Тепло- и массообмен при сушке

               ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ

 

 Сушкой называют процесс удаления влаги из твердых материалов испарением. Для удаления влаги из тела нужно затратить теплоту, количество которой зависит не только от содержания влаги в материале, а и от формы ее связи с материалом. При сушке удаляется, как правило, влага, связанная с материалом физико-химически (адсорбционно и осмотически) и механически (влага макро и микрокапилляров); химически связанная влага (кристаллогидраты, например, CaSO₄·nН₂О) не может быть удалена путем сушки. Ее можно удалить прокаливанием, что приводит к изменению структуры материала.

Цель сушки – сохранение физико химических свойств материалов, обеспечение во многих случаях сохранности материалов на продол-жительный период, а также исключение перевозки балласта. В технике наиболее распространена сушка влажных твердых материалов при их подготовке к переработке, к использованию или хранению.

Так, сушка заформованных керамических изделий повышает их прочность, что необходимо для дальнейшей обработки этих изделий при обжиге. После сушки твердого топлива повышается теплота его сгорания и облегчаются условия сжигания. Назначение сушки дре-весины – снижение влажности древесины до уровня, соответствующего условиям эксплуатации изготовленных из нее изделий, что преду-преждает изменение их размеров и формы, предохраняет древесину от загнивания, увеличивает ее прочность, снижает массу изделий, повы-шает надежность клеевых соединений и качество отделки.

При естественной сушке в отсутствие принудительного движения сушильного агента (свободное испарение) процесс идет медленно. Он ускоряется при обтекании высушиваемого материала потоком подогретого сушильного агента, т.е. при искусственной сушке. Поэтому в технике применяют, главным образом, искусственную сушку. Наиболее распространенной является конвективная сушка, когда подвод теплоты и отвод пара обеспечиваются за счет принудительного движения нагретых газов (воздуха) вблизи высушиваемого материала.

Выбор условий сушки (температура, давление, скорость движения сушильного агента и др.) зависит от физико-химических свойств высу-шиваемого материала: склонности к сокращению в объеме (дерево), по-вышению хрупкости, термостойкости и др. Важно, чтобы изделие после сушки не имело трещин и других дефектов в структуре, т.е. их структурно-механические характеристики улучшились.

    Сушка твердых материалов – процесс, сопровождающийся тепло- и массообменом между сушильным агентом (воздух, топочные газы и др.) и влагой высушиваемого материала. Давление паров жидкости на поверхности твердого материала (в пограничном слое) зависит от его температуры, определяющей температуру насыщения. За температуру пограничного слоя можно принять среднеарифметическую температуру высушиваемого материала Т_м и ядра парогазовой фазы Т_ф, т.е.

 

                                               Т_п =0,5(Т_м + Т_ф).                             (7.34)

 

Парциальное давление пара испаряемой жидкости в ядре парогазо-вой фазы меньше, чем у поверхности тела. Поэтому поток пара будет направлен от поверхности тела в ядро парогазовой фазы. Возникающий при этом градиент концентрации влаги в материале заставляет ее перемещаться из глубинных слоев к поверхности со скоростью, зависящей от характера связи влаги с материалом.

Для равновесного (стационарного) состояния можно записать уравнение, устанавливающее соотношение между плотностями потоков испаренной влаги М_а и подводимой к высушиваемому телу теплоты q:

 

                                             q = М_аr =α(Т_ф – Т_ст),                         (7.35)

 

где r – скрытая теплота парообразования при Т_ст;

 Т_ф – температура ядра парогазовой фазы;

Т_ст – температура поверхности тела;

α – коэффициент теплоотдачи от парогазовой фазы к поверхности тела.

В соответствии с (7.7) уравнение (7.35) преобразуется к виду:

 

                                       rβ_р(р_п – р_о) =α(Т_ф – Т_ст),                          (7.36)

 

откуда

                                        Т_ст = Т_ф –rβ_р (р_п – р_о)/α.                          (7.37)

 

Температуру, определенную таким образом, называют температурой мокрого термометра или адиабатного испарения. Ее показывает термометр, обернутый влажной тканью. Очевидно, что при изменении всех сомножителей второго слагаемого в правой части уравнения (7.37) будут изменяться и показания мокрого термометра.

Опытами установлено, что в результате испарения жидкости (массоперенос) увеличивается коэффициент теплоотдачи от потока к поверхности высушиваемого тела вследствие интенсивного перемеши-вания паром пограничного слоя.

Массообмен при сушке является результатом внутренней и внешней диффузии и состоит из двух процессов массоотдачи: внутреннего и внешнего. Первый определяет перемещение влаги в порах к поверхности тела, а второй – с поверхности в газообразную фазу. Определяющим процессом является внутренняя диффузия влаги, так как в порах тела влага может находиться в разных агрегатных состояниях (твердом, жидком и в виде пара) и происходят ее фазовые превращения.

Влага в твердых телах может перемещаться вследствие концентрационной диффузии, термо- и бародиффузии. При наличии в теле градиентов влагосодержания, температуры и давления плотность потока массы определяют по уравнению:

 

                                m_д  = m_кд +m_тд + m_бд, кг/(м²·с)                      (7.38)

 

где правая часть – плотность потоков влаги, обусловленных соответственно концентрационной диффузией, термо- и бародиффузией.

Влага – любая жидкость, которая должна быть удалена из тела при сушке. Количество влаги в материале, выраженное в процентах, называют его влажностью. Различают относительную влажность w (отношение массы влаги к массе всего материала) и влагосодержание w^с (отношение массы влаги к массе сухого материала):

 

                                  w = 100W/G = 100W/(G_c + W);                   (7.39)

 

                                  w^с = 100W/G_c = 100W/(G – W).                  (7.40)

 

В этих формулах W, G и G_c – соответственно массы влаги, влажного материала и сухого материала.

В зависимости от содержания влаги различают три состояния материала по отношению к окружающей среде: влажное, когда материал отдает влагу среде; равновесное, при котором обмен влагой между материалом и средой отсутствует; гигроскопическое, когда материал забирает влагу из окружающей среды.

В общем случае процесс сушки во времени может быть разделен на три периода (рис. 7.1). В первый период (период прогрева) влажность материала меняется мало, а температура поверхности t_пов и интенсивность испарения m растут. В конце периода устанавливается постоянная температура поверхности и начинает увеличиваться температура внутри тела t_ось и наступает тепловое равновесие между количеством теплоты, воспринимаемой высушиваемым телом и расходом теплоты на испарение влаги.

 

                     

Рис. 7.1. Изменение характеристик процесса сушки при постоянной

                            температуре сушильного агента

 

Первый период сменяется вторым – периодом сушки с постоянной скоростью. Температура поверхности материала становится приблизи-тельно равной температуре мокрого термометра. Давление пара над поверхностью равно парциальному давлению насыщенного пара, определяемому температурой поверхности. Оно не зависит от влаж-ности материала. Этот период сопровождается для ряда материалов их усадкой, неравномерность которой может вызвать появление трещин. Поэтому материалы должны сушиться с безопасной скоростью, зависящей от размеров изделия, его влажности и температуры сушильного агента t_с.а.

В третий период сушки (с уменьшающейся скоростью) интенсивность процесса определяется интенсивностью подвода теплоты и влаги к поверхности испарения, переместившейся вглубь тела. В этот период влагосодержание по сечению тела меняется по логарифмическому закону. Уменьшение интенсивности испарения сопровождается уменьшением расхода теплоты на испарение влаги, что приводит к увеличению средней температуры материала и уменьшению разности температур между сушильным агентом и поверхностью высушиваемого тела:

                                               ∆t = t_с.а – t_пов.                                    (7.41)

 

По достижении на поверхности материала равновесной влажности скорость сушки становится равной нулю, т.е. удаление влаги из материала прекращается. Величина равновесной влажности зависит от свойств материала и параметров сушильного агента – его температуры и влажности.

Продолжительность отдельных периодов и численные значения параметров зависят от многих факторов, характеризующих свойства высушиваемого материала, способа сушки и теплового режима процесса. Все они обычно определяются кинетическими закономерностями сушки, которые базируются на экспериментальных данных.

 

 

                                Контрольные вопросы

1. Что называется массообменом?
2. Чем отличается массоотдача от массопередачи?
3. Что называется ядром при массообмене?
4. Когда заканчивается массообмен в пределах одной фазы?
5. Что называется молекулярной диффузией и чем она обуслав-ливается?
6. В чем отличие между концентрационной, термо- и бародиф-фузией?
7. Почему эффекты термо- и бародиффузии на практике зачастую не принимаются в расчет?
8. Закон Фика.
9. Что определяет коэффициент диффузии?
10. Что называют конвективным массообменом?
11. Что называется турбулентной диффузией?
12. По какой формуле определяется плотность потока массы, пере-носимой в пределах фазы турбулентной диффузией?
13. По какой формуле определяется плотность потока массы, пере-носимой в пределах фазы молекулярной и турбулентной диффу-зией?
14. Что определяет и учитывает коэффициент массоотдачи и от чего он зависит?
15. Как определяется коэффициент массоотдачи?
16. Формула Дальтона для определения потока массы внутри фазы.
17. Каким образом можно интенсифицировать массообменные процессы?
18. Дифференциальные уравнения конвективного массообмена.
19. При выполнении каких условий имеет место аналогия процес-сов тепло- и массообмена?
20. Числа Нуссельта и Прандтля для теплообмена и для массооб-мена.
21. Число Грасгофа для теплообмена и для массообмена.
22. Число Стантона для теплообмена и для массообмена.
23. Уравнения подобия при соблюдении аналогии в случае продоль-ного обтекания пластины для теплообмена и для массообмена.
24. Что называется сушкой твердых материалов?
25. Какая влага, связанная с материалом, удаляется при сушке, а ка-кая не удаляется?
26. Для чего проводится сушка твердыз материалов?
27. Почему в технике наиболее распространенной является конвек-тивная сушка?
28. От чего зависит выбор условий сушки?
29. Как определяют температуру пограничного слоя при сушке?
30. Что заставляет влагу перемещаться из глубинных слоев твердо-го материала к поверхности?
31. Уравнение, устанавливающее соотношение между плотностями потоков испаренной влаги и подводимой к высушиваемому телу теплоты.
32. Формула для определения температуры адиабатного испарения жидкости (температуры мокрого термометра).
33. Из каких двух процессов массоотдачи состоит массообмен при сушке твердых материалов? Какой из них является определя-ющим?
34. Формулы для определения относительной влажности материала и его влагосодержания.
35. Три состояния влажного материала по отношению к окружаю-щей среде.
36. Опишите картину трех периодов сушки твердых материалов.

 

   10. Итоговые тесты для контроля знаний

1. Что такое теплопроводность?

1) это перенос теплоты, обусловленный пространственным переме-

    щением вещества;

2)это перенос теплоты структурными частицами вещества в процессе

    их теплового движения;

3)это перенос теплоты, осуществляемый в результате процессов

   превращения части внутренней энергии тела в энергию электро-  

   магнитного излучения.

2. Что называется теплоотдачей?

1) процесс обмена теплотой между твердой поверхностью и текучей   

     средой путем теплопроводности и теплового излучения;

2) процесс обмена теплотой между твердой поверхностью и текучей

     средой путем теплового излучения и конвекции;

3) процесс обмена теплотой между твердой поверхностью и текучей

    средой путем конвекции и теплопроводности.

3. В результате чего осуществляется естественный конвективный тепло-  

обмен?

1) в результате вынужденного движения теплоносителя;

2) в результате свободного движения теплоносителя;

3) в результате вынужденного и свободного движения теплоносителя

4. Что называется теплопередачей?

1) перенос теплоты от теплоносителя к стенке;

2) перенос теплоты от стенки к теплоносителю;

3) теплообмен между двумя теплоносителями через разделяющую их

     твердую стенку или поверхность раздела.

5. Что называется нестационарным температурным полем?

1) температурное поле, которое только в отдельных точках рассмат-

    риваемого пространства (тела) изменяется во времени;

2) температурное поле, в котором температуры разных точек тела

     могут быть разными, но не изменяющимися во времени;

3) температурное поле, в котором температуры всех точек тела изме-

    няются во времени.

