Bài tập truyền nhiệt

Để nhiệt độ nước lạnh tăng không quá 20cm và có hệ số dẫn nhiệt là C thì chiều dày của lớp cách nhiệt là bao nhiêu?. Để cho không xảy ra hiện tượng đọng sương bên ngoài vách phía có nhiệ

Bài tập Truyền nhiệt

Phần 1: DẪN NHIỆT

Bài 1: Vách lò đốt được làm từ 3 lớp vật liệu, lớp thứ 1 là gạch chịu lửa có chiều dày là 1=20cm và có hệ số dẫn nhiệt là cm và có hệ số dẫn nhiệt là 1=12W/mK, lớp thứ 2 và 3 là vật liệu cách nhiệt có chiều dày và hệ số dẫn nhiệt lần lượt là 2=3cm, 2=0cm và có hệ số dẫn nhiệt là ,7W/mK vàW/mK và

3=2cm, 3=0cm và có hệ số dẫn nhiệt là ,1W/mK Nhiệt độ 2 bên vách được duy trì không đổi là t1=250cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C và

t4=40cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C Diện tích vách là F=20cm và có hệ số dẫn nhiệt là m2 Hãy xác định

a Nhiệt lượng dẫn qua vách

b Nhiệt độ tiếp xúc giữa các lớp

c Nếu thay đổi vị trí của 2 lớp cách nhiệt thì nhiệt lượng dẫn qua vách có thay đổi không? Xác định lại nhiệt độ tiếp xúc giữa các lớp

Bài 2: Vách kho lạnh được làm bằng 3 lớp vật liệu và có diện tích vách là F=120cm và có hệ số dẫn nhiệt là m2 Lớp thứ 1 và thứ 3 là giống nhau và có 1=3=5cm, 1=3=0cm và có hệ số dẫn nhiệt là ,7W/mK vàW/mK Lớp thứ 2 là vật liệu gia cường có 2=1cm, 2=65W/mK Nhiệt độ 2 bên vách được duy trì không đổi là t4=-20cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C và t1=30cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C Hãy xác định

a Nhiệt lượng dẫn qua vách

b Để nhiệt lượng dẫn qua vách không vượt quá 20cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là W/m2 thì chiều dày của lớp thứ 1 và thứ 3 là bao nhiêu?

Bài 3: Một đường ống dẫn nước nóng có đường kính trong là d1=10cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là mm, đường kính ngoài là d2=114mm, hệ số dẫn nhiệt của ống là 1=46W/mK và chiều dài ống

là L=120cm và có hệ số dẫn nhiệt là m Bên ngoài ống có bọc 2 lớp vật liệu cách nhiệt, lớp thứ 1 có chiều dày

là 2=2cm và hệ số dẫn nhiệt 2=0cm và có hệ số dẫn nhiệt là ,1W/mK, lớp thứ 2 có chiều dày là 3=1cm và hệ

số dẫn nhiệt 3=0cm và có hệ số dẫn nhiệt là ,7W/mK vàW/mK Nhiệt độ 2 bên vách ống được duy trì không đổi là

t1=850cm và có hệ số dẫn nhiệt là C và t4=250cm và có hệ số dẫn nhiệt là C Hãy xác định:

a Nhiệt lượng tổn thất và nhiệt độ tiếp xúc giữa các lớp

b Độ chênh lệch nhiệt độ nước nóng vào và ra khỏi ống nếu biết tốc độ nước chảy trong ống là 1,2m/s

c Nếu thay đổi vị trí của 2 lớp cách nhiệt thì tổn thất nhiệt qua ống có thay đổi hay không?

Bài 4: Một đường ống dẫn nước lạnh có đường kính trong là d1=150cm và có hệ số dẫn nhiệt là mm, đường kính ngoài là d2=160cm và có hệ số dẫn nhiệt là mm, chiều dài ống là L=20cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là m, hệ số dẫn nhiệt của ống là

1=46W/mK Bên ngoài ống có bọc 1 lớp vật liệu cách nhiệt có chiều dày là

2=2cm và hệ số dẫn nhiệt 2=0cm và có hệ số dẫn nhiệt là ,1W/mK Nhiệt độ 2 bên vách được duy trì không đổi là t1=350cm và có hệ số dẫn nhiệt là C và t3=50cm và có hệ số dẫn nhiệt là C Hãy xác định:

a Nhiệt lượng xâm nhập vào đường ống

b Nhiệt độ nước lạnh tăng bao nhiêu sau khi ra khỏi đường ống biết vận tốc nước đi trong ống là 1,2m/s

c Để nhiệt độ nước lạnh tăng không quá 20cm và có hệ số dẫn nhiệt là C thì chiều dày của lớp cách nhiệt

là bao nhiêu?

