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>