Темы экзамена ТФ-11-13-19_2022. Темы экзамена по дисциплине Тепломассообмен в оборудовании аэс
 Скачать 290.79 Kb.
|
|
Темы экзамена по дисциплине «Тепломассообмен в оборудовании АЭС» Группы ТФ-11-13-19 (6 семестр) 2022 г. Введение в конвективный теплообмен Математическое описание процесса конвективного теплообмена: дифференциальные уравнения энергии, движения, неразрывности, обобщенное дифференциальное уравнение. Условия однозначности, уравнение теплоотдачи. Понятие пограничного слоя. Гидродинамический и тепловой пограничный слой. Дифференциальные уравнения конвективного теплообмена в приближении пограничного слоя. Качественный анализ характеристик пограничного слоя. Безразмерный вид математического описания конвективного теплообмена. Безразмерные комплексы: число Рейнольдса, число Грасгофа, число Релея, число Нуссельта. Физические свойства жидкостей и газов, существенные для процесса конвективного теплообмена. Классификация теплоносителей по числу Прандтля. Экспериментальное изучение процессов конвективного теплообмена. Применение методов теории подобия и размерности для теплового моделирования. Пи – теорема. Уравнения подобия. Внешняя задача конвективного теплообмена Теплообмен и сопротивление при ламинарном и турбулентном пограничном слое на пластине. Задачи Блазиуса и Польгаузена. Аналогия Рейнольдса. Теплообмен при вынужденном внешнем обтекании трубы и пучка труб. Теплоотдача при свободном движении жидкости около тел (пластина, труба), находящихся в неограниченном объёме жидкости. Конвективная теплоотдача при течении жидкости в трубах (каналах) Теплообмен при движении теплоносителей в трубах и каналах. Местный и средний коэффициенты теплоотдачи. Теплообмен и сопротивление при ламинарном течении в трубе. Вязкостный и вязкостно-гравитационный режимы. Учет начального участка, граничных условий. Число Пекле. Задача Гретца-Нуссельта. Интеграл Лайона. Турбулентное движение в трубах. Применение аналогии Рейнольдса для получения расчетных соотношений. Число Стантона. Формулы Диттуса-Белтера, Михеева, Петухова, Пуазейля, Блазиуса и Филоненко. Диаграмма Моуди. Расчет коэффициента теплопередачи. Формула Шухова. Теплоотдача при фазовых превращениях теплоносителя Теплообмен при кипении жидкостей. Кривая кипения. Пузырьковое и плёночное кипение на поверхности. Критический радиус пузырька. Расчёт коэффициента теплоотдачи при пузырьковом кипении на поверхности в большом объёме. Формулы Лабунцова, Розенау. Критические тепловые нагрузки при кипении. Формулы Кутателадзе, Зубера. Теплоотдача при плёночном кипении. Формула Бромли. Кипение в трубах. Режим течения парожидкостной смеси. Гидродинамика и теплообмен при кипении в трубах. Кризисы теплоотдачи первого и второго рода. Расчёт коэффициентов запаса до кризиса. Теплообмен при конденсации пара. Плёночная и капельная конденсация. Теория Нуссельта. Поправочные коэффициенты к теории Нуссельта по Д.А. Лабунцову (на волновое течение и переменность физических свойств конденсата). Турбулентное течение плёнки конденсата – расчёт коэффициента теплоотдачи (размерная и безразмерная формулировка). Теплообменные аппараты Классификация теплообменных аппаратов. Уравнения теплового баланса и теплопередачи. Среднелогарифмический температурный напор. Прямоток, противоток, сложные схемы движения теплоносителей. Конструкторский и поверочный тепловые расчеты рекуперативного теплообменника. Метод среднелогарифмического температурного напора расчета теплообменных аппаратов. Понятие эффективности (ε) теплообменного аппарата и числа единиц переноса (NTU). Метод ε – NTU расчета теплообменного аппарата. Оценка максимальной теплопроизводительности теплообменного аппарата. Сравнение прямотока и противотока, предельные случаи. Теплогидравлический расчет теплообменника типа «труба в трубе» и пластинчатого теплообменника. Основные понятия массообмена Концентрационная диффузия (массы). Вектор плотности потока массы. Закон Фика. Коэффициент диффузии. Дифференциальные уравнения совместных процессов массо- и теплообмена. Диффузионный пограничный слой. Аналогия процессов массо- и теплообмена. Диффузионные аналоги чисел Нуссельта и Прандтля. Массо- и теплообмен при испарении в парогазовую среду. Адиабатное испарение. Практические навыки (темы задач) 1. Расчет теплоотдачи при внешнем обтекании тел (пластина). Числа подобия. Уравнения подобия. 2. Расчет теплоотдачи при внешнем обтекании тел (труба и пучки труб) 3. Расчет теплоотдачи при свободном движении жидкости. 4. Концентрационная диффузия. Закон Фика. Расчет коэффициента массоотдачи и потока массы компонента на основе аналогии процессов тепло- и массообмена. 5. Расчет теплоотдачи при течении жидкостей в каналах. 6. Особые случаи расчета теплоотдачи (теплоотдача жидких металлов, учет сжимаемости газа, сверхкритического состояния вещества). 7. Основы расчета теплообменных аппаратов. Проектный и поверочный расчеты рекуперативных теплообменников. Метод среднелогарифмического температурного напора. 8. Применение ε – NTU метода для проектного и поверочного расчета рекуперативных теплообменников, поинтервальный расчет теплообменника. Теплогидравлический расчет теплообменников различных типов. 9. Механизм кипения жидкостей. Расчет основных параметров кипящей жидкости. 10. Расчет теплоотдачи при развитом пузырьковом и пленочном кипении в большом объёме. Кризис кипения первого рода. 11. Расчет теплоотдачи при течении и кипении в трубах (каналах). Кризисы кипения первого и второго рода. Расчет коэффициента запаса до кризиса. 12. Теплоотдача при плёночной конденсации пара на вертикальной поверхности и горизонтальной трубе. Ламинарное течение пленки конденсата 13. Теплоотдача при плёночной конденсации пара на вертикальной поверхности. Смешанный режим течения пленки конденсата. Учет дополнительных факторов при расчете теплоотдачи при конденсации. 14. Тепло- и массообмен при испарении в парогазовую среду. |