Bài 5: Một vách kho lạnh có diện tích là F=50cm và có hệ số dẫn nhiệt là m2 được làm từ 3 lớp vật liệu Lớp thứ 1 có chiều dày và hệ số dẫn nhiệt là 1=5cm và 1=1,2W/mK Lớp thứ 2 có chiều dày và hệ số dẫn nhiệt là 2=3cm và 2=0cm và có hệ số dẫn nhiệt là ,7W/mK vàW/mK Lớp thứ 3 có chiều dày và

hệ số dẫn nhiệt là 3=7W/mK vàcm và 3=0cm và có hệ số dẫn nhiệt là ,1W/mK Không khí bên ngoài kho lạnh có nhiệt độ là tf1=350cm và có hệ số dẫn nhiệt là C và hệ số tỏa nhiệt đối lưu là 1=10cm và có hệ số dẫn nhiệt là W/m2K Không khí trong kho lạnh có nhiệt độ là tf2=-150cm và có hệ số dẫn nhiệt là C và hệ số tỏa nhiệt đối lưu là 2=15W/m2K Hãy xác định:

a Nhiệt lượng xâm nhập vào

b Nhiệt độ tại vị trí tiếp xúc giữa các lớp

c Để cho không xảy ra hiện tượng đọng sương bên ngoài vách phía có nhiệt độ cao thì chiều dày lớp cách nhiệt thứ 3 tối thiểu là bao nhiêu biết độ ẩm của không khí ngoài kho lạnh là 7W/mK và0cm và có hệ số dẫn nhiệt là %

Bài 6: Một vách buồng đốt được làm từ 2 lớp vật liệu, lớp thứ nhất là gạch chịu lửa

có chiều dày là 1=20cm và có hệ số dẫn nhiệt là cm và hệ số dẫn nhiệt 1=7W/mK vàW/mK Lớp thứ hai là vật liệu cách nhiệt có chiều dày là 2=5cm và hệ số dẫn nhiệt 2=1,2W/mK Nhiệt độ vách phía trong buồng đốt có nhiệt độ là tw1=250cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C, nhiệt độ và hệ số tỏa nhiệt đối lưu của không khí bên ngoài buồng đốt là tf=30cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C và =12W/m2K Hãy xác định:

a Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường

b Nhiệt độ vách phía ngoài buồng đốt

c Nếu hệ số tỏa nhiệt đối lưu của không khí là =20cm và có hệ số dẫn nhiệt là W/m2K thì chiều dày lớp cách nhiệt là bao nhiêu để tổn thất nhiệt không thay đổi

Bài 7W/mK và: Một đường ống dẫn nước lạnh có đường kính trong là d1=10cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là mm, đường kính ngoài là d2=110cm và có hệ số dẫn nhiệt là mm, ống làm bằng thép có hệ sô dẫn nhiệt là 1=46,5W/mK Chiều dài ống là L=20cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là m Bên ngoài ống có bọc một lớp vật liệu cách nhiệt có chiều dày là 2=3cm và hệ số dẫn nhiệt 2=0cm và có hệ số dẫn nhiệt là ,5W/mK Không khí bên ngoài ống có nhiệt độ là tf1=350cm và có hệ số dẫn nhiệt là C và hệ số tỏa nhiệt đối lưu là 1=8W/m2K Nhiệt độ vách ống phía trong là tw3=50cm và có hệ số dẫn nhiệt là C Hãy xác định:

a Nhiệt lượng xâm nhập vào đường ống

b Độ chênh nhiệt độ nước lạnh vào và ra khỏi ống nếu biết vận tốc nước chảy trong ống là 1,5m/s

c Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt lớn nhất là bao nhiêu để không bị đọng sương bên ngoài ống, nếu biết nhiệt độ đọng sương là 240cm và có hệ số dẫn nhiệt là C

