Ответы на билеты к гос.экзамену

Ответы на билеты к гос.экзамену

Файл : all.doc (размер : 5,125,120 байт)

ІІ Вопрос

(гидрогазодинамика и тепломассообмен)

1.Теплопроводность однородной и многослойной стенок при граничных условиях 1-го рода.

tdхq=?

t=f(х)

tст1

q

tст2

(

ох

Рассмотримстенку толщиной ( ,коэф-т теплопроводности которой постоянен и равен (.Расположим стенку так,что ось ‘’х’’будет перпендик.к поверх. стенки.Внутренние источники теплоты в стенке отсутствуют.Согласно условиям 1-го рода заданы и остаются постоянными тем-ры tст1 и tст2.Т.о.темп.будет изменятся только по толщине стенки в направлении оси “х” .В этих условиях дифф-ое уравнение принмает вид :

В плоской стенке выделим на расстоянии “х” слой толщиной dх ,ограниченный двумя изотермическими поверхностями .На основании закона Фурье:

Выражаем dх иинтегрируем:(1).

Находим постоянную интегрирования С из граничных условий:при х=0,t=tст1 ; при х=( ,t=tст2 .Поставим в уравнении (1)первое граничное условие С=tст1.Поставив значение постоянной интегрирования “C” в (1): (2).В (2) поставим вторые граничные условия:.

Из этих выражений находим тепловые потоки: ;Q=qF, Вт,где F-поверхность плоской стенки.(/( -термическое сопротивление теплопроводности.

Найдем закон изменения температуры по толщине стенки. Для этого подставим в (1) значения тепловых потоков и постоянной интегрирования:

При постоянном значении коэф-та теплопроводности внутри стенки темп-ра изменяется по линейному закону.Если ( зависит от тем-ры: (=(0(1+вt),уравнение температурной кривой имеет вид: Для многослойной стенки

Рассмотрим стационарный режим .,q=q1=q2 =q3

-плотность теплового потока

,,

,,(

,для n-слойной:

2.Передача теплоты через плоскую ,цилиндрическую и шаровую стенку при граничных условиях 3-го рода.

плоская

цилиндрическая

шаровая

Tж1

(2

Tст1

tст2

(1

( Тж2

х

l

r1 r2

NNNNn

Тж2

г2 Тж2

Согласно граничным условиям 3-го рода заданы и остаются постоянными тем-ры горячего tж1 и холодного tж2 теплоносителей, и коэф-ты теплоотдачи от горячего теплоносителя к стенке (1 и от стенки к холодному теплоносителю (2.

Передача теплоты состоит из 3 процессов:

1)Теплоотдача от горячей жидкости к стенке, описывается з-ом Ньютона-Рихмана.

2)Теплопроводность через стенку.

3) Теплоотдача от стенки к холодному теплоносителю

Выразим температурные напоры и сложим отдельно правые и левые части:

Режим теплообмена установившейся , то тепловые потоки равны, поэтому :

Q=qF

-термическое сопротивление теплоотдачи от горячей жидкости к стенке;

термическое сопротивление теплопроводности;

-термическое сопротивление от стенки к холодной жидкости

Обозначим удельный тепловой поток , приходящийся на 1 пог. Метр:

Обозначим удельный тепловой поток отнесенный к 1 кв.метру внутренней поверхности

Удельный тепловой поток отнесенный к 1 кв.метру внутренней поверхности

Удельный тепловой поток отнесенный к 1 кв.метру внешней поверхности нагрева

Удельный тепловой поток отнесенный к 1 кв.метру внешней поверхности