренняя энергия цилиндра изменится на величину ,где . Найдем среднюю безразмерную температуру . ,
где R изменяется от 0 до 1.
3. Зависимость процесса охлазденяя /нагревания/ от формы и размеров тела
Скорость распространения теплоты в телах зависит от отношения величины поверхности тела к его объему, причем, чем больше это отношение, тем больше будет скорость протекания процесса. Если построить зависимость процесса охлаждения для различных тел при одинаковых значениях критериев Вi. и Fо ,то получим, что для шара скорость процесса будет больше, чем для любых других.
В качестве примера рассмотрим охлаждение пластины длинного цилиндра и шара. При Вi == 0 уравнение температурного поля имеет вид:
для пластшы == ex p ( В i Fo ) ;
для цилиндра == ex p (2 В i Fo ) ;
для шара == ex p (3 В i Fo )
Из этих уравнений следует, что при одинаковом определяющем размере и прочих равных условиях наибольшая скорость изменения температуры будет у шара. Их отношение поверхности к объему будет определяться как 1:2:3.
3.10. Регулярный режим охлаждения /нагревания/ тел
Рассмотрим процесс охлаждения тела любой геометрической Формы в среде с постоянной температурой Тж . Коэффициент теплоотдачи одинаков для всей поверхности тела и остается постоянным на протяжении всего периода охлаждения.
Исходное дифференциальное уравнение для тел любой геометрической формы без внутренних источников теплоты имеет вид:
,где =t-tж избыточная температура тела.
В переходном процессе охлаждения (нагрева) как однородных, так и неоднородных тел любой формы и размеров в жидкой среде с постоянной температурой Тж можно выделить три характерных режима :
1) неупорядоченный (0<т<тр ) начальное распределение температур оказывает заметное влияние на развитие процесса.;
2) регулярный (tp < т < ) характерен тем, что влияние начального распределения температур исчезает. Для описания поля температур в одномерном теле достаточно первого члена ряда (3.51);
3) стационарный (т) температура
во всех точках тела становится равной температуре окружающей жидкости Тж
/ - неупорядоченный режим; II - регулярный режим
В регулярном режиме изменение In во времени носит линейный характер
Теория регулярного режима разработана Г. M. Кондратьевым.
4.Особенности движения и теплообмена в трубах
Процессы теплоотдачи и движения в трубах имеют более сложный характер по сравнению с процессами при смывании плоской поверхности. Это объясняется тем, что жидкость, текущая вдали от плоской поверхности, не испытывает влияния, трения и вязкости около стенки. Сечение трубы имеет конечные размеры и в результате этого жидкость по всему поперечному сечению затормаживается и образуется гидравлический пограничный слой. По мере продвижения вглубь трубы толщина пограничного слоя увеличивается и на каком-то расстоянии от входа этот слой смыкается в центральной части.
Движение жидкости в трубе может быть ламинарным, переходным и турбулентным. Режим движения определяют по величине критерия Рейнольдса
где W- средняя скорость жидкости ; dвн - определяющий размер (в данном случае внутренний диаметр трубы).
Если Re 10000 - турбулентным; при 2000 < Re < 10000 - переходной режим течения.
Теплоотдача при течении жидкости в прямых гладких труб.
При ламинарном режиме течения жидкости, решая уравнение Новье-Стокса, сплошности и энергии для полностью стабилизированного
потока получают-что :
при граничных условиях 1-го рода (tcт = const)
nu 3,66 == const по всей длине;
при граничных условиях 2-го рода (qc=const) Nu 4,36= const.
Учитывая, что nu =(ad)/l. - видно, что для стабилизированного потока при постоянных физических свойствах жидкости значения a по длине трубы одинаковы и зависят от внутреннего диаметра трубы н коэффициента теплопроводности.
Теоретические результаты не учитывают теплообмен на начальном участке трубы. На входе в трубу толщина гидродинамического d и теплового Д слоев очень малы по сравнению с диаметром, поэтому теплообмен аналогичен вынужденному смыванию пластины | 3 ] по мере удаления от входа. Когда 5 и D соизмеримы с диаметром трубы , теплообмен существенно изменяется и теоретически решить эту задачу невозможно.
На основании большого количества экспериментов для граничных условий 2-го рода при qc = const получена следующая формула:
.Данная формула служит для определения местных коэффициентов теплоотдачи при вязкостном течении в начальном тепловом участие. Здесь в качестве определяющего размера принято расстояние рассматриваемого сечения от начала трубы ( х ), а в качестве определяющей температуры - средняя в данном сеченин температура жидкости (tж.х ). Критерий Ргстд определяется по местному значению температуры стен-ки ( tcт.x ). Комплекс (x/d)0,1 учитывает влияние кри?/p>