ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ»

Роль тепловых процессов в промышленности. Механизм теплопроводности, конвективного теплообмена, теплового излучения. Закон теплопроводности Фурье. Закон теплоотдачи Ньютона. Теплопередача. Основное уравнение теплопередачи. Физический смысл коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи и формулы, позволяющие их рассчитать. Термические сопротивления. Средняя движущая сила тепловых процессов. Средняя арифметическая и средняя логарифмическая разности температур. Расчет тепловой нагрузки теплообменника. Расчет площади поверхности теплообмена теплообменного аппарата. Основные критерии подобия тепловых процессов (критерии Фурье, Грасго-фа, Прандтля, Нуссельта, Пекле). Теплоотдача при ламинарном и турбулентном вынужденном движении жидкостей.

Пределы применяемых температур; выбор соответствующего теплоносителя и охлаждающего агента. Нагревание острым и глухим водяным паром. Преимущества и недостатки обоих способов нагревания. Тепловой баланс при нагревании жидкостей острым и глухим паром. Конденсатоотводчики, их назначение. Конструкция теплообменников (кожухотрубчатых, змеевиковых, спиральных, оросительных, пластинчатых, типа «труба в трубе»). Одноходовые и многоходовые теплообменники. Назначение ходов. Факторы, влияющие на коэффициент теплопередач теплообменника. Теплообменники с компенсацией температурных удлинений. Теплообменники с ребристыми поверхностями теплообмена.

Задание

Ответы

Код ответа

1

2

3

4

1

Передача теплоты от стенки к жидкости (газу) или в обратном направлении называется процессом

  • 1) теплоотдачи;
  • 2) теплопередачи;
  • 3) теплопроводности.

1

2

3

2

В холодильнике охлаждают жидкость от 90 до 40 °C водой, температура которой на входе в аппарат 10 °C, на выходе 30 °C. Средний температурный напор для случая прямоточного движения

33,67 °C

35 °C

45 °C

43 °C

3

В теплообменник на конденса-цию поступает D кг/с перегретого пара (/„); температура кон-денсата на выходе из аппарата (Аонд) ниже, чем температура конденсации (/нас)- Количество выделившейся теплоты:

Q = Dc

Q = Dr + De (t —t

нас конд )

1

Q=^ (in "U)+Dr+Dc2 (tm

)

Q = Dcx {tn ~t„ac) + Dc2 (tuac -tK0Hd

)

4

В критериальные уравнения, описывающие теплоотдачу при турбулентном движении жидкости в трубе (/?е>104) входят: Nu - критерий Нуссельта, Рг - критерий Прандтля, Re - критерий Рейнольдса, Ки - критерий Кутателадзе, Gr- критерий Грасгофа.

Gr, Re, Pr

Ku, Re, Pr

Gr, Pr, Nu

Re, Pr, Nu

1

2

5

Конденсатоотводчик примени-ют

6

Накипь на стенках теплообменного аппарата необходимо удалять, так как

3

4

для вывода из теплообменного аппарата конденсата.

для вывода конденсата из неконденсирующихся газов.

для вывода из теплообменника неконденсирующихся газов.

для конденсации пара.

отложение осадка на трубах уменьшает коэффициент теплопередачи

накипь уменьшает сечение труб и увеличивает гидродинамическое сопротивление движению раствора

отложение осадка снижает коэффициент теплоотдачи

отложение осадка не влияет на теплопередачу

Задание

Ответы

Код ответа

1

2

3

4

Разность температур между теплоносителями является

1

1

движущей силой процесса

  • 1) теплоотдачи
  • 2) теплопроводности
  • 3) теплопередачи

2

3

2

Уравнение теплопроводности плоской стенки при установившемся процессе теплообмена

Q = kF cp

о ll г 1

§

e=a,F«1

G=«2F(^-r2)

3

В холодильнике охлаждают жидкость от 90 до 40 °C водой, температура которой на входе в аппарат 10 °C, на выходе 30 °C. Средняя движущая сила для противоточного движения равна

30 °C

45 °C

35 °C

33 °C

4

Подобие процессов теплопе-реноса на границе между стенкой и потоком жидкости характеризует

  • 1) Re - критерий Рейнольдса,
  • 2) Рг - критерий Прандтля,

1

2

3

  • 3) Gr- критерий Грасгофа,
  • 4) Nu - критерий Нуссельта.

