Test z wymiany ciepła

Która z poniższych ogólnych zależności dotyczy dwuwymiarowego niestacjonarnego pola temperatury?
1. T = f(x,y,z)
2. T = f(x,y)
3. T = f(x,y,t)
4. T = f(x,t)
5. T = f(x,y,z,t)
Która z poniższych korelacji dotyczy niestacjonarnej konwekcji wymuszonej bez zmiany stanu skupienia?
1. Nu = f(Re,Pr)
2. Nu = f(Gr,Pr)
3. Nu = f(Fo,Re,Pr)
4. Nu = f(Fo,Re,Gr,Pr)
Wnikaniem (przejmowaniem) ciepła nazywamy
1. wymianę ciepła wewnątrz płynu
2. wymianę ciepła pomiędzy płynem a ciałem stałym
3. transport ciepła wewnątrz ciała stałego
4. transport ciepła od płynu do płynu przez ściankę oddzielającą płyny
Gradient temperatury w punkcie ciała jest wektorem wskazującym kierunek
1. najszybszego w czasie wzrostu temperatury (max. ΔT / Δt)
2. najszybszego w przestrzeni wzrostu temperatury (max. ΔT / Δl)
3. prostopadły do powierzchni ciała
4. wzrostu wartości współrzędnych przestrzennych
W wymienniku ciepła współczynniki wnikania ciepła po obu stronach przegrody różnią się znacznie. Po stronie którego czynnika jest celowe zastosowanie ożebrowanej powierzchni wymiany ciepła?
1. po stronie, gdzie jest mniejszy współczynnik wnikania ciepła
2. po stronie, gdzie jest większy współczynnik wnikania ciepła
3. po stronie czynnika o niższej temperaturze
4. po stronie czynnika o wyższej temperaturze
5. po stronie czynnika o większej prędkości
6. po stronie czynnika o mniejszej prędkości
Dominującą formą transportu ciepła w laminarnej podwarstwie przyściennej cieczy jest
1. wnikanie (przejmowanie)
2. przenikanie
3. przewodzenie
4. promieniowanie
Jednostką współczynnika przenikania ciepła jest
1. J / (kg·K)
2. W / (kg·K)
3. W / (m·K)
4. W / (m²·K)
5. J / (m²·K)
W którym z poniższych zestawień wartości współczynników wnikania ciepła (typowe dla danego procesu) uszeregowane są od wartości najmniejszej do wartości największej.

Oznaczenia: KSG - konwekcja swobodna gazu, PWC - przepływ wymuszony cieczy, WP - wrzenie pęcherzykowe
1. WP, PWC, KSG
2. PWC, WP, KSG
3. KSG, PWC, WP
4. WP, KSG, PWC
5. KSG, WP, PWC
Obecność w skraplaczu gazu obojętnego, tzn. takiego, który nie skrapla się (np. powietrza w parze wodnej), skutkuje
1. gaz obojętny nie ma wpływu na wymianę ciepła
2. zwiększeniem współczynnika wnikania ciepła
3. zmniejszeniem współczynnika wnikania ciepła
Jeżeli korelacja na liczbę Nusselta dla przepływu w kanale jest ważna dla L/D > 60, to w przypadku L/D < 60
1. nie można zastosować danej korelacji
2. obliczony współczynnik wnikania ciepła należy pomnożyć przez odpowiedni współczynnik korekcyjny większy od jedności
3. obliczony współczynnik wnikania ciepła należy pomnożyć przez odpowiedni współczynnik korekcyjny mniejszy od jedności
Zagadnienie brzegowe opisane jest przez 9 zmiennych wymiarowych. Liczba podstawowych jednostek miary wynosi 4. Ile liczb podobieństwa wiąże ze sobą uogólnione równanie wymiany ciepła?
Które z niżej wymienionych zjawisk NIE jest skutkiem pierwszego kryzysu wrzenia?
1. duży wzrost temperatury scianki
2. duży spadek współczynnika wnikania ciepła
3. utworzenie się błonki parowej na powierzchni grzejnej
4. wzrost strumienia ciepła
Która z niżej wymienionych okoliczności jest niekorzystna z punktu widzenia intensywności wymiany ciepła
1. duża prędkość płynu
2. skraplanie kroplowe
3. ruch swobodny (niewymuszony)
4. duża różnica temperatur
5. duża chropowatość powierzchni omywanej przez płyn
Zaizolowanie zewnętrznej powierzchni rury
1. zawsze zmniejsza strumień wymienianego ciepła
2. może zwiększyć strumień wymienianego ciepła, gdy grubość izolacji jest nieodpowiednia
3. może zwiększyć strumień wymienianego ciepła, gdy współczynnik wnikania ciepła wewnątrz rury jest zbyt duży
4. może zwiększyć strumień wymienianego ciepła, gdy wewnątrz rury skrapla się para
Warunek brzegowy w formie Tw(t) = f(t) to warunek
1. pierwszego rodzaju
2. drugiego rodzaju
3. trzeciego rodzaju
4. czwartego rodzaju
Sprawność żebra można przedstawić jako

(OZNACZENIA: T_w - temperatura ścianki (podstawy żebra), T_z - średnia temperatura żebra, T_f - temperatura płynu)
1. (T_w - T_f)/(T_z - T_f)
2. (T_w - T_z)/(T_w - T_f)
3. (T_z - T_f)/(T_w - T_f)
4. (T_w - T_z)/(T_z - T_f)
Na rysunku przedstawiono rozkład temperatur w równoległoprądowym wymienniku ciepła. Rysunek ten dotyczy wymiennika

(W₁ i W₂ to pojemności cieplne czynników, odpowiednio o temperaturze wyższej i temperaturze niższej, w W/K.)
1. przeciwprądowego dla W₁ < W₂
2. współprądowego dla W₁ < W₂
3. współprądowego dla W₁ > W₂
4. przeciwprądowego dla W₁ > W₂
Podczas eksperymentu stwierdzono, że ścianka o powierzchni 0,1 m² i temperaturze 60°C w czasie 20 s oddała 40 kJ ciepła do otoczenia o temperaturze 20°C. Ile W/(m²·K) był równy współczynnik wnikania ciepła (średni) w czasie tego procesu? Wprowadź liczbę bez jednostki.
W wymienniku ciepła zwiększenie prędkości czynnika w kanale powoduje wzrost współczynnika wnikania ciepła. Jednak w praktyce spotyka się stosunkowo niewielkie prędkości, np. dla wody z reguły prędkość nie przekracza 1,5 m/s. Czym to jest spowodowane?
1. Gdy czynnik płynie zbyt szybko nie zdąża odebrać/oddać ciepła.
2. Koniecznością ograniczenia oporów przepływu i energii zużywanej na przetłaczanie czynnika.
3. Podczas zbyt szybkiego przepływu czynnika następuje jego rozkład chemiczny.
4. Obecnie nie ma odpowiednich pomp, które mogłyby nadać czynnikowi większą prędkość.
Dla kanału prostokątnego, o wymiarach a×h, średnica hydrauliczna jest równa
1. 2(a+h)/(a·h)
2. a·h/(a+h)
3. 2a·h/(a+h)
4. 4a·h/(a+h)
Które z poniższych stwierdzeń dotyczących stacjonarnej wymiany ciepła podczas skraplania błonkowego na powierzchni pionowej ścianki NIE jest prawdziwe?
1. temperatura ścianki jest niższa od temperatury pary
2. temperatura kondensatu na styku z powierzchnią ścianki jest równa temperaturze tej powierzchni
3. prędkość i kierunek ruchu pary nie ma żadnego wpływu na intensywność wnikania ciepła
4. ściankę pokrywa warstwa cieczy
Wartość której z poniżej wymienionych liczb podobieństwa wykorzystywana jest jako kryterium podziału ruchu płynu na laminarny i burzliwy podczas konwekcji swobodnej?
1. Eu - Eulera
2. Re - Reynoldsa
3. Nu - Nusselta
4. Gr - Grasshofa
Przez płaską ściankę o grubości 10 mm i powierzchni 0,2 m² przewodzony jest strumień ciepła 300 W. Ile W/(m·K) wynosi współczynnik przewodzenia ciepła dla ścianki, jeżeli spadek temperatury na ściance jest równy 0,3 K? Wprowadź liczbę bez jednostki.
Element konstrukcyjny płaszcza wymiennika płaszczowo-rurowego pokazany na rysunku służy do
1. zawieszania wymiennika w pionie
2. gromadzenia zanieczyszczeń zawartych w czynniku omywającym rurki wymiennika
3. kompensacji długości płaszcza, zmieniającej się wraz ze zmianami temperatury
4. uniemożliwiania przesuwania się wymiennika w poziomie
Przewodzenie ciepła w pewnym ciele stałym opisuje następujące równanie przewodnictwa cieplnego

Które z poniższych stwierdzeń dotyczących tego równania NIE jest prawdziwe?
1. przewodzenie jest niestacjonarne
2. przypadek przewodzenia jest dwuwymiarowy
3. w ciele nie działa wewnętrzne źródło ciepła
4. współczynnik przewodności cieplnej nie zależy od temperatury
Rura ma być zaizolowana dwoma warstwami izolacji o jednakowej grubości, lecz o różnych współczynnikach przewodzenia ciepła. W jakiej kolejności powinny być położone warstwy, aby opór cieplny był największy?
1. wszystko jedno
2. najpierw warstwa o mniejszym współczynniku przewodzenia ciepła
3. najpierw warstwa o większym współczynniku przewodzenia ciepła
Wymuszony ruch płynu w kanale może mieć charakter laminarny, burzliwy lub przejściowy. Wartość której z wymienionych liczb podobieństwa stanowi kryterium rodzaju ruchu?
1. liczba Prandtla, Pr
2. liczba Reynoldsa, Re
3. liczba Nusselta, Nu
4. liczba Stantona, St
Płyn omywa poprzecznie pęczek rur tworzący układ przestawiony i zawierający 5 rzędów rur. Współczynnik wnikania ciepła ma największą wartość dla rzędu
1. pierwszego
2. drugiego
3. trzeciego
4. współczynnik wnikania ciepła jest jednakowy dla wszystkich rzędów
Przez ściankę płaską złożoną z dwóch warstw o jednakowych grubościach przepływa stacjonarny strumień ciepła. Jeżeli λ₁ > λ₂, to

(OZNACZENIA: λ₁ - współczynnik przewodzenia ciepła przez ściankę nr 1, λ₂ - współczynnik przewodzenia ciepła przez ściankę nr 2, ΔT₁ - spadek temperatury na ściance nr 1, ΔT₂ - spadek temperatury na ściance nr 2)
1. ΔT₁ = ΔT₂
2. ΔT₁ > ΔT₂
3. ΔT₁ < ΔT₂
4. za mało danych by odpowiedzieć
Skraplanie kroplowe zachodzi, gdy
1. ciecz zwilża powierzchnię wymiany ciepła
2. ciecz nie zwilża powierzchni wymiany ciepła
3. para jest mocno przegrzana
4. powierzchnia wymiany ciepła jest mocno chropowata
Ściankę płaską należy zaizolować dwoma warstwami izolacji o różnych współczynnikach przewodzenia ciepła i różnych grubościach. W jakiej kolejności należy położyć warstwy izolacji, aby uzyskać największy wzrost oporu cieplnego?
1. najpierw tę o niższym współczynniku przewodzenia ciepła
2. najpierw tę o wyższym współczynniku przewodzenia ciepła
3. najpierw grubszą
4. wszystko jedno
5. najpierw cieńszą
Jednostką liczby Nusselta (Nu) jest
1. W/(m·K)
2. W/m²
3. liczba Nu jest bezwymiarowa
4. W
Wpływ ożebrowania na warunki przekazywania ciepła do płynu jest następujący

(OZNACZENIA: A_z - powierzchnia wymiany ciepła łącznie ścianki i żeber, A - powierzchnia wymiany ciepła przed ożebrowaniem, T_z - średnia temperatura powierzchni ożebrowanej A_z, T - średnia temperatura powierzchni A)
1. A_z > A; T_z > T
2. A_z < A; T_z > T
3. A_z > A; T_z < T
4. A_z < A; T_z < T
Na rysunku przedstawiono rozkład temperatur w równoległoprądowym wymienniku ciepła. Rysunek ten dotyczy wymiennika

(W₁ i W₂ to pojemności cieplne czynników, odpowiednio o temperaturze wyższej i temperaturze niższej, w W/K.)
1. przeciwprądowego dla W₁ < W₂
2. współprądowego dla W₁ < W₂
3. współprądowego dla W₁ > W₂
4. przeciwprądowego dla W₁ > W₂
W wymienniku ciepła temperatura wylotowa czynnika zimnego zrównała się z temperaturą wlotową czynnika ciepłego. Sprawność tego wymiennika wynosi
1. 0
2. 1
3. jest nieskończenie duża
4. jest ujemna
We współprądowym wymienniku ciepła minimalna temperatura wylotowa czynnika gorącego jest równa
1. temperaturze wlotowej czynnika zimnego
2. temperaturze wylotowej czynnika zimnego
3. średniej temperaturze czynnika zimnego
Średnicę hydrauliczną kanału można obliczyć ze wzoru

OZNACZENIA: A pole powierzchni przekroju poprzecznego kanału; Ω obwód zwilżony kanału
1. 4Ω/A
2. A/4Ω
3. 4A/Ω
4. Ω/4A
Rurociąg zaizolowany jest izolacją o grubości krytycznej. Oznacza to, że strumień ciepła uchodzącego do otoczenia jest
1. największy
2. najmniejszy
3. równy zeru
Podczas stacjonarnego (ustalonego) przenikania ciepła, ciepło przepływa od wody (Q₁) przez ściankę miedzianą (Q₂) do powietrza (Q₃ ). Jakie są relacje pomiędzy strumieniami ciepła Q₁, Q₂, Q₃?
1. Q₁ > Q₂ > Q₃
2. Q₁ + Q₂ + Q₃ = 0
3. Q₁ = Q₂ = Q₃
4. Q₃ – Q₁ = Q₂
Aby para skraplała się w wyższej temperaturze należy
1. obniżyć ciśnienie w skraplaczu
2. zmniejszyć powierzchnię wymiany ciepła w skraplaczu
3. podwyższyć ciśnienie w skraplaczu
4. para skrapla się zawsze w tej samej temperaturze
Jaką maksymalną temperaturę (w °C) może mieć powierzchnia ściany, aby gęstość strumienia ciepła przekazywanego przez ścianę do otoczenia o temperaturze 2°C nie przekraczała 100 W/m². Współczynnik wnikania ciepła przyjąć równy 5 W/(m²K). Wprowadź liczbę bez jednostki.
Sprawność żebra definiuje się jako

(OZNACZENIA: Q_z - strumień ciepła przekazywany przez żebro, Q_w - strumień ciepła przepływający przez podstawę żebra, Q_m - strumień ciepła, jaki przekazywałoby żebro, gdyby temperatura całego żebra była równa temperaturze jego podstawy)
1. Q_z/Q_w
2. Q_w/Q_m
3. Q_z/Q_m
4. Q_w/Q_z
Jednowymiarowe pole temperatury w ciele stałym o współczynniku przewodzenia ciepła 120 W/(m·K) opisuje równanie T[K] = 400 - 6·x[m]. (T - temperatura; x - współrzędna). Ile wynosi gęstość strumienia ciepła przewodzonego przez to ciało w W/ m² ? Wprowadź liczbę bez jednostki.
Za pomocą poniższego wzoru

oblicza się dla przepływu w rurze liczbę

(OZNACZENIA: w_sr - średnia prędkość płynu, d_h - średnica hydrauliczna, ν – lepkość kinematyczna)
1. Nusselta Nu
2. Reynoldsa Re
3. Grashofa Gr
4. Prandtla Pr
Wykonując badania doświadczalne, których celem jest uzyskanie uogólnionego opisu matematycznego zjawiska, który będzie można rozszerzyć na zjawiska podobne, należy mierzyć
1. wybrane wielkości wchodzące w skład liczb podobieństwa badanego zjawiska
2. wszystkie wielkości ulegające zmianie podczas badanego zjawiska
3. wszystkie wielkości wchodzące w skład liczb podobieństwa badanego zjawiska
4. tylko te wielkości, które w sposób istotny ulegają zmianie podczas badanego zjawiska
Za pomocą poniższego wzoru

można obliczyć
1. współczynnik wnikania ciepła do wewnętrznej ścianki rury
2. spadek ciśnienia w rurze prostej
3. ciepło tarcia wydzielające się na ściance rury
4. strumień czynnika płynącego rurą