6. Как направлен вектор градиента температуры?

1) по нормали к изотермической поверхности;

2) перпендикулярно нормали к изотермической поверхности;

3) по касательной к изотермической поверхности.

7. Что называется тепловым потоком?

1) количество теплоты, переносимой за 10 секунд через произволь-

     ную изотермическую поверхность;

2) количество теплоты, переносимой за 5 секунд через произволь-

     ную изотермическую поверхность;

3) количество теплоты, переносимой за единицу времени через                        

    произвольную изотермическую поверхность;

8. В какую сторону направлен вектор плотности теплового потока?

1) в сторону уменьшения температуры;

2) в сторону увеличения температуры;

3) в ту же сторону, что и вектор градиента температуры.

9. От чего зависит коэффициент теплопроводности?

1)от структуры вещества;

2)от давления;

3)от природы вещества, его структуры, температуры и давления.

10. Какие вещества обладают наибольшим коэффициентом тепло-

проводности?

1) жидкости;

2) металлы;

3) неметаллические материалы, газы и пары.

11. Каким принимают коэффициент теплоотдачи при решении задач

теплопроводности?

1) постоянным;

2) переменным;

3) чаще всего переменным.

12. Какой зависимостью температуры от координаты выражается

температурное поле однородной плоской стенки?

1) гиперболической зависимостью;

2) параболической зависимостью;

3) линейной зависимостью.

13. Как в целом изменяется температура для многослойной плоской

стенки? 

1) в виде прямой линии;

2) в виде ломаной линии;

3) в виде логарифмической кривой.

14. Как влияет контактное термическое сопротивление на тепловой по-

ток теплопроводностью через многослойную стенку?

1) уменьшается тепловой поток;

2) не изменяется тепловой поток;

   3) увеличивается тепловой поток.

15. Какой кривой выражается распределение температур в стенке ци-

линдрической трубы?

1) параболической кривой;

2) логарифмической кривой;

3) гиперболической кривой.

16. Каким образом можно существенно уменьшить контактное тер-

мическое сопротивление многослойной стенки?

1) покрытием соприкасающихся поверхностей мягкими металлами

     или при прокладках из мягких материалов;

2) увеличением газовой прослойки на границе раздела двух слоев;

3) созданием окисной пленки между соприкасающимися поверхно-

     стями.

17. Какие безразмерные комплексы используются при нестационарной

теплопроводности?

1) числа Нуссельта и Фурье;

2) числа Грасгофа и Био;

3) числа Био и Фурье.

18. От каких факторов зависит темп регулярного режима охлаждения

(нагрева) тела?

1) от координат;

2) от времени;

3)от геометрической формы и размеров тела, его физических

    свойств и коэффициента теплоотдачи.

19. Как изменяется толщина ламинарного пограничного слоя по мере

удаления от входной кромки канала?

1) уменьшается;

2) увеличивается;

3) не изменяется.

20. Чем характеризуется гидродинамический пограничный слой?

1) большим градиентом температуры;

2) большим поперечным градиентом продольной составляющей ско-

     рости;

3) большим продольным градиентом поперечной составляющей ско-

     рости.

21. Как влияет скорость потока на толщину пограничного слоя?

1) с увеличением скорости потока уменьшается толщина слоя;

2) с увеличением скорости потока увеличивается толщина слоя;

3) с увеличением скорости потока не изменяется толщина слоя.

22. Как влияет динамическая вязкость жидкости на ее текучесть?

1) чем больше вязкость, тем выше текучесть жидкости;

2) изменение вязкости не влияет на текучесть жидкости;

3) чем больше вязкость, тем меньше текучесть жидкости.

23. Как протекает теплоотдача в вязких жидкостях?

1) более интенсивно;

2) менее интенсивно;

3) теплоотдача не зависит от вязкости.

24. Как влияет теплоемкость жидкости на интенсивность теплоотдачи?

1) с увеличением теплоемкости интенсивность теплоотдачи растет;

2) с увеличением теплоемкости интенсивность теплоотдачи падает;

3) с увеличением теплоемкости интенсивность теплоотдачи не изме-

     няется.

25. Какое значение коэффициента теплоотдачи используют в практичес-

ких расчетах?

1) местый коэффициент теплоотдачи;

2) среднее значение коэффициента теплоотдачи;

3) чаще всего местный коэффициент теплоотдачи.

26. Какие законы выражает система дифференциальных уравнений кон-

вективного теплообмена?

1) законы сохранения массы и импульса;

2) законы сохранения импульса и энергии;

3) законы сохранения массы, импульса и энергии.

27. Имеют ли рамерность числа подобия?

1) имеют;

2) не имеют;

3) чаще всего имеют.

28. Что является обязательной предпосылкой подобия физических явле-

  ний?

1) геометрическое подобие;

2) кинематическое подобие;

3) динамическое подобие.

29. Какое число подобия в уравнении подобия при изучении теплоотда-

чи всегда является определяемым (искомым)?

1) число Рейнольдса;

2) число Прандтля;

3) число Нуссельта.

30. Какое число подобия используют для определения режима движения

теплоносителя в каналах?

1) число Рейнольдса;

2) число Грасгофа;

3) число Прандтля.

31. Входит ли число Грасгофа в уравнение подобия при турбулентном

режиме течения теплоносителя в трубах?

1) входит;

2) не входит;

3) чаще всего входит.

32. Изменяется ли коэффициент теплоотдачи с увеличением скорости

  теплоносителя и с уменьшением диаметра трубы?

1) не изменяется;

2) уменьшается;

3) увеличивается.

33. При каком расположении труб в пучке теплоноситель перемешива-

ется лучше, и теплообмен протекает более интенсивно?

1) при шахматном расположении;

2) при коридорном расположении;

3) одинаково при шахматном и коридорном расположении.

34. Как влияет рост толщины теплового пограничного слоя на градиент

температуры при увеличении расстояния от передней кромки плас-

тины?

1) градиент температуры растет;

2) градиент температуры не изменяется;

3) градиент температуры падает.

35. Каков режим свободного движения теплоносителя около горячих горизонтальных труб малого диаметра?

1) восходящий поток имеет турбулентный режим;

2) восходящий поток имеет ламинарный режим;

3) восходящий поток имеет переходный режим;

36. Где теплоотдача при свободном движении теплоносителя  протекает

более интенсивно: в открытом зазоре или около одиночной пластины?

1) везде одинаково;

2) в открытом зазоре;

3) около одиночной пластины.

37. Чем определяется высокая интенсивность теплообмена при кипе-

нии?

1) отсутствием турбулизации пограничного слоя;

2) отсутствием пограничного слоя;

3) турбулизацией пограничного слоя.

38. Как влияет рост давления на температуру кипения?

1) температура кипения увеличивается;

2) температура кипения уменьшается;

3) температура кипения не изменяется.

39. Где находятся основные центры парообразования?

1) внутри объема жидкости;

2) на нагреваемой поверхности;

3) на открытой поверхности жидкости.

40. Когда происходит пузырьковое кипение?

1)при небольшом превышении температуры поверхности нагрева

    над температурой кипения;

2) при значительном превышении температуры поверхности нагрева          

     над температурой кипения;

3) при образовании на поверхности нагрева сплошной паровой

    пленки.

41. Почему интенсивность теплоотдачи при пленочном режиме кипения

на порядок ниже, чем при пузырьковом?

1) из-за небольшого термического сопротивления парового слоя на   

    поверхности теплообмена вследствие низкой теплопроводности

    пара;

2) из-за небольшого термического сопротивления парового слоя на   

    поверхности теплообмена вследствие высокой теплопроводности

    пара;

3) из-за большого термического сопротивления парового слоя на по-  

    верхности теплообмена вследствие низкой теплопроводности пара.

42. Какой режим при кипении жидкости называют критическим?

1) режим, отвечающий минимальному значению плотности теплово-

    го потока;                                           

2) режим, отвечающий максимальному значению плотности теплово-

    го потока;

3) начало пузырькового кипения.

43. От каких факторов зависит критическая плотность теплового потока

при кипении жидкостей?

1) от формы поверхности нагрева;

2) от шероховатости и ориентации поверхности нагрева;

3) от размеров поверхности нагрева.

44. При каком режиме кипения жидкости в экранных трубах паровых

котлов может иметь место перегрев стенок труб и взрыв котлов?

1) при пленочном кипении;

2) при развитом пузырьковом кипении;

3) при кипении жидкости, когда двухфазный поток состоит из жид-

   кости и распределенных по ее объему паровых пузырьков.

45. Какая поверхностная конденсация встречается наиболее часто в

технических устройствах?

1) капельная конденсация;

2) преимущественно капельная конденсация;

3) пленочная конденсация.

46. Как влияют находящиеся в паре неконденсирующиеся газы на ско-

рость поверхностной конденсации?

1) увеличивают скорость конденсации;

2) не влияют на скорость конденсации;

3) уменьшают скорость конденсации.

47. В чем заключается существенное отличие лучистого теплообмена от

других видов теплообмена?

1) такой теплообмен требует непосредственного контакта тел;

2) такой теплообмен не требует непосредственного контакта тел;

3) такой теплообмен в большинстве случаев требует непосредствен-

    ного контакта тел.

48. Какие лучи для теплообмена излучением представляют наибольший

интерес?

1) световые и инфракрасные лучи;

2) гамма-лучи и лучи Рентгена;

3) лучи Рентгена и ультрафиолетовые лучи.

49. Какие лучи хорошо пропускает обычное стекло?

1) инфракрасные лучи;

2) световые лучи;

3) ультрафиолетовые лучи.

50. Какое тело называется абсолютно черным?

1)которое пропускает всю падающую на него лучистую энергию;

2) которое отражает всю падающую на него лучистую энергию;

3) которое поглощает всю падающую на него лучистую энергию.

51. Как влияет повышение температуры на интенсивность излучения

для любых длин волн?

1)интенсивность излучения для каждой длины волны не изменяется;

2) интенсивность излучения для каждой длины волны уменьшается;

3) интенсивность излучения для каждой длины волны возрастает.

52. Как влияет увеличение температуры на максимум плотности потока

монохроматического излучения?

1) максимум плотности потока сдвигается в сторону более коротких

     длин волн;

2) максимум плотности потока сдвигается в сторону более длинных

     волн;

3) максимум плотности потока не изменяется с увеличением темпе-  

     ратуры.

53. Как влияет рост темературы на интегральную плотность потока из-

лучения?

1) возрастает с ростом температуры;

2) уменьшается с ростом температуры;

3) не изменяется с ростом температуры.

54. Чем отличаются реальные тела по своим радиационным свойствам

  от абсолютно черных тел?

1) реальные тела поглощают и излучают при равных температурах,

    площадях и ориентации в пространстве больше тепловой энергии;

2) реальные тела поглощают и излучают при равных температурах,

    площадях и ориентации в пространстве меньше тепловой энергии;

3) реальные тела поглощают и излучают при равных температурах,

    площадях и ориентации в пространстве такое же количество теп-

    ловой энергии.

55. Какая связь между коэффициентом поглощения реального тела и его

степенью черноты?

1) коэффициент поглощения меньше степени черноты данного тела;

2) коэффициент поглощения больше степени черноты данного тела;

3) коэффициент поглощения равен степени черноты данного тела.

56. Для чего преняют тепловые экраны?

1) ля увеличения теплообмена излучением;

2) ля уменьшения теплообмена излучением;

3) ля увеличения теплообмена излучением между произвольно рас-

    положенными телами.

57. Какие газы способны излучать и поглощать заметные количества

лучистой энергии?

1) одноатомные газы;

2) двухатомные газы;

3) многоатомные газы.

58. Каким является спектр излучения многоатомных газов?

1) спектр излучения прерывистый, имеет полосы поглощения;

2) спектр излучения прерывистый, не имеет полос поглощения;

3) спектр излучения сплошной.

59. Какая доля от всей теплоты, выделяемой при сгорании топлива в

топках паровых и водогрейных котлов, приходится на передачу теп-

   лоты излучением на радиационную поверхность топки?

1) до 70% и больше;

2) до 60% и больше;

3) до 50% и больше.

60. Благодаря чему факел в топочных устройствах приобретает обычно

желтоватую окраску и становится непрозраяным?

1) в продуктах сгорания могут содержаться легкие углеводороды и

    двуокись углерода;

2) в продуктах сгорания могут содержаться конденсированные (жид-

    кие или твердые) частицы;

3) в продуктах сгорания могут содержаться легкие углеводороды и

    водяной пар.

61. Как определяется температура факела в топке?

1) как средняя арифметическая из действительной температуры горе-

    ния и температуры газа на выходе из топки;

2)как средняя геометрическая из теоретической температуры горе-

    ния и температуры газа на входе в топку;

3)как средняя геометрическая из теоретической температуры горе-                                                   

   ния и температуры газа на выходе из топки.

62. Как определяется общий тепловой поток при радиационно-конвек-

тивном теплообмене?

1)как разница отдельно подсчитанных радиационного и конвектив-

    ного тепловых потоков;

2) как сумма отдельно подсчитанных радиационного и конвектив-

    ного тепловых потоков;

3)как произведение отдельно подсчитанных радиационного и конвек-

    тивного тепловых потоков.

63. Что включает в себя теплопередача?

1) перенос теплоты от горячего теплоносителя к стенке, теплоотда-

    ча в стенке, перенос теплоты от стенки к более холодному тепло-

    носителю;                                                              

2) перенос теплоты от холодного теплоносителя к стенке, теплопро-

    водность в стенке, перенос теплоты от стенки к более горячему                                                     

    теплоносителю;

3) перенос теплоты от более горячего теплоносителя к стенке, тепло-                  

    проводность в стенке, перенос теплоты от стенки к более холодно-

    му теплоносителю.

64. Какие материалы могут быть использованы для тепловой изоляции?

1) материалы с низким коэффициентом теплопроводности;

2) материалы с большим коэффициентом теплопроводности;

3) материалы с нестабильными физическими харатеристиками.

65. Со стороны какой среды выполняют оребрение стенки?

1) со стороны той среды, которая характеризуется большим коэффи-               

    циентом теплоотдачи;

2) со стороны той среды, которая характеризуется небольшим коэф-                      

    фициентом теплоотдачи;

3) со стороны той среды, где меньшее термическое сопротивление.

66. Как передается теплота от одного теплоносителя к другому в реге-

неративных теплообменных аппаратах?

1) перенос теплоты обеспечивается при непосредственном контакте 

   теплоносителей без разделяющей их твердой поверхности; 

2) два теплоносителя проходят через одно и то же пространство

    попеременно;

  3) теплота передается от одного теплоносителя к другому через раз-

    деляющую их твердую стенку.

67. Какие типы теплообменных аппаратов являются наиболее распрост-

раненными?

1) контактные (смесительные) теплообменники;

2) рекуперативные теплообменники;

3) регенеративные теплообменники.

68. Что определяют при конструктивном расчете рекуперативного теп-

лообменного аппарата?

1) рабочую поверхность теплообменника;

2) количество передаваемой теплоты;

3) температуры теплоносителей на выходе из теплообменника.

69. В каком случае при расчете рекуперативного теплообменника

вместо среднелогарифмического температурного напора можно вос-

пользоваться среднеарифметическим температурным напором?

1)когда отношение большего температурного напора между тепло-

   носителями к меньшему больше 1,7;

2) когда отношение большего температурного напора между тепло-

     носителями к меньшему температурному напору меньше 1,7;                                           

3) когда отношение большего температурного напора между тепло-                            

    носителями к меньшему значительно больше 1,7.

70. От каких чисел подобия зависит коэффициент сопротивления трения

  при неизотермическом движении теплоносителя в теплообменном

  аппарате?

1) от чисел Грасгофа и Прандтля;

2) от чисел Рейнольдса и Прандтля;

3) от чисел Рейнольдса, Грасгофа и Прандтля.

71. Что называют конвективным массообменном?

1) перенос вещества конвекцией;

2) перенос вещества молекулярной диффузией;

3) совместный перенос вещества молекулярной диффузией и конвек-

    цией.

72. Коэффициент турбулентной диффузии больше, меньше или равен

  коэффициенту молекулярной диффузии?

1) больше коэффициента молекулярной диффузии;

2) меньше коэффициента молекулярной диффузии;

3) равен коэффициенту молекулярной диффузии.

73. От каких факторов зависит коэффициент массоотдачи?

1) от молекулярного переноса вещества;

2) от молекулярного и турбулентного переноса вещества;

3) от турбулентного переноса вещества.

74. Что является целью решения задачи конвективного массообмена?

1) целью является получение уравнения, позволяющего определить

    поле концентраций в пределах одной фазы;

2) целью является получение уравнения, позволяющего определить

    перенос массы в пределах одной фазы;

3) целью является получение уравнения, позволяющего определить

    коэффициент турбулентной диффузии в пределах одной фазы.

75. Какую влагу удаляют из твердых материалов при сушке?

1) химически и физико-химически связанную влагу;

2) механически и физико-химически связанную влагу;

3) механически и химически связанную влагу.

     

 

 

 

 

                          

 

 

            

Список рекомендуемой литературы

   

1. Теория тепломассообмена: Учебник для технических университетов и вузов /C.И.Исаев, И.А. Кожинов, В.И. Кофанов и др./Под ред. А.И. Леонтьева. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1997. – 683 с.

2.Цветков Ф.Ф.., Григорьев В.А. Тепломассообмен: Учебное пособие для вузов. М.: Изд-во МЭИ, 2006. – 550 с.

3. Телегин А.С., Швыдкий В.С., Ярошенко Ю.Г. Тепломассоперенос:

Учебник для вузов. /Под редакцией Ю.Г. Ярошенко. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2002. – 455 с.

4. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический экспери-мент: Справочник /Под общей редакцией А.В. Клименко и В.М. Зорина. – М.: Изд-во МЭИ, 2001. – 564 с. – (Теплоэнергетика и теплотехника; Кн. 2).

5. Ерофеев В.Л., Семенов П.Д., Пряхин А.С. Теплотехника: Учебник для вузов. /Под ред. д-ра техн. наук, проф. В.Л. Ерофеева. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. – 456 с.

6. Теплотехника: Учеб. для вузов. /В.Н. Луканин, М.Г. Шатров, Г.М. Камфер и др.: Под ред. В.Н. Луканина. – М.: Высшая школа, 2003. – 671с.

7. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача: Учеб. для вузов. – М.: Энергоиздат, 1981. – 416 с.

8. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. – М.: Энергия, 1973. – 320 с.

9. Мухачев Г.А., Щукин В.К. Термодинамика и теплопередача: Учеб-

ник для вузов. – М.: Высшая школа, 1991. – 480 с.                                                                                                            

10. Юдаев Б.Н. Техническая термодинамика. Теплопередача: Учеб-ник для неэнергетич. спец. втузов. – М.: Высшая школа, 1988. – 479 с.

11. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача: Учебное пособие для неэнергетич. спец. вузов. – М.: Высшая школа, 1975. – 496 с.

12. Чечеткин А.В., Занемонец Н.А. Теплотехника: Учебник для хим.-технол. спец. вузов. – М.: Высшая школа, 1986. – 344 с.

13. Цветков Ф.Ф., Керимов Р.В., Величко В.И. Задачник по теп-ломассообмену: Учебное пособие для теплоэнергетич. спец. вузов. – М.: Изд-во МЭИ, 1997. – 136 с.

  

Оглавление

Введение……………………………………………………………….....3

1. Общие сведения……………………………………………………….....5

2. Теплопроводность………………………………………………………..9

2.1. Основные положения…………………………………………….....9

      2.1.1. Температурное поле. Тепловой поток…………………….....9

      2.1.2. Закон Фурье. Коэффициент теплопроводности…………...11

      2.1.3. Дифференциальное уравнение теплопроводности………...15

2.2. Стационарная теплопроводность…………………………………19

      2.2.1. Теплопроводность однослойной плоской стенки…………19