4

1

2

3

4

5

Для интенсификации процесса теплообмена через пло-скую стенку в случае нагревания газа водяным паром необходимо установить ребра

со стороны пара

со стороны газа

со стороны газа и пара

Установка ребер в данном случае не изменит условий теплообмена

6

Коэффициент теплоотдачи по одну сторону стенки а = 100 Вт/м2 К, по другую а2 = 4000 Вт/м2К. Какой из коэффициентов теплоотдачи следует изменять для интенсификации процесса теплопередачи?

Изменение коэффициентов не влияет на интенсификацию теплопередачи.

Необходимо уменьшить а2

Необходимо увеличить а2

Необходимо увеличить

7

Наличие в паре небольших примесей воздуха и некон-денсирующихся газов

повышает коэффициент теплоотдачи

не влияет на коэффициент теплоотдачи

резко снижает коэффициент теплоотдачи

увеличивает

= ^нас ~ ^ст

Задание

Ответы

Код ответа

1

2

3

4

1

Термическое сопротивление теплопередачи

  • 1
  • 1 V-i S 1

~+Ет+— (Jtj Л <х2

_8

X

1 1 —+— а, а2

-la + со | << И +

2

В теплообменнике «труба в трубе» происходит охлаждение продукта от 40 до 10 °C водой, которая при этом нагревается от 5 до 25 °C. Определить средний температурный напор, если имеет место противоток теплоносителей

25 °C

10 °C

9,1 °C

23,6 °C

3

Коэффициент теплоотдачи от горячей жидкости к стенке тру-бы можно увеличить

увеличивая скорость движения жидкости.

увеличивая время пребывания жидкости в теплообменнике.

увеличивая коэффициент теплопроводности стенки.

уменьшая толщину стенки трубы.

1

2

3

4

4

Конденсация пара производится в трубчатом теплообменнике с помощью холодной воды. Один из теплоносителей на-правляют в трубное, а другой -в межтрубное пространство. В какое пространство следует подать воду? Повлияет ли это на коэффициент теплопередачи?

Воду следует подать в межтрубное пространство, при этом коэффициент теплопередачи увеличится.

Воду следует подать в трубное пространство, коэффициент теплопередачи увеличится.

Безразлично, в какое пространство теплообменника подать воду, а в какой - пар, коэффициент теплопередачи в обоих случаях одинаков.

Верный ответ не указан.

5

Конденсаторы смешения применяются для

создания вакуума путем конденсации пара

улучшения качества упаренного раствора

создания вакуума и получения горячей воды для технологических нужд

6

Передача теплоты от горячего теплоносителя к холодному через стенку называется процес-сом

теплоотдачи

теплопередачи

теплопроводности

1

2

3

4

7

Критерии подобия :

, v „ ad w-d

1--; 2--; 3--;

а 1 v

4-

V2

Здесь:

v - коэффициент кинематической вязкости,

а - коэффициент температуро-проводности,

А - коэффициент теплопроводности,

а - коэффициент теплоотдачи, Р - температурный коэффициент объемного расширения, d - диаметр трубопровода, At - разность температур в жидкости,

v - скорость движения жидкости.

  • 1 - критерий Нуссельта,
  • 2 - критерий Грасгофа,
  • 3 - критерий Прандтля,
  • 4 - критерий Рейнольдса.
  • 1 - критерий Рейнольдса,
  • 2 - критерий Прандтля,
  • 3 - критерий Грасгофа,
  • 4 - критерий Нуссельта.
  • 1 - критерий Прандтля.
  • 2 - критерий Рейнольдса,
  • 3 - критерий Нуссельта,
  • 4 - критерий Грасгофа.
  • 1 - критерий Прандтля,
  • 2 - критерий Нуссельта,
  • 3 - критерий Рейнольдса,
  • 4 - критерий Грасгофа.

Задание

Ответы

Код ответа

1

2

3

4

1

Количество теплоты, выделяемое при конденсации на-сыщенного пара:

  • 1) Q=G-c(t,-t,)
  • 2) Q=Gr
  • 3) Q = G c(t„-tK) + G r

1

2

3

2

Определить средний температурный напор при нагрева-нии воды в противоточном теплообменнике от 10 до 70 °C топочным газом, имею-щим начальную температуру 300 °C, конечную 200 °C.

160 °C

40 °C

80 °C

210 °C

3

Какие критерии подобия, входят в критериальное уравнение, описывающее те-плоотдачу при естественной конвекции жидкости.

  • 1 - Nu - критерий Нуссельта, 2-Рг- критерий Прандтля,
  • 3 - Re - критерий Рейнольдса,
  • 4 - l/d - геометрический симплекс,
  • 5 - Gr- критерий Грасгофа.

1,2, 3, 4,5

1,3, 4, 5

1,2, 4,5

2, 3, 4, 5

4

Коэффициент теплопередачи в кожухотрубном теплооб-меннике можно увеличить: 1 - увеличением скорости движения жидкости; 2 -уменьшением толщины стенки; 3 - удалением накипи со стенок; 4 - уменьшением коэффициента теплопроводности стенки

1,2,3

1,3,4

2,3,4

2,4

1

2

3

4

5

Коэффициент теплоотдачи возрастает при увеличении величин:

  • 1) скорость движения тепло-носителей;
  • 2) коэффициент динамической вязкости;
  • 3) коэффициент теплопроводности жидкости;
  • 4) удельная теплоемкость раствора.

1,2

1,4

3,2

1,3

6

Средний температурный на-пор, если > 2 рассчиты

вается по формуле

где Afg - большая разность температур между теплоносителями;

M - меньшая разность температур между теплоносителями

2

A'fi~Af.'-

In——

^б-^м

7

Многоходовые теплообменники по трубному пространству применяют

  • 1) для увеличения скорости жидкости;
  • 2) для уменьшения образования отложений осадка;
  • 3) для увеличения скорости пара в теплообменнике
  • 1
  • 2

3

Задание

Ответы

Код ответа

1

2

3

4

1

Тепловой баланс аппарата при обогреве насыщенным паром без охлаждения кон-денсата:

1) Dr = G2C2(t2K~t2H )

Dc( tn tHac ) + Dr +

+ нас ~ = G2C2( *2к ~ ^2h )

  • 3) Oh “ Ok ) = G2c2( *2k ~ ?2h )
  • 4) Dr + Dc( t нас — tK0Hd ) = G2C2( t^K ~ *2н )

1

2

3

4

2

Насыщенный водяной пар с температу-рой 120 °C используют для нагревания жидкости от 20 °C до 70 °C. Определить среднюю движущую силу теплового про-цесса.

75 °C

45 °C

85 °C

25 °C

для увеличения времени пребывания жидкости в теплообмен

нике

3

Многоходовые теплообменники по труб-ному пространству применяют

для увеличения скорости жидкости

для увеличения скорости пара в теплообменнике.

для уменьшения образования накипи

1

2

3

4

4

Термическое сопротивление стенки

«о I <<

А

5

h-h 8/1

J_ а.

5

Тепловое подобие при установившемся вынужденном движении характеризуют: Re - критерий Рейнольдса, Fo - критерий Фурье, Nu - критерий Нуссельта, Рг - критерий Прандтля, Gr- критерий Грасгофа.

Nu, Re, Pr

Gr, Pr

Re, Fo, Nu

Re, Fo

6

Поток, имеющий повышенное рабочее давление, целесообразно направлять

в межтрубное пространство

в трубное пространство

безразлично, в какое пространство кожухотрубчатого теплообменника направляется поток

верный ответ не указан

7

При конденсации пара наличие в нем воздуха

  • 1) не влияет на коэффициент теплоотдачи;
  • 2) увеличивает коэффициент теплоотдачи;
  • 3) уменьшает коэффициент теплоотдачи

1

2

3

Задание

Ответы

Код ответа

1

2

3

4

1

Удельный тепловой поток от горячего теплоносителя к холодному через стенку

1) <7 ^с/и1)

Ъ Я=^2(1ст2~^)

X

  • 3) C1 = g" (tcm ~ 1ст2 )
  • 4) q = K cp

1

2

3

4

2

В прямоточном теплообменнике нагревается продукт от 40 до 70 °C. Нагревание производится су-хим насыщенным паром, имеющим температуру 130 °C. Определить средний температурный на-пор.

54,7 °C

80 °C

75 °C

30 °C

3

Подобие физических свойств теп-доносителя в процессах конвективного теплообмена характеризует

критерий Рейнольдса

критерий Прандтля

критерий Грасгофа

критерий Нуссельта

1

2

3

4

4

Коэффициент теплоотдачи по одну сторону стенки = 10 Вт/(м2-К), по другую а2 = 1000 Вт/(м2-К). Для увеличения коэффициента теплопередачи необходимо изменить

коэффициент теплоотдачи не влияет на коэффициент теплопередачи

следует уменьшать а2 до

следует увеличить а2

следует увеличить cq

5

Назначение ходов в многоходовом теплообменнике по межтрубному пространству для нагревания жидкости водяным паром в том, чтобы

увеличить скорость жидкости.