Bài 8: Một đường ống dẫn nước nóng có đường kính trong là d1=90cm và có hệ số dẫn nhiệt là mm, đường kính ngoài là d2=10cm và có hệ số dẫn nhiệt là 2mm, ống làm bằng thép có hệ số dẫn nhiệt là 1=46,5W/mK Chiều dài ống là L=150cm và có hệ số dẫn nhiệt là m Bên ngoài ống có bọc một lớp vật liệu cách nhiệt có chiều dày là 2=5cm và hệ số dẫn nhiệt 2=0cm và có hệ số dẫn nhiệt là ,7W/mK vàW/mK Không khí bên ngoài ống có nhiệt độ là tf2=350cm và có hệ số dẫn nhiệt là C và hệ số tỏa nhiệt đối lưu là 2=20cm và có hệ số dẫn nhiệt là W/m2K Nước nóng đi trong ống có nhiệt độ trung bình là tf1=850cm và có hệ số dẫn nhiệt là C và hệ số tỏa nhiệt đối lưu là 2=40cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là W/m2K Hãy xác định

a Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường và nhiệt độ vách ngoài của ống

b Nếu giảm chiều dày lớp cách nhiệt thì tổn thất nhiệt có giảm không?

c Để việc cách nhiệt đường ống hiệu quả thì hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt lớn nhất là bao nhiêu

Bài 9: Một thanh có tiết diện hình tròn có đường kính là d=3cm, hệ số dẫn nhiệt của thanh là =65W/mK, chiều dài thanh là L=1m Một đầu thanh được hàn vào vách có nhiệt độ tg=150cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C Không khí xung quanh thanh có nhiệt độ là tf=30cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C và

hệ số tỏa nhiệt đối lưu là =20cm và có hệ số dẫn nhiệt là W/m2K Bỏ qua tỏa nhiệt ở đỉnh thanh, hãy xác định:

a Nhiệt độ tại đỉnh thanh và nhiệt lượng truyền qua thanh

b Chiều dài thanh để nhiệt thừa ở đỉnh thanh là 50cm và có hệ số dẫn nhiệt là C

Bài 10cm và có hệ số dẫn nhiệt là : Một thanh có tiết diện hình vuông có cạnh a=5cm, hệ số dẫn nhiệt của thanh là =180cm và có hệ số dẫn nhiệt là W/mK, chiều dài thanh là L=0cm và có hệ số dẫn nhiệt là ,8m Một đầu thanh được hàn vào

vách có nhiệt độ tg=120cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C Không khí xung quanh thanh có nhiệt độ là tf=30cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C và

hệ số tỏa nhiệt đối lưu là =15W/m2K Bỏ qua tỏa nhiệt ở đỉnh thanh, hãy xác định:

a Nhiệt độ tại vị trí cách đỉnh thanh là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là ,2m và nhiệt lượng truyền qua thanh

b Chiều dài thanh để có thể xem như thanh dài vô hạn

c Hệ số tỏa nhiệt đối lưu của không khí là bao nhiêu thì nhiệt độ ở giữa thanh bằng ½ nhiệt độ gốc thanh

Bài 11: Một thanh có tiết diện hình tam giác đều có cạnh a=3cm, hệ số dẫn nhiệt của thanh là =115W/mK, chiều dài thanh là L=0cm và có hệ số dẫn nhiệt là ,7W/mK vàm Một đầu thanh được hàn vào vách có nhiệt độ tg Không khí xung quanh thanh có nhiệt độ là tf=30cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C và hệ

số tỏa nhiệt đối lưu là =10cm và có hệ số dẫn nhiệt là W/m2K biết nhiệt độ ở đỉnh thanh là tL=40cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C, hãy xác định:

a Nhiệt lượng truyền qua thanh khi bỏ qua tỏa nhiệt ở đỉnh thanh và tính đến tỏa nhiệt ở đỉnh thanh

b Chiều dài thanh để hiệu suất của thanh là 7W/mK và0cm và có hệ số dẫn nhiệt là %

Bài 12: Một thanh có tiết diện hình chữ nhật có cạnh a x b=5 x 3cm, hệ số dẫn nhiệt của thanh là =20cm và có hệ số dẫn nhiệt là 3W/mK Một đầu thanh được hàn vào vách có nhiệt độ

tg=180cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C Không khí xung quanh thanh có nhiệt độ là tf=30cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C và hệ số tỏa nhiệt đối lưu là =25W/m2K Nhiệt độ tại giữa thanh là 10cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C Bỏ qua tỏa nhiệt ở đỉnh thanh, hãy xác định:

a Chiều dài thanh

b Nhiệt lượng truyền qua thanh và nhiệt độ ở đỉnh thanh

Bài 13: Cánh tam giác bằng thép có hệ số dẫn nhiệt =52W/mK , chiều cao cánh H=35mm , chiều dày chân cánh =10cm và có hệ số dẫn nhiệt là mm, cánh được gắn dọc theo chiều dài vách có nhiệt độ tg=120cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C Vách có kích thước dài x rộng =80cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là x50cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là mm, không khí xung quanh có nhiệt độ tf=350cm và có hệ số dẫn nhiệt là C, hệ số trao đổi nhiệt đối lưu =25W/m2K

a Bằng phương pháp hiệu suất hãy xác định nhiệt lượng truyền qua một cánh

b Nếu các cánh được gắn lên vách với bước 25mm, hãy xác định nhiệt lượng truyền qua vách

Bài 14: Một vách phẳng có kích thước dài x rộng = 40cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là mm x 30cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là mm, nhiệt độ bề mặt vách là tg=120cm và có hệ số dẫn nhiệt là oC Để tăng cường truyền nhiệt giữa vách và môi trường người

ta gắn lên vách các cánh thẳng dọc theo chiều dài vách với bước cánh là S=20cm và có hệ số dẫn nhiệt là mm Chiều cao cánh là L=20cm và có hệ số dẫn nhiệt là cm, chiều dày cánh là δ =5mm, hệ số dẫn nhiệt của cánh

là λ =115W/(mK) Nhiệt độ không khí xung quanh là tf =35oC, hệ số tỏa nhiệt đối lưu của không khí là α = 7W/mK vàW/(m2K) Bỏ qua tỏa nhiệt ở đỉnh cánh, hãy xác định:

a Hiệu suất cánh

b Nhiệt độ tại đỉnh cánh

c Nhiệt lượng trao đổi của vách và cánh với môi trường

Phần 2: ĐỐI LƯU

Bài 1: Một đường ống dẫn nước nóng có chiều dài là L=150cm và có hệ số dẫn nhiệt là m, đường kính trong là

d1=10cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là mm, đường kính ngoài là d2=110cm và có hệ số dẫn nhiệt là mm, hệ số dẫn nhiệt của ống là

=46W/mK Nước nóng chảy trong ống có vận tốc là 1=1,2m/s và có nhiệt độ trung bình là tf1=850cm và có hệ số dẫn nhiệt là C Không khí bên ngoài ống thổi vuông góc với trục ống có vận tốc là 2=5m/s và có nhiệt độ trung bình là tf2=30cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C Bỏ qua ảnh hưởng của phương hướng dòng nhiệt, hãy xác định:

a Hệ số tỏa nhiệt đối lưu của nước và không khí

b Tính nhiệt lượng tổn thất ra môi trường

c Tính nhiệt độ nước vào và ra khỏi ống

Bài 2: Một đường ống dẫn nước nóng có chiều dài là L=120cm và có hệ số dẫn nhiệt là m, đường kính trong của ống là d1=152mm, đường kính ngoài là d2=160cm và có hệ số dẫn nhiệt là mm, hệ số dẫn nhiệt của ống là

=52W/mK Nước nóng chảy trong ống có vận tốc là =1,8m/s và nhiệt độ nước vào và ra khỏi ống là tn1=810cm và có hệ số dẫn nhiệt là C và tn2=7W/mK và90cm và có hệ số dẫn nhiệt là C Không khí bên ngoài ống có nhiệt độ là 30cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C Bỏ qua ảnh hưởng của phương hướng dòng nhiệt, hãy xác định

a Hệ số tỏa nhiệt đối lưu của nước

b Nhiệt độ vách bên ngoài ống

c Tốc độ chuyển động của không khí nếu biết không khí thổi vuông góc với trục ống

Bài 3: Một đường ống dẫn nước nóng đặt trong không gian nhà xưởng gồm có 2 đoạn, đoạn nằm ngang có chiều dài là L=120cm và có hệ số dẫn nhiệt là m, đoạn thứ 2 đặt thẳng đứng có chiều cao là H=10cm và có hệ số dẫn nhiệt là m Đường kính ngoài của ống là 110cm và có hệ số dẫn nhiệt là mm, nhiệt độ bề mặt ống là

tw=60cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C, nhiệt độ không khí xung quanh là tf=40cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C Hãy xác định

a Hệ số tỏa nhiệt đối lưu của không khí

b Chiều dài của đoạn nằm ngang là bao nhiêu để nhiệt độ nước vào và ra khỏi ống giảm xuống 10cm và có hệ số dẫn nhiệt là C nếu biết lưu lượng nước đi trong ống là 5kg/s

Bài 4: Một buồng đốt công nghiệp có diện tích sàn là 3m x 4m, được xây cao 2,5m Các vách được xây bằng gạch chịu lửa có chiều dày là 20cm và có hệ số dẫn nhiệt là cm và có hệ số dẫn nhiệt là 7W/mK vàW/mK, nóc buồng đốt được xây bằng bê tông có chiều dày là 10cm và có hệ số dẫn nhiệt là cm và có

hệ số dẫn nhiệt là 12W/mK Bên ngoài các vách và nóc của buồng đốt có bọc một lớp cách nhiệt có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là ,5W/mK Nhiệt độ phía trong của các vách xung quanh là 240cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C, nhiệt độ phía trong của nóc là 2480cm và có hệ số dẫn nhiệt là C Nhiệt độ bên ngoài lớp cách nhiệt là 60cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C Không khí bên ngoài buồng đốt có nhiệt độ là 40cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C Hãy xác định

a Hệ số tỏa nhiệt của không khí xung quanh vách và nóc lò

b Chiều dày của lớp cách nhiệt

Bài 5: Một khe hẹp hình vành khăn có đường kính nhỏ là 90cm và có hệ số dẫn nhiệt là mm, đường kính lớn là 10cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là mm, chiều dài L=2m Nhiệt độ 2 bên vách là tw1=50cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C và tw2=90cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C, không khí nằm trong khe hẹp Hãy xác định nhiệt lượng trao đổi giữa 2 vách

Bài 6: Một thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lồng ống có các thông số như sau:

- Kích thước ống nhỏ d1=90cm và có hệ số dẫn nhiệt là mm, d2=10cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là mm

- Kích thước ống lớn D1=20cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là mm, D2=210cm và có hệ số dẫn nhiệt là mm

- Dầu máy biến áp chảy trong ống nhỏ có nhiệt độ trung bình là 7W/mK và0cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C và có vận tốc là 1m/s

- Nước làm mát chảy trong không gian hình vành khăn giữa 2 ống có lưu lượng là 30cm và có hệ số dẫn nhiệt là kg/s Nhiệt độ nước vào là 30cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C, nhiệt độ nước ra là 40cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C

- Bỏ qua ảnh hưởng của phương hướng dòng nhiệt và nhiệt trở dẫn nhiệt của vách ống Hãy xác định

a Hệ số tỏa nhiệt đối lưu của dầu và nước

b Công suất của thiết bị

c Chiều dài của thiết bị

Bài 7W/mK và: Một thiết bị trao đổi nhiệt dạng chùm ống bố trí song song có số hàng ống theo chiều chuyển động của không khí là 12 hàng Số dãy ống theo hướng vuông góc với hướng chuyển động của không khí là 8 dãy Đường kính ngoài của ống là 17W/mK vàmm, vận tốc tại tiết diện hẹp nhất là 8m/s Nhiệt độ trung bình của không khí trong thiết bị là 40cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C, nhiệt độ bề mặt vách ống là 450cm và có hệ số dẫn nhiệt là C Chiều dài của 1 ống là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là ,6m; bỏ qua ảnh hưởng của phương hướng dòng nhiệt, không khí thổi vuông góc với trục ống Hãy xác định

a Hệ số tỏa nhiệt đối lưu của không khí

b Công suất của thiết bị

c Công suất thiết bị tăng lên bao nhiêu phần trăm nếu ống bố trí so le Các điều kiện khác không thay đổi

Bài 8: Trong hệ thống sấy người ta dùng hơi nước để gia nhiệt cho không khí Thiết bị trao đổi nhiệt là chùm ống bố trí song song, ống có kích thước =27W/mK và/21 mm, số hàng ống theo chiều chuyển động của không khí n=12

Hơi nước đi vào trong ống có áp suất p=4 bar, độ khô x=1 , ra khỏi ống ở trạng thái lỏng sôi Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu của hơi bên trong ống 1=7W/mK và0cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là W/m2K

Không khí có lưu lượng V=50cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là m3/h vào chùm ống có nhiệt độ tf’=30cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C, ra khỏi chùm ống có nhiệt độ tf”=110cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C Vận tốc qua chổ hẹp nhất max=10cm và có hệ số dẫn nhiệt là m/s

Bỏ qua nhiệt trở dẫn nhiệt của vách ống, hãy xác định:

a Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu trung bình về phía không khí

b Năng suất nhiệt Q [kW] và tổng chiều dài ống truyền nhiệt L [m] của thiết bị

c Lưu lượng hơi nước cần cung cấp là bao nhiêu Gh [kg/h]

Bài 9: Một đường ống dẫn nước nóng có đường kính trong là 10cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là mm, đường kính ngoài là 114mm, chiều dài ống là L=250cm và có hệ số dẫn nhiệt là m, ống làm bằng thép có hệ số dẫn nhiệt là

=46W/mK Nước nóng chuyển động bên trong ống có lưu lượng là G=12kg/s Nhiệt độ trung bình nước nóng đi trong ống là tm1=90cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C Bên ngoài ống có bọc một lớp vật liệu cách nhiệt có chiều dày là 4cm và có hệ số dẫn nhiệt là 1,2W/mK Ống được đặt trong môi trường không khí có nhiệt độ trung bình là tm2=40cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C Biết không khí thổi vuông góc với trục ống và có tốc độ trung bình là 5m/s Bỏ qua ảnh hưởng của phương hướng dòng nhiệt Hãy xác định:

a Hệ số tỏa nhiệt đối lưu của nước bên trong ống

b Hệ số tỏa nhiệt đối lưu của không khí bên ngoài ống

c Xác định độ chênh nhiệt độ nước vào và ra khỏi ống

Bài 10cm và có hệ số dẫn nhiệt là : Một ống bằng thép dẫn nước nóng có các thông số như sau: Đường kính ngoài 114mm, bề dày ống =7W/mK vàmm, chiều dài L=20cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là m, hệ số dẫn nhiệt =45W/mK Nước chảy trong ống với lưu lượng G=10cm và có hệ số dẫn nhiệt là kg/s và nhiệt độ trung bình tf1=60cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C

Khi tính toán bỏ qua ảnh hưởng của phương hướng dòng nhiệt giữa lưu chất và vách ống Hãy xác định:

a Tổn thất nhiệt từ ống ra môi trường khi dòng không khí có tốc độ  = 8 và nhiệt độ trung bình tf2=30cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C thổi vuông góc với trục ống

b Chênh lệch nhiệt độ của nước khi đi qua ống

Bài 11: Một đường ống dẫn nước nóng làm bằng thép có đường kính trong là

d 1 =100mm, đường kính ngoài là d 2 =110mm, hệ số dẫn nhiệt của ống là

λ1=46W /(mK ) Nước chảy trong ống có nhiệt độ trung bình là t f1 =80 0 C, vận tốc

nước là ω=1,5m/s Bên ngoài ống có bọc một lớp cách nhiệt có chiều dày là

δ2=25 mm Nhiệt độ bề mặt ngoài của lớp cách nhiệt là t w3=450C Nhiệt độ

không khí xung quanh là t f2 =35 0 C Ống đặt nằm ngang trong nhà xưởng, biết chiều dài ống là L=200m Bỏ qua ảnh hưởng của phương hướng dòng nhiệt Hãy xác

định

a Hệ số tỏa nhiệt đối lưu của nước chảy trong ống

b Hệ số tỏa nhiệt đối lưu của không khí bên ngoài ống

c Hệ số dẫn nhiệt của lớp cách nhiệt

d Hệ số truyền nhiệt kL

e Độ chênh nhiệt độ nước vào và ra khỏi ống

Bài 12: Khảo sát một thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lồng ống có các thông số như sau:

- Nước nóng chuyển động bên trong ống nhỏ có tốc độ trung bình là

1 =1,2m/sm/s và nhiệt độ trung bình là t f1 =80 0 C

- Nước lạnh chuyển động trong không gian hình vành khăn

giữa 2 ống có lưu lượng là G 2m/s =32m/s,61kg/s và có nhiệt độ

trung bình là t f2m/s =40 0 C

- Chiều dài của thiết bị là L=6m

- Bỏ qua ảnh hưởng của phương hướng dòng nhiệt và nhiệt

trở dẫn nhiệt của vách ống Hãy xác định

a Hệ số tỏa nhiệt đối lưu của nước nóng và nước lạnh

b Độ chênh nhiệt độ nước nóng vào và ra khỏi thiết bị

Phần 3: BỨC XẠ

Bài 1: Hai tấm phẳng hình tròn đặt song song và đồng tâm với nhau có các thông

số như sau:

