Slide 1 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp HCM Cán bộ giảng dạy Ths Phan Thành Nhân BÀI TẬP VỀ NHÀ MÔN TRUYỀN NHIỆT VÀ THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT NỘP LẦN 2 – TRƯỚC NGÀY THI MỘT NGÀY 2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA[.]
Trang 1BÀI T ẬP VỀ NHÀ MÔN
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
Cán b ộ giảng dạy: Ths Phan Thành Nhân
Khảo sát một vách phẳng 2 lớp có các thông số làm việc như sau:
• Bề dày và hệ số dẫn nhiệt của lớp thứ nhất là δ1 = 100 mm và λ1 = 0,8 W/m.độ.
• Bề dày và hệ số dẫn nhiệt của lớp thứ hai là δ2 = 200 mm và λ2 = 1,1 W/m.độ.
- Nhiệt độ và hệ số tỏa nhiệt đối lưu của khói nóng tiếp xúc với bề mặt bên ngoài của lớp thứ nhất là tf1 = 150o C và α1 = 30 W/m 2 độ.
- Nhiệt độ và hệ số tỏa nhiệt đối lưu của không khí tiếp xúc với bề mặt bên ngoài của lớp thứ hai là tf2 = 35o C và α2 = 12 W/m 2 độ.
Xác định:
a) Các nhiệt độ bề mặt bên ngoài của vách phẳng (tw1 và tw3) và nhiệt độ bề mặt
tiếp xúc tw2 giữa lớp thứ nhất và lớp thứ hai
b) Nhiệt lượng truyền qua vách, cho biết diện tích bề mặt vách là 10 m 2
c) Nếu hoán đổi thứ tự của hai lớp tạo nên vách phẳng thì các kết quả đã tính ở
trên có bị ảnh hưởng không? Trong thực tế, khi lựa chọn cách bố trí thứ tự các lớp thì ta cần chú ý đến điều gì?
BÀI 1:
Trang 3Khảo sát một ống dẫn nước nóng có các thông số làm việc như sau:
• Đường kính trong, bề dày ống, chiều dài ống và hệ số dẫn nhiệt của vật liệu làm ống lần lượt là d1 = 200 mm, δ1= 15 mm, L = 10 m và λ1 = 60 W/m.độ.
• Tốc độ và nhiệt độ trung bình của nước chảy trong ống là ω = 1,2 m/s và tn =
700 C.
Cho biết nhiệt độ trung bình của bề mặt bên trong của ống là tw1 = 69,50 C Xác
định:
a) Tổn thất nhiệt từ ống ra môi trường
b) Nhiệt độ bề mặt bên ngoài của ống tw2
c) Độ chênh lệch nhiệt độ của nước giữa đầu vào và đầu ra của ống
d) Cho biết nhiệt độ và hệ số tỏa nhiệt đối lưu của không khí xung quanh ống là
tf = – 40o C và α2 = 15 W/m 2 độ Xác định hệ số dẫn nhiệt λ2 của lớp vật liệu bọc bên ngoài ống nếu bề dày δ2 của lớp vật liệu đó là 25 mm Có nhận xét
gì về không gian xung quanh ống?
Trang 4TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
Cán b ộ giảng dạy: Ths Phan Thành Nhân
BÀI 3:
Trang 5Một thanh kim loại có tiết diện ngang hình chữ nhật cạnh a = 0,05 m,
b = 0,2 m, chiều dài thanh h = 0,6 m , một đầu thanh được hàn vào vách thiết bị , đầu tự do được đặt trong môi trường không khí có nhiệt độ tf = 30
0C Cho biết cường độ tỏa nhiệt trên bề mặt của thanh α = 15W/ m2 0C , hệ số dẫn nhiệt của vật liệu làm thanh λ = 210W/m.độ , nhiệt độ của vách thiết bị là to = 200 0C
Tính nhiệt lượng truyền qua thanh Q , [ W ] ( khi tính bỏ qua tỏa nhiệt ở đỉnh thanh )
Trang 6TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
Cán b ộ giảng dạy: Ths Phan Thành Nhân
BÀI 5:
Trang 7Một ống dẫn khí nóng đường kính d = 0,5 m đặt nằm ngang, một phần ống đi trong nhà xưởng, một phần ống ở ngoài trời Biết nhiệt độ bề mặt ống tw =
470 oC, độ đen εw = 0,85
Hãy tính tổn thất nhiệt Q trên 1 m chiều dài ống đối với:
Đoạn ống trong nhà với nhiệt độ không khí xung quanh tf = 30 oC
Đoạn ống ngoài trời, tf = 30 oC khi gió thổi với tốc độ ω = 2 m/s xiên góc 60 o so với trục ống
Trang 8TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
Cán b ộ giảng dạy: Ths Phan Thành Nhân
Không khí B = 760 mmHg
δ
c) d) Chân không
δ
Q Q Chân không
Một vách phẳng được cấu tạo từ hai tấm tôn có diện tích F = 2 m2, khoảng cách giữa chúng δ = 5 cm Vách được bố trí thành 4 trường hợp như hình vẽ Độ đen của bề mặt là εw = 0.2 Nhiệt trở dẫn nhiệt của tôn có thể bỏ qua Aùp suất không khí giữa hai tấm tôn xem bằng áp suất khí trời (B = 760 mmHg)
1/ Tính nhiệt lượng truyền qua tấm trong trường hợp a và b
2/ Tính nhiệt lượng truyền qua tấm trong trường hợp c và d
BÀI 7:
Trang 9BÀI 8:
Trang 10TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
Cán b ộ giảng dạy: Ths Phan Thành Nhân
BÀI 9:
Trang 11• Ống nhỏ φd = 19/21mm; Ống lớn φD = 38/42mm
• Dầu máy biến áp chuyển động bên ngoài ống nhỏ, với lưu lượng 0,4kg/s, nhiệt
độ giảm từ t’1 = 70oC xuống t’’1 = 40oC Cho biết thông số nhiệt vật lý trung bình
của dầu như sau: ρd = 859,05kg/m3; Cpd = 1,8845kJ/kgđộ; λd = 0,2154W/mđộ; υd = 6,68.10-6m2/s; βd = 7,075.10-4(1/K); Prd = 99,4
• Nước chuyển động bên trong ống nhỏ có lưu lượng 0,2kg/s, nhiệt độ nước tăng
từ t’2 = 15oC đến t’’2 = ? lấy gần đúng nhiệt dung riêng của nước Cpn 4,174kJ/kgđộ;
ρn = 995,175kg/m3; λn = 61,439.10-2W/mđộ; υn = 0,8432.10-6m2/s; Prn = 5,724 Hãy xác định:
a/ Hệ số tỏa nhiệt về phía nước α2 Cho phép bỏ qua ảnh hưởng của phương hướng dòng nhiệt, tức là (Prf/Prw)0,25 = 1
b/ Hệ số tỏa nhiệt về phía dầu α1 (Lấy gần đúng nhiệt độ bề mặt vách trao đổi về phía
dầu twd = 35oC Prwd = 173,5)
c/ Hệ số truyền nhiệt tổng k Biết nhiệt trở dẫn nhiệt của vách ống xét về phía bề mặt ngoài của ống nhỏ là Rv = 0,0002m2độ/W (Bỏ qua nhiệt trở do cáu cặn trên bề mặt vách ống trao đổi nhiệt)
d/ Biểu diễn sơ đồ t-F và Tính diện tích truyền nhiệt của thiết bị
Trang 12TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
Cán b ộ giảng dạy: Ths Phan Thành Nhân