Увеличить скорость пара.

Увеличить время пребывания жидкости в аппарате.

Увеличить время пребывания пара в аппарате.

6

В кожухотрубчатом теплообмен-нике поток, имеющий загрязнения, необходимо направлять

в трубное пространство

в межтрубное пространство

безразлично куда направлять поток.

Верный ответ не указан

7

Количество теплоты, выделяемое при охлаждении жидкости, равно

DGc(z„-/J

  • 2) Gr
  • 3) Gc

1

2

3

Задание

Ответы

Код ответа

1

2

3

4

1

Удельный тепловой поток при передаче тепла через плоскую стенку:

  • 1) q =CL](ti — tcmi)
  • 2) Q =О'2(tcm2
  • 3) Q ~1сгп2 )
  • 4) q = KMcp

1

2

3

4

2

Для нагревания воздуха в теплообменнике от 20 до 80 °C используют насыщенный пар температурой 130 °C. Определите средний температурный напор.

90,9 °C

95 °C

76 °C

80 °C

3

При теплообмене двух турбулентных потоков у первого потока а.] = 100 Вт/(м2-К), у второго а2 = 400 Вт/(м2-К). Во сколько раз изменится коэффициент теплопередачи, если скорость первого потока возрастет в 4 раза

увеличится в 2,15 раза.

коэффициент теплопередачи не изменится.

увеличится в 0,8 раза.

увеличится в 3,0 раза.

1

2

3

4

4

Коэффициент теплоотдачи при турбулентном движении жидкости по трубам рассчитывается:

/ D ,25

1) №/=0,021 Re08

[Prcm )

1

2

  • 2) а = С4,.|ХЗр3у
  • ?’ ц/Дг
  • 3) Nu = 0,008 Re09 Pr043

< Pr f25

4) Nu = 0,17 Re033 Pr0'43 Gr0J ----

Pr k 7

3

4

5

Почему необходимы меры борьбы с отложениями накипи (осадка) на стенках труб теплообменного аппарата?

Отложение осадка на трубах увеличивает коэффициент теплоотдачи

Уменьшается сечение труб и увеличивается сопротивление движению раствора, снижается коэффициент теплопередачи

Отложение осадка не влияет на коэффициент теплоотдачи и теплопередачи.

Отложение осадка на трубах снижает коэффициент теплоотдачи

Движущая сила процесса теплопередачи

  • 1) разность температур между теплоносителем и стенкой;
  • 2) разность температур между теплоносителями;
  • 3) разность температур теплоносителя на

входе и выходе из теплообменника________

Какой из аппаратов является кожухотрубчатым теплообменником

Задание

Ответы

Код ответа

1

2

3

4

1

Термическое сопротивление стенки

1)1;

X

  • 2) 1;
  • 5
  • 3) t,-t2

%

1

2

3

2

Закон охлаждения Ньютона:

Q = KFMcp

Q = GC(t,-t„)

e=a1f(«1-r^)

3

В теплообменнике нагревают жидкость от 6 до 49 °C сухим насыщенным паром с температурой 101 °C. Определить дви-жущую силу теплового процесса

73,5 °C

58 °C

72 °C

43 °C

4

В критериальные уравнения, описывающие теплоотдачу при ламинарном режиме движения жидкости в трубе, входят: Nu - критерий Нуссельта, Рг - критерий Прандтля, Re - критерий Рейнольдса Ки - критерий Кутателадзе Gr- критерий Грасгофа.

Gr, Re, Pr, Nu

Ku, Re, Pr

Gr, Pr, Nu

Re, Pr, Nu

1

2

3

4

5

В теплообменнике нагревается 8 кг/с продукта от 42 до 68 °C. На-гревание проводится сухим насыщенным паром, теплота парообразования которого равна 2,2-106 Дж/кг. Какое количество пара потребуется для нагрева-ния. Теплоемкость продукта равна 4,2-103 Дж/(кг-К)

0,39 кг/с

4-103кг/с

0,15-103 кг/с

0,52-103 кг/с

6

Применение какого водяного пара целесообразно для процес-сов нагревания в пищевой промышленности?

Перегретого пара

Насыщенного пара.

Острого пара

Глухого пара.

7

Коэффициент теплопередачи рассчитывается по формуле:

1) J-+V—+—

а, л а2

2) А J

V H'G

  • 3) ---------1---------
  • -+Е-+—
  • 0Cj X ос2
  • (Рг Y’25
  • 4) 0,021 Re0,8 Рг0,43

lprj

1

2

3

4

Задание

Ответы

Код ответа

1

2

3

4

1

Насыщенные водно-спиртовые пары кон-денсируются в дефлегматоре. Температура конденсации пара 80 °C. Охлаждающая во-да нагревается от 15 до 65 °C. Определить средний температурный напор.

54,6 °C

34 °C

40 °C

65 °C

2

Тепловой баланс аппарата при обогреве насыщенным паром с охлаждением конденса-та

  • 1) Dr - G2C2(t2K-t2H)
  • 2) Dc(t n-tHac)+Dr+Dc(tHac-tK0H) = =G2C2(t2K-t2H)
  • 3) GiCi(tiH-tiK)=G2C2(t2K-t2H)
  • 4) Dr+Dc(tHac-tKOH)=G2C2(t2K_t2H)

1

2

3

4

3

Интенсифицировать установившийся процесс передачи теплоты в теплообменнике для нагревания жидкости водяным паром можно:

  • 1) увеличивая скорость движения жидко-сти;
  • 2) увеличивая число ходов в межтрубном пространстве;
  • 3) увеличивая время пребывания пара в теплообменнике;
  • 4) увеличивая термическое сопротивление стенки.

1

2

3

4

1

2

3

4

4

Тепловая конвекция - это

процесс распространения теплоты между соприкасающимися частицами в результате передачи тепловой энергии от одних частиц к другим вследствие их колебательного движения.

процесс распространения теплоты в виде электромагнитных волн

процесс переноса теплоты вследствие движения и перемещения макроскопических объемов газа или жидкости

правильный ответ не указан

5

Уравнение теплоотдачи

  • 1) 0— oc/'Y tcm — )
  • 2) Q = KFMcr 2,)Q=—F(t -t )

g "«2 /

1

2

3

6

Как влияют скорости движения теплоносителей на величину коэффициента теплопередачи?

Увеличение скорости движения теплоносителя с большим коэффициентом теплоотдачи увеличивает коэффициент теплопередачи

Скорость не влияет па коэффициент теплопередачи

С увеличением скорости коэффициент теплопередачи уменьшается

Увеличение скорости движения теплоносителя с меньшим коэффициентом теплоотдачи увеличивает коэффициент теплоотдачи и, следовательно, коэффициент теплопередачи.

из

2

На рисунке изображены теплообменники:

  • 1 - кожухотрубчатый;
  • 2 - пластинчатый;
  • 3 - змеевиковый;
  • 4 - спиральный.
  • 1 - пластинчатый;
  • 2 - змеевиковый;
  • 3 - спиральный;
  • 4 - кожухотрубчатый.
  • 1 - пластинчатый;
  • 2 - кожухотрубчатый;
  • 3 - спиральный;
  • 4 - змеевиковый.
  • 1 - змеевиковый;
  • 2 - спиральный;
  • 3 - кожухотрубчатый;
  • 4 - пластинчатый.

Задание

Ответы

Код ответа

4

с'«1

Основное уравнение ста-1 ционарной теплопередачи

Q = KF cp

Q = KFbtcpx

В теплообменнике конденсируется насыщенный водно-спиртовой пар с температурой 83 °C. Охлаждающая вода нагревается от 10 до 50 °C. Определить среднюю движущую силу теплового процесса.

  • 61,5 °C
  • 50 °C
  • 133 °C

Коэффициент теплоотдачи при ламинарном движении жидкости по трубам рассчитывают по формуле

Nu = 0,0217?е08 Pr°>43fZ^

[Ргст )

),25

Ir-p2g а = с 4 —-

V ц / А(

Nu = 0,008 Re0,9 Pr043

Nu = 0,17 Ле033 Pr043 Gr 0,1 [Prcm

,25

1

2

3

4

4

Окажет ли влияние на коэффициент теплоотдачи при конденсации наличие в паре неконденсирую-щихся примесей.

не окажет.

коэффициент теплоотдачи уменьшиться

коэффициент теплоотдачи увеличится

правильный ответ не указан

5

Коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к охлаждающей жидкости можно увеличить

уменьшением коэффициента теплопроводности стенки

уменьшением коэффициента температуропроводности стенки

увеличением скорости движения жидкости.

совокупностью указанных приемов.

6

К тепловым процессам относятся процессы:

  • 1 - нагревание
  • 2 - охлаждение
  • 3 - замораживание
  • 4 - конденсация
  • 5 - выпаривание

все названные, кроме 3

все названные, кроме 5

все названные

все названные, кроме 4

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >