189 Как называется процесс переноса тепла от одной среды (жидкой или газообразной) к другой через твердую стенку и какие процессы он включает в себя?

A теплоотдача и три процесса: излучением от одной среды к стенке, перенос тепла конвекцией через толщину стенки, излучением от стенки ко второй среде;

B теплообмен и три процесса: теплообмен излучением от одной среды к поверхности стенки, теплообмен теплопроводностью через толщину стенки, теплообмен излучением от стенки ко второй среде;

C массообмен и три процесса: конвективный массообмен от одной среды к стенке, молекулярный перенос диффузией по толщине стенки, конвективный массообмен от стенки ко второй среде;

D теплопередача и три процесса: конвективная теплоотдача от одной среды к поверхности стенки, перенос тепла теплопроводностью через толщину стенки, конвективную теплоотдачу от поверхности стенки ко второй среде;

E теплоотдача и два процесса: теплоотдача излучением от одной среды к поверхности стенки и теплоотдача излучением от поверхности стенки ко второй среде.

190 Для описания процессов конвективной тепло- и массоотдачи используют выражения: и , где составляющие представляют собой:

A α – коэффициент температуропроводности, β – коэффициент объемного расширения, Т₀ и Т_w – температурный напор; ρ_i0 и ρ_iw – парциальные плотности i-го компонента смеси в жидкости и на поверхности;

B первое выражение – формула Ньютона для теплоотдачи, второе – закон Фурье;

C α – коэффициент теплопередачи, β – коэффициент массоотдачи, Т₀ и Т_w – температурный напор; ρ_i0 и ρ_iw – разность плотностей по высоте слоя;

D α – коэффициент теплопередачи, β – коэффициент массоотдачи, Т₀ и Т_w – температурный напор; ρ_i0 и ρ_iw – концентрации i-го компонента смеси в жидкости и на поверхности;

E α – коэффициент теплоотдачи, β – коэффициент массоотдачи, Т₀ и Т_w – температуры жидкости и поверхности соответственно; ρ_i0 и ρ_iw – парциальные плотности i-го компонента смеси в жидкости и на поверхности.

191 Суммарная величина плотности теплового потока в движущейся теплопроводной жидкости записывается в виде уравнения , параметры которого зависят:

A: – зависит от параметров потока, – определяют по уравнению Фурье;

B плотность теплового потока на поверхности зависит от скорости и направления движения жидкости, и от режима движения;

C плотность теплового потока на поверхности зависит от температур поверхности и жидкости, от физических свойств жидкости (от коэффициента теплопроводности λ);

D плотность теплового потока на поверхности зависит от формы и качества поверхности твердого тела;

E плотность теплового потока пропорциональна градиенту объемной энтальпии .

192 Плотность конвективного теплового потока зависит от параметров, характеризующих движение жидкости , где:

А – угловая скорость потока, ρ – плотность и Т – температура, – коэффициент переноса количества движения, с_р – теплоемкость;

В – линейная скорость потока, ρ – удельный вес и Т – температура, – коэффициент переноса тепла, с_р – теплоемкость;

С – вектор скорости потока, ρ – плотность и Т – температура, – плотность потока массы, с_рТ – теплота в единице массы (энтальпия);

D – вектор скорости потока, ρ – плотность и Т – температура, – коэффициент переноса тепла, с_рТ – теплота в единице объема;

E – градиент плотности потока, ρ – удельный вес и Т – температура, – плотность потока массы, с_рТ – теплота в единице массы.

193 Особенностью теплопередачи через цилиндрическую стенку является тот факт, что имеется такая величина наружного диаметра этой стенки (d_КР), которая соответствует минимуму суммарного линейного теплового сопротивления и при постоянной разности температур – максимуму линейной плотности теплового потока, т.е. максимуму тепловых потерь через стенку. Какой материал может обеспечить эффективную теплоизоляцию трубопроводов, трубчатых печей и водоохлаждаемых элементов печей?

A эффективную теплоизоляцию будет обеспечивать только такой материал, для которого при выполняется условие , где d₂ – наружный диаметр неизолированного трубопровода;

B эффективную теплоизоляцию будет обеспечивать только такой материал, для которого , где d₂ – наружный диаметр неизолированного трубопровода;

C эффективную теплоизоляцию будет обеспечивать только такой материал, для которого , где d₂ – наружный диаметр неизолированного трубопровода;

D эффективную теплоизоляцию будет обеспечивать только такой материал, для которого и , где d₂ – наружный диаметр неизолированного трубопровода;

E эффективную теплоизоляцию будет обеспечивать только такой материал, для которого и , где d₂ – наружный диаметр неизолированного трубопровода.

194 Решение уравнения теплопроводности при нестационарном режиме одним из аналитических методов дает результат в виде безразмерной температуры Θ как функции критерия Био, числа Фурье и безразмерной координаты Х: . Координата Х: для пластины 0<X<1, для бесконечного цилиндра и шара 0<R<1.

Записать алгоритм определения температур на поверхности и в центре тел (для пластины; для цилиндра и шара) с помощью графиков.

А определение коэффициентов теплопроводности и температуропроводности для среды и коэффициента теплоотдачи для поверхности тела по справочникам, затем по графикам и определение параметра Θ, и вычисление t из уравнения ;

В определение коэффициентов теплоотдачи и теплопроводности для среды и коэффициента теплоотдачи для поверхности тела по справочникам, затем по графикам и определение параметра Θ, и вычисление t из уравнения ;

С рассчитываются комплексы подобия Био и Фурье по известным данным, затем с помощью графиков и для безграничной пластины и графиков и для цилиндра и шара определяется безразмерная температура Θ в середине и на поверхности тела. Из уравнения вычисляем температуру t на поверхности и в середине тела;

D определение коэффициентов теплопередачи и температуропроводности для среды и коэффициента теплоотдачи для поверхности тела по справочникам, затем по графикам и определение параметра Θ, и вычисление t из уравнения ;

E рассчитываются комплексы подобия Био и Фурье по известным данным, отыскиваются по справочникам коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи, затем с помощью графиков и определяется безразмерная температура Θ в середине и на поверхности тела. Из уравнения вычисляем температуру t на поверхности и в середине тела.

195 При закалке изделий в жидкостях, температура кипения которых ниже температуры нагрева изделия под закалку, коэффициент теплоотдачи от поверхности изделия к кипящей жидкости имеет порядок 10³÷10⁴ Вт/(м²·К). Что происходит с температурой поверхности тела, и какое значение имеет критерий Био?

А разность температур между средой и поверхностью тела записывается как , откуда при заданном значении коэффициента α→∞ ;

В заданное значение коэффициента теплоотдачи означает α→∞, и соответственно критерий Bio→∞ (практически при Bio≥100). Это означает, что температура поверхности тела в момент времени t = 0 мгновенно достигает температуры окружающей среды (жидкость для закалки) и остается постоянной и равной температуре кипения жидкости;

C значение 10³÷10⁴ Вт/(м²·К) означает α→∞. Отсюда из уравнения Ньютона можно записать ;

D заданный порядок коэффициента теплоотдачи показывает, что Bio→∞ и относительная избыточная температура определяется как функция числа Фурье и безразмерной координаты: ;

E критерий Bio→∞, избыточная температура определяется как функция числа Фурье и безразмерной координаты: , где .

196 Лучистый теплообмен – это:

А удельный тепловой поток собственного излучения тела, который называется собственной излучательной способностью тела Е, Вт/м²;

В A+R=1, а D=0;

С совокупность процессов излучения, поглощения и пропускания лучистой энергии;

D тепловой баланс в относительных единицах, записанный в виде A+R+D=1;

E тепловой баланс в абсолютных единицах, записанный в виде Q_A+Q_R+Q_D=Q₀.

197 Тепловой баланс лучистого теплообмена в относительных единицах записывается в виде A+R+D=1, где составляющие есть:

A A+R= (Q_A+Q_R)/Q₀ - поглощательная способность тела; D=Q_D/Q₀ – пропускательная способность тела;

B (A+R +D) =Q_D/Q₀ – пропускательная способность тела;

C (A+R - D) =Q_R/Q₀ – отражательная способность тела;

D A=Q_A/Q₀ – поглощательная способность тела; R=Q_R/Q₀ – отражательная способность тела; D=Q_D/Q₀ – пропускательная способность тела;

E A=Q_A/Q₀ – поглощательная способность тела; (R - D) =Q_R/Q₀ – отражательная способность тела.

198 Какое тело называется абсолютно черным:

A при А=1; R=D = 0;

B при R=1; A=D= 0;

C при D=1; A=R=0;

D тело, поглощательная способность которого А=0,95;

E тело, у которого R = 0,85.

199 Закон Планка – один из основных законов лучистого теплообмена, устанавливает зависимость:

A отражательной способности тела от температуры и длины волны, Вт/м²;

B поглощательной способности абсолютно черного тела от температуры и длины волны, Вт/м²;

C пропускательной способности тела от температуры и длины волны, Вт/м²;

D излучения, поглощения и пропускания абсолютно черного тела от температуры и длины волны, Вт/м²;

E излучательной способности абсолютно черного тела от температуры и длины волны, Вт/м².

200 Зависимость плотности интегрального полусферического излучения от температуры E₀= σ₀T⁴, где σ₀ – константа излучения абсолютно черного тела, называется:

A закон Вина;

B закон Кирхгофа;

C закон Стефана-Больцмана;

D закон Планка;

E закон Ньютона.

201 Выражение ε=E/E₀ представляет собой степень черноты тела, где Е и Е₀:

А поглощательные способности серого и абсолютно черного тел при одинаковой температуре;

В излучательные способности серого и абсолютно черного тел при одинаковой температуре;

C отражательные способности серого и абсолютно черного тел при одинаковой температуре;

D пропускательные способности серого и абсолютно черного тел при одинаковой температуре;

E отражательные и пропускательные способности серого и абсолютно черного тел при одинаковой температуре.

202 Для некоторых тел поглощение излучения имеет объемный характер. Такие тела называют:

A полупрозрачными;

B диатермичными;

C непрозрачными;

D абсолютно черными;

E серыми.

203 Примеры полупрозрачных тел:

А металлический расплав;

В шлаки;

С стекло в твердом и расплав­ленном состоянии, газы с трех- и более атомными молекулами, такие, как углекислый газ, водяной пар и др.;

D огнеупорные материалы;

E оксиды цветных металлов.

204 Для большинства твердых тел (металлов, огнеупорных матери­алов) поглощение излучения происходит в тонком поверхностном слое, и можно считать, что в радиационном теплообмене прини­мает участие только поверхность тела. Такие тела называются:

A диатермичными;

B полупрозрачными;

C абсолютно черными;

D серыми;

E непрозрачными.

205 Для некоторых тел поглощением теплового излучения можно пренебречь. Такие тела называются:

A непрозрачными;

B лучепрозрачными или диатермичными;

C абсолютно черными;

D серыми;

E полупрозрачными.

206 Плотность потока собствен­ного излучения реального непрозрачного тела при температуре Т определяют выражением где – закон Стефана-Больцмана, ε – степень черноты тела, которая для реальных тел ε < 1.Что характеризует степень черноты? A характеризует долю, которую плотность потока собствен­ного излучения данного тела составляет от плотности потока излу­чения абсолютно черного тела, имеющего такую же температуру;

B характеризует степень непрозрачности тел, участвующих в теплообмене излучением;

C характеризует к.п.д. лучистого теплообмена;

D характеризует степень диатермичности тел, участвующих в теплообмене излучением;

E характеризует степень полупрозрачности тел, участвующих в теплообмене излучением.

207 Если площадь поверхности непрозрачного тела равна F, а тем­пература и степень черноты в пределах этой поверхности имеют постоянные значения, полная величина потока собственного из­лучения тела равна:

A ;

B E₀=σ₀T⁴;

C ;

D ;

E .

208 Излучение, падающее на данное тело, формируется как за счет собственного излучения других тел, так и за счет излучения, отраженного этими телами в процессе радиационного теплообмена, для каждого тела объединяют потоки собственного и отраженного излучения в сумму, которая называ­ется:

A объемной плотностью потока ;

B полной величиной собственного потока ;

C потоком собственного излучения ;

D потоком эффективного излучения ;

E плотность потока абсолютно черного тела .

209 Рассчитаем радиационный теплообмен между телом (определим плотность результирующего излучения), имеющим степень черноты ε₁ и нагретым до температуры Т₁, и окружаю­щей средой (воображаемая непроз­рачная поверхность), имеющей температуру Т₂ (Т₁>Т₂) и степень черно­ты ε₂ = 1.

При φ₁₂ = 1 (угловой коэффициент излучения в замкнутой системе) и ε₂ = 1 приведенная степень черноты будет ε₁₂ = ε₁. Плотность потока результирующего излучения на поверхности тела будет:

A ;

B ;

C ;

D ;

E .

210 Количественной характеристикой эффективности экранирова­ния может служить коэффициент ослабления

.

Если все поверхности имеют одинаковую степень черноты то приведенная степень черноты без экрана равна с экраном будет . Чему равен коэффициент ослабления при установке n одинаковых экранов:

А а = n;

В а =1 /[1/n + 1];

С а =1 /(n + 1);

D а =(n + 1)/2;

E а =1 /3n.

211 Такие технологические процессы как плавление и затвердевание представляют собой с физической точки зрения:

А изменение состояния системы микрочастиц под действием внутренних причин в системе частиц;

В фазовые пере­ходы вещества с изменением его агрегатного состояния при пре­вращении твердого тела в жидкость и наоборот;

C взаимодействие атомов системы частиц с электромагнитным полем;

D работу электрических сил отталкивания и притяжения электростатического поля;

E состояние механической системы, при котором действующее на систему внешнее гравитационное поле не вызывает взаимного давления частей системы друг на друга.

212 Фазовые превращения твёрдого тела плавлением или затвердеванием сопровождаются:

A тепловым эффектом и скачкообразным из­менением плотности;

B появлением мелкодисперсной фракции в составе тела;

C появлением температурных напряжений в материале тела;

D стабилизацией геометрических размеров тела;

E изменением химического состава тела.

213 Процессам плавления и затвердевания, как физическим явлениям, присущи общие закономерности, такие как:

А основными параметрами состояния системы являются давление, температура и удельный объем;

В источником тепла в процессах является энергия экзотермических реакций;

С наличие движущейся поверхности раздела твердой и жидкой фаз – фронта фазового превращения;

D протекание процесса осуществляется системой без теплообмена с внешними телами – адиабатически;

E равновесное давление однородной термодинамической системы является функцией ее объема и температуры p = f₁(V,T).

214 Температура фронта фазового превращения чистого кристаллического вещества имеет определенное постоянное значение, служит одной из теплофизических характеристик ве­щества. Называется эта температура:

А характеристической температурой кристалла;

В температурой инверсии;

С абсолютной температурой;

D эмпирической;

E точкой фазового превра­щения (Т_ПР).

215 В общем случае направление и скорость перемещения меж­фазной поверхности ξ(t), м, при заданных значениях ρ (плотность твердой фазы, кг/м³) и L (теплота фазового превращения L, Дж/кг) зависит от (рис.):

A изменения плотности фазы в зависимости от температуры ρ = f(Т);

B от величины теплоты фазового превращения L;

C соотношения плотностей подводимого к ней q, Вт/м², и отводи­мого от нее q', Вт/м², тепловых потоков;

D от гранулометрического состава твердой фазы;

E от числа компонентов в составе твердой фазы.

216 Движущей силой процесса фазового пре­вращения служит (рис.):

А направление подводимого q, Вт/м², и отводи­мого q', Вт/м², тепловых потоков в процессе;

В величина соотношения подводимого q, Вт/м², и отводи­мого q', Вт/м², тепловых потоков в процессе;

С разность между плотностями подводимого и отводимого теп­ловых потоков;

D постоянная величина отводи­мого q', Вт/м², теплового потока в процессе;

E равенство подводимого q, Вт/м², и отводи­мого q', Вт/м², потоков в процессе.

217 Количественную оценку направления и скорости движе­ния границы раздела фаз выполняют на основании закона сохранения энергии на границе раздела фаз (условие Стефана): где ρ – плотность твердой фазы, кг/м³; L – теплота фазового превращения, Дж/кг; а разность ( ) имеет смысл (рис.):

A коэффициента пропорциональности в уравнении теплопередачи;

B теплового потока в условиях нестационарной теплопроводности;

C теплового потока в условиях стационарной теплопроводности;

D плотности результирующего теплового потока на границе раздела фаз;

E термического сопротивления в условиях теплоотдачи через плоскую стенку.

218 Когда в уравнении плотность результирующего теплового потока ( ) на границе раздела фаз положительна, то ве­личина

имеет (рис.):

A положительный знак, направление век­тора скорости перемещения фронта совпадает с принятым на­правлением оси x, т. е. имеет место затвердевание расплава с уменьшением объема жидкой фазы;

B отрица­тельный знак, направление вектора скорости оказывается противопо­ложным направлению оси х, протекает процесс плавления, сопровождающийся сокращением объема твердой фазы и увеличением объема расплава;

C значение коэффициента пропорциональности в уравнении теплопередачи;

D значение теплового потока в условиях нестационарной теплопроводности;

E значение теплового потока в условиях стационарной теплопроводности.

219 Когда в уравнении плотность результирующего теплового потока ( ) на границе раздела фаз отрицательна, величина имеет (рис.):

A нулевое значение, отсутствует фазовое превращение;

B значение коэффициента пропорциональности в уравнении теплопередачи;

C значение теплового потока в условиях нестационарной теплопроводности;

D отрица­тельный знак, направление вектора скорости оказывается противопо­ложным направлению оси х, протекает процесс плавления, сопровождающийся сокращением объема твердой фазы и увеличением объема расплава;

E значение теплового потока в условиях стационарной теплопроводности.

220 Когда в уравнении плотность результирующего теплового потока ( ) на границе раздела фаз равна нулю, то имеет место (рис.):

A теплопередача через плоскую стенку;

B отсутствие фазового превращения;

C нестационарная теплопроводность;

D стационарная теплопроводность;

E конвективный теплообмен.

221 При нагреве термически тонкого тела после достижения его поверхностью температуры фазового превращения T_ПР начинается плавление твердого тела, равномерно прогретого до температуры T_ПР. Тогда плотность теплового потока q', отводимо­го от границы раздела фаз, равна нулю, и все тепло q, подводимое к этой границе (рис.):

A затрачивается только на плавление, скорость ко­торого является максимально возможной и постоянной;

B остается постоянной величиной в течение всего процесса;

C превращается в механическую работу;

D затрачивается на механическую работу и рассеяние в окружающую среду;

E создает термические напряжения в твердой фазе.

222 Плавлению всегда предшествует нагрев твердого тела вплоть до достижения его поверхностью температуры фазового превращения T_ПР. Если нагрев протекал в термичес­ки массивном теле, то скорость его плавления (рис.):

A остается постоянной величиной в течение всего процесса;

B имеет нулевое значение;

C создает термические напряжения в твердой фазе;

D будет тем ниже, чем больше градиент температуры в твердом остатке у границы раздела фаз;

E зависит от значения плотности твердой фазы.

223 Поведение образу­ющейся жидкой фазы оказывает влияние на скорость плавления. Образу­ющаяся при плавлении жидкая фаза может накапливаться на по­верхности твердого остатка, например, на слое шихты, лежащей на поду плавильной печи. Тепло передается к фронту плавления через слой жидкой фазы посредством молекулярной теплопроводности. Обязательным условием протекания процесса плавления под слоем расплава является:

A зависимость плотности расплава от температуры;

B перегрев жидкой фазы, обеспечивающий некоторый температурный напор и, следовательно, тепловой по­ток к фронту фазового превращения;

C определенный уровень давления газовой среды в плавильной печи на уровне пода;

D перепад давления воздушной среды по высоте печи;

E наличие разрежения в основании дымовой трубы.

224 Поведение образу­ющейся жидкой фазы оказывает влияние на скорость плавления. Если образу­ющаяся при плавлении жидкая фаза быстро стекает с по­верхности твердого остатка (например, с плавящегося торца расходуемого электрода), то скорость плавления с удалением расплава, в сравнении с накоплением жидкой фазы на поверхности плавящегося тела, будет:

A выше, поскольку тепло не расходуется на перегрев образующегося расплава, а поступает непосредственно к фронту плавления;

B аналогичная, определяется зависимостью плотности расплава от температуры;

C ниже, зависит от значения давления газовой среды в плавильной печи на уровне пода;

D определяться перепадом давления воздушной среды по высоте печи;

E аналогичная, обеспечивается наличием разрежения в основании дымовой трубы.

225 Период нагрева твердого тела, которое плавится погружением его в расплав, например, кусков лигатур, ферросплавов и раскислителей в жидкую сталь, отличается от стандартной технологии нагрева тела перед плавлением тем, что:

A на поверхности тела (с комнатной начальной температурой), погружаемого в перегретый до температуры Т_P расплав, появляется слой оксида, который затем растворяется;

B на поверхности тела (с комнатной начальной температурой), погружаемого в перегретый до температуры Т_P расплав, появляется слой шлама, который затем всплывает на поверхность расплава;

C на поверхности тела (с комнатной начальной температурой), погружаемого в перегретый до температуры Т_P расплав, происходит травление поверхности тела до зернистой структуры;

D на поверхности тела (с комнатной начальной температурой), погружаемого в перегретый до температуры Т_P расплав, образуется паровоздушная оболочка;

E на поверхности тела (с комнатной начальной температурой), погружаемого в перегретый до температуры Т_P расплав, появляется слой затвердевшего расплава, ча­сто именуемый «корочкой» или «гарнисажем», из-за возникшего большого градиента температур.

226 Конечная температура поверхности металла, при которой он в соответствии с требова­ниями технологии может быть выдан из печи, называется:

A температурой насыщения;

B абсолютной температурой;

C температурой нагрева;

D температурой инверсии;

E температурой кипения.

227 Какое явление лимитирует максимальную температуру нагрева металла?

A испарение;

B сублимация;

C кристаллизация;

D пережог;

E насыщение.

228 При термической обработке металла температура нагрева зависит:

A от шероховатости поверхности;

B от геометрии поверхности;

C от точки замера температуры;

D от шкалы измерения температуры;

E толь­ко от вида термообработки и ее режима, обусловленных строением и структурой сплава.

229 Равномерность нагрева определяется:

A системой точек замера температуры;

B величиной разности тем­ператур между поверхностью и центром заготовки при выдаче ее из печи ;

C шкалой измерения температуры;

D частотой замеров температуры;

E абсолютной ошибкой измерения температуры.

230 Во всех случаях перепад температур по толщине заготовки в конце ее нагрева перед прокаткой или ковкой не должен превы­шать, независимо от толщины изделия:

A 100 К;

B 150К ;

C 5К;

D 50 К;

E 200К.

231 При нагреве крупных слитков перепад температур по толщине допускается:

A ∆Т_кон ≤ 110 К;

B ∆Т_кон ≤ 150 К;

C ∆Т_кон = 45 К;

D ∆Т_кон ≤ 100 К;

E ∆Т_кон >100 К.

232 Обеспечение равномерности температуры по поверхности на­греваемого металла достигается:

A посредством правильного расположения заготовки в печи для нагрева;

B гарантированным перепадом температуры между температурой заготовки и температурой печи в момент загрузки;

C определенным уровнем разрежения в печи в момент загрузки заготовки;

D посредством правильного выбора печи для нагрева определенного типа заготовок или изделий;

E выдержкой определенного уровня разрежения в печи в течение всего процесса нагрева заготовки.

233 Теплофизическими характеристиками нагреваемого металла: коэффициентом теплопро­водности λ, удельной теплоемкостью с, и плотностью ρ (кг/м³), во многом определяется:

A объем нагреваемой заготовки;

B коэффициент кинематической вязкости нагреваемого металла;

C критерий Рейнольдса;

D перенос тепла внутри нагреваемого металла;

E параметры состояния нагреваемой заготовки.

234 При нагреве металла в большинстве случаев подвод тепла производится к поверхности слитков и заготовок, и их наружная температура выше температуры внутренних слоев. В результате термического расширения разных частей твердого тела на разную величину возникают напряжения, получившие название:

A напряжения сопротивления;

B напряжения текучести;

C напряжения упругости;

D напряжения термические (также температурные);

E напряжения растяжения.

235 Поверхность металла, находя­щаяся при высокой температуре, вступает во взаимодействие с окружающей средой (т.е. с продуктами сгорания или с воздухом), в результате:

A на ней образуется окалина;

B на ней образуется гарнисаж;

C на ней образуется слой оксидов, происходит обедне­ние поверхности элементами (например, поверхностное обе­зуглероживание);

D происходит теплообмен;

E на ней образуется смесь жидкой и твердой фаз.

236 Скорость нагрева металла ограничивается условиями протекания процессов, сопровождающих нагрев металла в печах, например появлением растягивающих напряжений. Эти напряжения учитывают при расчете допустимой разности температур . Для равномерно и симметрично обогреваемой бесконечной пластины для случая регулярного режима II рода допустимая разность температур равна:

  A ;

B ;

C ;

D .

E .

237 Процессы окисления сплава в целом и его отдельных приме­сей рассматриваются совместно. Например, по опыт­ным данным, при нагреве стали до температуры 1100 °С и выше в обычной печной атмосфере окисление протекает быстрее, чем обезуглероживание поверхности, и образующаяся окалина:

A усложняет управление тепловым режимом печи;

B играет роль защитного слоя, предупреждающего обезуглероживание;

C снижает точность измерения темпе­ратуры поверхности металла;

D увеличивает продолжитель­ность нагрева в печи;

E вызывает пониже­ние твердости и предела прочности.

238 Окисление слитков и заготовок при нагреве в печах – явле­ние крайне нежелательное. Образо­вавшийся на поверхности слитка или заготовки слой оксидов имеет меньшую по отношению к металлу теплопроводность, что:

A играет роль защитного слоя, предупреждающего обезуглероживание;

B снижает точность измерения темпе­ратуры поверхности металла;

C вызывает пониже­ние твердости и предела прочности;

D увеличивает продолжитель­ность нагрева в печах;

E усложняет управление тепловым режимом печи.

230 Наличие в сплаве некоторых легирующих элементов (например, для стали Сr, Ni, Аl, Si и др.) может обеспечить:

A термическое расширение разных частей твердого тела на разную величину;

B образование тон­кой и плотной, хорошо прилегающей пленки оксидов, надежно предупреждающей последующее окисление;

C пониже­ние твердости и предела прочности;

D снижение точности измерения темпе­ратуры поверхности металла;

E определенный вид термообработки и ее режим, обусловленные строением и структурой сплава.

240 Наиболее полная защита поверхности слитков, заготовок и дета­лей от вредного вли­яния окисления и обезуглероживания металла при нагреве достигается в печах, где исключается воздействие на нее окис­ляющих и обезуглероживающих газов. К числу таких печей отно­сятся:

A шахтные печи;

B плавильные пламенные;

C печи для обжига;

D соляные и металлические ванны, а также печи, где нагрев ведется в контролируемой атмосфере;

E установки для зонной плавки.

241 Под режимом нагрева подразумевают:

A диапазон температур между начальной температурой и допускаемой;

B закон изменения температуры поверхности и наиболее «холодной» точки нагревае­мого тела, а также среды во времени;

C изменение плотности металла в зависимости от температуры нагрева;

D соотношение параметров состояния в процессе нагрева;

E закон изменения давления в печи по высоте печи.

242 При нагреве в печи в случае симметричного подвода тепла к поверхности нагреваемого тела «холодной» точкой является:

A место подвода тепла;

B опорная поверхность тела;

C точка подвеса тела;

D центр тела;

E точка центра тяжести тела.

243 При нагреве в печи в случае одностороннего подвода тепла к поверхности нагреваемого тела «холодной» точкой является:

A точка, наиболее удаленная от тепловоспринимающей поверхности;

B место подвода тепла;

C опорная поверхность тела;

D точка подвеса тела;

E точка центра тяжести тела.

244 Рациональный режим нагрева металла должен обеспечить удов­летворение ряда требований, некоторые из которых входят в про­тиворечие друг с другом. При выборе режима нагрева во многом опреде­ляются тем, насколько велика разность температур, возникающая по сечению нагреваемого тела.

Известно, разность температур по сечению при нагреве и охлаждении тел стремится к нулю при условии Вi → 0. Установлено, что пренебрежимо малая разность температур по сечению имеет место:

A при условии Вi > 0,30 ;

B при условии Вi = 0,45 ;

C при условии Вi ≥ 0,50;

D при условии Вi = 0,80.

E при условии Вi ≤ 0,25;

245 Рациональный режим нагрева металла должен обеспечить удов­летворение ряда требований, некоторые из которых входят в про­тиворечие друг с другом. При выборе режима нагрева во многом опреде­ляются тем, насколько велика разность температур, возникающая по сечению нагреваемого тела.

Известно, разность температур по сечению при нагреве и охлаждении тел стремится к нулю при условии Вi → 0. При значениях Вi ≥ 0,5 воз­никающей разностью температур пренебрегать нельзя, и такие тела рассматривают:

A как тела с высоким временным сопротивлением;

B как каркасные тела;

C как массивные – учитывают возни­кающую неравномерность температуры по сечению слитков и за­готовок при выборе режима их нагрева;

D как тела с высоким коэффициентом жесткости;

E как тела с высокой удельной плотностью.

246 Режим нагрева тонких тел следует выбирать таким образом, что­бы продолжительность нагрева до заданной температуры была как можно меньше, исходя из соображений повышения производи­тельности печи и уменьшения количества образующейся окали­ны. Режим, удовлетворяющий этому требованию, характеризуется постоянной температурой греющей среды либо во времени, либо по длине рабочей камеры (рисунок). Такой режим называется:

A комбинированным;

B смешанным;

C прерывистым;

D идеальным;

E одноступенчатым.

247 Нагрев термически тонких тел может быть осуществлен по двухступенчатому режиму. Для двухступенчатого режима ха­рактерно наличие участка с изменяю­щейся температурой греющей среды и участка с постоянной температурой (рис.). При таком режиме нагрева:

A интенсивность теплоотдачи будет ниже и общее время нагрева больше;

B в каждом из этих периодов условия теплообмена определяются допустимыми скоро­стями нагрева;

C в каждом из этих периодов условия теплообмена определяются реальными возможностями подвода тепла к нагреваемой поверхности в печах разных конструкций;

D если термические напряжения представляют опасность для слитка или заготовки, то первый период нагрева осуществ­ляют замедленно;

E неизбежен более высокий удельный расход топлива и снижение коэффициента полезного теплоиспользования в печи.

248 Наличие существенной разности температур по сечению слит­ка или заготовки в конце нагрева, при которой они не могут быть выданы из печи, заставляет либо снижать скорость нагрева во всем температурном интервале нагрева, либо предусматривать период выдержки металла в печи. Назначением пери­ода выдержки является:

A устранение чрезмерной разности темпера­тур по сечению при неизменной температуре поверхности;

B обеспечить минимальную продол­жительность пребывания металла в печи при безопасной (с точ­ки зрения термических напряжений) скорости нагрева;

C нагрев с пониженной скоростью – процесс осуществляется при посте­пенно возрастающей температуре греющей среды;

D обеспечить минимальную продол­жительность пребывания металла в печи при допустимой (с технологической точки зрения) конечной разности температур по сечению;

E выбор плотности теплового потока исходя из допус­тимой разности температур по сечению.

249 Выбор и рас­чет рационального режима нагрева необходим в каждом конкретном слу­чае. Режим нагрева должен обеспечивать:

A величину плотности теплового потока исходя из допус­тимой разности температур по сечению;

B минимальную продол­жительность пребывания металла в печи при безопасной (с точ­ки зрения термических напряжений) скорости нагрева и при допустимой (с технологической точки зрения) конечной разности температур по сечению;

C уменьшение потерь металла вследствие его окисления;

D более низкий удельный расход топлива;

E стабильный коэффициент полезного теплоиспользования в печи.

250 Второй период нагрева двухступенчатого режима осуществляют при посто­янной температуре греющей среды. Температура по­верхности в течение второго периода:

A остается постоянной;

B выравнивается относительно температуры первого периода;

C понижается до заданного значения;

D достигает заданной величи­ны, а разность температур по сечению не превышает допустимо­го значения;

E зависит от продолжительности периода нагрева.

251 Трехступенчатый режим нагрева позволяет более эффектив­но нагревать массивные тела, для которых термические напряже­ния представляют значительную опасность. В первую очередь это относится:

A к тонкостенным заготовкам;

B к бесконечным пластинам правильной формы;

C к металлическому прокату круглого сечения;

D к слиткам холодного посада и литым слябам и заготов­кам, получаемым на машинах непрерывного литья и отличающим­ся высоким уровнем остаточных напряжений, к сплавам с низкой теплопроводностью;

E к заготовкам с коэффициентом несимметричности нагрева μ = 1.

252 Основой расчета нагрева массивных тел являются решения задач теплопроводности при различных граничных условиях:

A рассматриваются законы лучевого теплообмена;

B рассматриваются режимы нагрева по отдельным перио­дам для выявления вида граничных условий, полное время пребы­вания металла в печи находят как сумму времен нагрева в каж­дом из периодов;

C уравнения сложного теплообмена;

D уравнения стационарной теплопроводности ;

E рассматриваются уравнения механики жидкости и газов.

253 Двухступенчатый режим нагрева термически массивного тела. Из решения задачи теплопроводности можно получить выражение для максимальной разности темпера­тур по сечению металла, которая не должна превышать величину уже установленной максимально допустимой разности температур ∆Tдоп:

где - плотность теплового потока, подводимого к поверхнос­ти металла, Вт/м²; λ – коэффициент теплопроводности металла, Вт/(м·К); δ – прогреваемая толщина тела, м.

Из этого выражения можно найти:

A коэффициент теплопроводности λ;

B геометрический размер тела δ;

C температурный напор ΔТ;

D величину максимально допустимой плотности теплового потока , обеспечивающего бе­зопасный нагрев металла. Эта величина должна быть обеспечена условиями внешнего теплообмена;

E относительное время нагрева.

254 Во втором периоде двухступенчатого режима нагрева термически массивного тела нагрев происходит при посто­янной температуре греющей среды. Процесс нагрева описывается задачей теплопроводности при граничных условиях III рода с неравномерным распределе­нием температуры в теле в начальный момент.

В реальных условиях на­грева металла в печах обычно соблюдается условие Fо ≥ 0,3. Это позволяет:

A использовать для рас­чета аналитическое решение при граничных условиях III рода, подставляя в качестве начального условия постоянную температуру тела в конце первого периода;

B применить основное свойство регулярного режима;

C завершить период нагрева при любой температуре тела;

D сократить общее время нагрева;

E коэффициент теплоотдачи излучением считать постоянным.

255 Для практического использования решения нагрева массивного тела при граничных условиях III рода можно применять:

А уравнения нестационарной теплопроводности;

В графические зависимости между критериями , известные под названием номограмм Д. В. Будрина;

C уравнения сложного теплообмена;

D уравнения стационарной теплопроводности;

E уравнения теплопередачи.

256 Утилизация тепла отходящих дымовых газов может быть выполнена принципиально двумя методами:

A прямотоком и противотоком дымовых газов;

B турбулентным и ламинарным режимами движения газов;

C с возвратом части тепла, отобранного у дымо­вых газов, обратно в печь и без возврата этого тепла в печь;

D конвективным и радиационным теплообменом;

E с применением законов Стефана-Больцмана и Планка.

257 Для утилизации тепла методом возврата части тепла в печь используют:

A тепловые насосы;

B теплообмен­ники рекуперативного и регенеративного типов;

C тепловые двигатели;

D компрессоры и тепловые двигатели;

E паровые турбины.

258 Тепло отходящих дымовых газов при утилизации без возврата в печь используется:

A в двигателях внутреннего сгорания;

B в котлах-утилизаторах;

C в теп­лосиловых котельных и турбинных установках;

D в рекуператорах;

E в регенераторах.

259 Для нормальной работы печи следует каждый час в рабочее пространство подавать необходимое количество тепла. В это ко­личество тепла входит как тепло топлива Q_х, так и тепло подогретого воздуха или газа Q_ф: . При увеличение Q_Ф позволит:

A увеличить площадь теплообмена;

B уменьшить габариты теплосиловой установки;

C сократить время нагрева шихты;

D уменьшить Q_х;

E увеличить время плавления шихты.

260 Утилизация тепла отходящих дымовых газов позволяет достичь экономии топлива, которая зависит от:

A годовой программы выпуска продукции;

B времени суток;

C вещественного состава сырья;

D степе­ни утилизации тепла дымовых газов: , где I_В, I_Д – соответственно энтальпия подогретого воздуха и отходящих из рабочего пространства дымовых газов, кВт, или кДж/период;

E технологического регламента процесса.

261 Степень утилизации тепла может быть названа:

A приведенным коэффициентом теплопередачи;

B коэффициентом полезного действия рекуператора (регенератора) , где - энтальпия дымовых газов при темпе­ратуре горения; I_В - энтальпия подогретого воздуха;

C постоянной μ в решении характеристического уравнения;

D тепловым балансом процесса;

E универсальной физической постоянной.

262 Теплообменники регенеративного типа – их недостатки:

А высокие эксплуатационные затраты;

В значительные вибрационные нагрузки;

С не могут обеспечить постоянную температуру подогрева воздуха или газа, которая падает по мере остывания кирпичей на­садки, что ограничивает возможность автоматичес­кого регулирования печи;

D низкая производительность;

E сложность конструкции.

263 Регенераторы могут работать при весьма высокой температуре дымовых газов (при какой температуре?), при которой рекуператоры устойчиво пока не могут работать:

A 1000-1100 ⁰С;

B 750 – 900 ⁰С;

C 1500-1600 ⁰С;

D 1100 – 1200 ⁰С;

E 900 – 1000 ⁰С.

264 Существует оптимальное в теплотехническом отношении время между перекидкой клапанов регенератора, т. е. между следующими друг за другом изменениями поступления газообразных сред. У возду­хонагревателей доменных печей длительность воздушного t_B и дымового t_Д периодов, число воздухонагревателей n на одну печь связаны следующим образом:

A , где δ, х – геометрические параметры регенератора; t_c1, t_c2 – температура на входе и выходе из регенератора;

B , - где ∆₁, ∆₂ – геометрические параметры регенератора; t_c1, t_c2 – температура на входе и выходе из регенератора;

C , где t_п – длительность перекидки клапанов;

D – температурный напор с учетом схемы движения теплоносителей;

E – поправка на взаимное поглощение, уменьшает суммарную степень черноты излучающих газов.

265 Требования, предъявляемые к насадке регенеративного теплообменника:

A высокая ударная прочность;

B степень черноты ε = 0,5;

C максимальная удельная поверхность нагрева, минимальная опасность засорения;

D плотность материала ρ < 1;

E режим движения среды – ламинарный.

266 Материал, из которого выполняют насадку, должен характери­зоваться:

A соответствующей огнеупорностью, термостойкостью и обладать определенным сопротивлением деформации под нагруз­кой при повышенных температурах;

B стойкостью к воздействию ряда шлаков;

C определенным коэффициентом теплопроводности;

D степенью черноты ε = 0,7;

E стойкостью к вибрационным нагрузкам.

267 Ячейкой регенеративной насадки называется сечение, свобод­ное для прохода газов. Размер ячейки определяется видом и назначением насадки. Например, регенераторы нагревательных колодцев и печей с выкатным подом выполняют преимущественно:

A с насадкой Сименса;

B с насадкой Каупера;

C блочные;

D брусковые;

E насадки Петерса.

268 Регенераторы мартеновских печей работают в условиях высо­ких температур и интенсивного воздействия шлаковой пыли. В мартеновских печах объем газовых и воздуш­ных насадок должен быть в пределах:

A 3,0 м³/м² пло­щади пода печи;

B 4,0-5,0 м³/м² пло­щади пода печи;

C 40 м³/м² пло­щади пода печи;

D 8,0 м³/м² пло­щади пода печи;

E 2,0-3,0 м³/м² пло­щади пода печи.

269 Расчет регенераторов проводят на цикл их работы. Основной целью расчета является:

A определение коэффициента теплопроводности;

B определение общей поверхности нагрева F (и общего объема V) регенератора;

C определение работы расширения газа;

D расчет габаритных размеров регенератора;

E технико-экономическое обоснование конструкции.

270 В теплотехническом отношении целесообразно, чтобы вся тол­щина кирпича насадки принимала участие в процессе аккумуляции тепла. Для достижения этого необходимо, чтобы значение коэффициента аккумуляции тепла в кирпиче насадки (от этого зависит коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к воздуху) было:

A η_K> 1/3;

B η_K = 1/3;

C η_K< 1/3;

D η_K≤1/3;

E η_K> 0,1.

При η_K > 1/3 для всех насадок, кроме брусковой, рекомендуется принимать ψ = 1/3, для брусковой ψ = 1/4.

ψ – коэффициент, учитывающий внутреннее тепловое сопротивление насадки при реальных циклических условиях ее работы;

271 В рекуперативных теплообменниках отсутствует вынос газа в дымовую трубу, они меньшего объема и массы, возможность автоматизации и контроля тепловой работы печи. Од­нако им свойственны такие недостатки как:

A при подогреве топлива имеет место вынос газа через дымовую трубу;

B низкая огнестойкость (металлических рекуператоров) и низкая газоплотность (керамических рекупера­торов);

C прекращение питания печи теплом при перекидке клапанов;

D не могут обеспечить постоянную температуру подогрева воздуха или газа;

E весьма большие объем и масса.

272 Любой рекуператор представляет собой теплообменный аппа­рат, работающий в условиях, близких к стационарному тепловому состоянию, когда тепло:

A постоянно передается от остывающих ды­мовых газов к нагревающемуся воздуху (газу) через разделитель­ную стенку;

B не оказывает влияния на коэффициент теплоотдачи;

C рассеивается в окружающей среде;

D не может обеспечить постоянную температуру подогрева воздуха или газа;

E перестает поступать в печь.

273 Полное количество тепла Q, Вт, переданного в рекуператоре, оп­ределяют по уравнению:

A , где α – коэффициент теплоотдачи; t_c и t_ж – температуры стенки и жидкости; F – поверхность нагрева;

B , где К – коэффициент теплопередачи от дыма к воз­духу (газу); ∆T_ср – средняя разность температур между дымовыми газами и воздухом (га­зом); F – поверхность нагрева;

С , где Q_х – тепло топлива, Q_ф - тепло подогретого воздуха или газа;

D , где М – масса жидкости; с_p - удельная теплоемкость жидкости; t₁ и t₂ – начальная и конечная температуры нагрева поверхности;

E , где с – удельная теплоемкость тела; m – масса тела; – разность температур.

274 Передача тепла в рекуператорах осуществляется:

A от дымовых газов к стенкам рекуперативных элементов - через разделительную стенку - от стенки к нагреваемому возду­ху или газу;

B при свободном движении дымовых газов;

C лучистым теплообменом от дымовых газов;

D сложным теплообменом по поверхности рекуператора;

E при вынужденной конвекции дымовых газов.

275 На дымовой стороне рекуператора тепло от дымовых газов к стенке передается конвекцией и излучением. Следовательно, ко­эффициент теплоотдачи на дымовой стороне равен:

A где Q_K - количество теплоты, отдаваемое дымовыми газами конвекцией; t_c, t_ж – температуры стенки и среды; F – площадь нагреваемой поверхности;

B , где ^— коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке конвекцией, Вт/(м²·К); - коэффициент теплоотдачи от ды­мовых газов к стенке излучением, Вт/(м²·К);

C из определения критерия Нуссельта ;

D , где ^— коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке конвекцией, Вт/(м²·К); - коэффициент теплоотдачи от ды­мовых газов к стенке излучением, Вт/(м²·К);

E – коэффициент теплопередачи, откуда определяется ко­эффициент теплоотдачи.