- Tấm thứ 1 có đường kính là D=2m, nhiệt độ bề mặt là t1=157W/mK và0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C, độ đen là

1=0cm và có hệ số dẫn nhiệt là ,6

- Tấm thứ 2 có đường kính là d=0cm và có hệ số dẫn nhiệt là ,8m; nhiệt độ bề mặt là t2=227W/mK và0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C, độ đen là

2=0cm và có hệ số dẫn nhiệt là ,8

- Khoảng cách giữa 2 tấm là L=1m

Hãy xác định:

a Hệ số góc của 2 tấm

b Nhiệt lượng trao đổi bằng bức xạ giữa 2 tấm

c Nhiệt lượng bức xạ hiệu dụng của 2 tấm

Bài 2: Một vách phẳng đặt thẳng đứng được làm bằng 2 tấm kim loại mỏng có độ đen

1=2=0cm và có hệ số dẫn nhiệt là ,6 Khoảng cách giữa 2 tấm kim loại =4cm , ở giữa là không khí Cho biết nhiệt độ bề mặt vách phía trong tw1=80cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C và nhiệt độ bề mặt vách phía ngoài

tw2=20cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C Diện tích bề mặt vách F=10cm và có hệ số dẫn nhiệt là m2 , bỏ qua nhiệt trở dẫn nhiệt của kim loại

a Tính nhiệt lượng tổng cộng truyền qua vách [W]

b Nếu vách được đặt nằm ngang với mặt nóng nằm phía trên thì nhiệt lượng truyền qua là bao nhiêu?

Bài 3: Một ống dẫn hơi nước được bọc cách nhiệt có đường kính 20cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là mm đặt nằm ngang trong nhà xưởng Nhiệt độ và độ đen trên bề mặt là tw=7W/mK và0cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C và =0cm và có hệ số dẫn nhiệt là ,6

Nhiệt độ không khí trong nhà xưởng là tf=30cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C Ống có chiều dài L=40cm và có hệ số dẫn nhiệt là m

a Tính nhiệt lượng trao đổi giữa ống và môi trường

Ø10 0

Ø11 0

b Tính nhiệt lượng trao đổi trong trường hợp ống đặt ngoài trời, gió thổi ngang ống với vận tốc =2,5m/s Biết nhiệt độ không khí vẫn là 30cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C

Bài 4: Một vách phẳng đặt thẳng đứng được làm bằng hai tấm kim loại, khoảng cách giữa hai tấm là =4cm Cho biết nhiệt độ và độ đen bề mặt các tấm lần lượt

tw1=120cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C, 1=0cm và có hệ số dẫn nhiệt là ,7W/mK và5 và tw2=40cm và có hệ số dẫn nhiệt là 0cm và có hệ số dẫn nhiệt là C, 2=0cm và có hệ số dẫn nhiệt là ,65 Diện tích bề mặt vách F=10cm và có hệ số dẫn nhiệt là m2

Hãy xác định nhiệt lượng trao đổi giữa hai tấm kim loại khi môi trường giữa hai tấm là:

a Chân không

b Không khí

c Vật liệu có hệ số dẫn nhiệt =0cm và có hệ số dẫn nhiệt là ,0cm và có hệ số dẫn nhiệt là 38W/mK

Bài 5: Một vách phẳng được làm bằng 2 tấm kim loại đặt song song có diện tích là

F=12m 2 Nhiệt độ và độ đen của tấm thứ nhất là t 1 =127 0 C và ε1 =0cm và có hệ số dẫn nhiệt là ,8 Nhiệt độ

của tấm thứ hai là t 2 =57 0 C, nhiệt lượng trao đổi bằng bức xạ giữa 2 tấm là 2m/s,61kW.

Hãy xác định

a Độ đen của tấm thứ hai

b Nếu giữa 2 tấm có đặt 2 màng chắn có cùng độ đen ε c=ε2

4 , hãy xác định nhiệt lượng trao đổi bằng bức xạ giữa 2 tấm kim loại và nhiệt độ của 2 màng chắn

Phần 4: THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT

Bài 1: Một thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lồng ống lưu động ngược chiều có các thông

số như sau:

,

,,

=45o C

- Lưu chất lạnh là nước chuyển động bên trong không gian hình vành khăn giữa 2

,

,,

=55o C

Bài 2: Một thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lồng ống lưu động ngược chiều có các thông

số như sau: