ĐỀ THI TRUYỀN NHIỆT VÀ TRAO ĐỔI NHIỆT

Hãy xác định nhiệt độ tại đỉnh thanh, nhiệt độ tại vị trí giữa thanh và nhiệt lượng truyền qua thanh khi đặt thanh trong môi trường không khí có nhiệt độ môi trường là 30o C và hệ số toả

t /

t / 2

//

t2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ – B Ộ MÔN CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH

GV ra đề

ThS Phan Thành Nhân

ĐỀ THI CUỐI KỲ

H ỌC KỲ II - NĂM HỌC (2011-2012) Môn: TRUY ỀN NHIỆT VÀ TBTĐN

Thời gian: 90’

Ngày thi: 12/06/2012

- -

Ghi chú

: Sinh viên được sử dụng tài liệu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN CÔNG NGH Ệ NHIỆ T LẠNH

GV ra đề

PGS.TS Lê Chí Hiệp

ĐỀ THI CUỐI KÌ HỌC KỲ 1 - LỚP CHÍNH QUY

– NĂM HỌC (2009 -2010) Môn: Nhiệt Đ ộng Lực Học Kỹ Thuật Thời gian: 90’

Ngày thi: 24/01/2010

- -

Ghi chú

: Sinh viên đ ược sử dụ ng tài liệ u Bài 1: (3 điểm)

Thanh dài hữu hạn tiết diện tròn, đường kính d = 3cm, chiều dài thanh L = 0,6m, hệ số dẫn nhiệt

của vật liệu làm thanh λ = 72W/mK

Thanh được hàn vào vách có nhiệt độ to = 130oC

Hãy xác định nhiệt độ tại đỉnh thanh, nhiệt độ tại vị trí giữa thanh và nhiệt lượng truyền qua

thanh khi đặt thanh trong môi trường không khí có nhiệt độ môi trường là 30o

C và hệ số toả nhiệt đối lưu α = 12W/m2

K

(Khi tính toán có thể bỏ qua toả nhiệt ở đỉnh thanh)

Bài 2: (3,5 điểm)

Một ống dẫn không khí nóng có đường kính ngoài d = 300mm, chiều dài L = 5m được treo nằm

ngang trong nhà xưởng

Biết nhiệt độ bề mặt ngoài ống tw = 90oC, độ đen εw = 0,3

Không khí bên trong nhà xưởng có nhiệt độ tf = 30o

a) Mật độ dòng nhiệt q và nhiệt lượng tổn thất ra ngoài môi trường

C Hãy xác định:

b) Biết ống dẫn không khí có bề dày 2mm, hệ số dẫn nhiệt 60W/mđộ Không khí lưu động

bên trong ống dẫn có hệ số tỏa nhiệt đối lưu 17W/m2độ Hãy xác định nhiệt độ trung bình

của không khí lưu động bên trong ống

Bài 3:

- Chất lỏng nóng với lưu lượng 100lit/h, nhiệt

độ vào t

(3,5 ñieåm)

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lồng ống như hình vẽ:

1’ = 120oC, nhiệt độ ra t1’’ = 60oC, nhiệt dung riêng Cp1 = 3kJ/kgđộ, khối lượng

riêng ρ1 = 1200kg/m3

- Chất lỏng lạnh là nước chảy trong không

gian vành khăn với lưu lượng 300l it/h và

nhiệt độ vào t

2’ = 20oC, nhiệt dung riêng Cp2

= 4,18kJ/kgđộ, khối lượng riêng ρ 2

1000kg/m

=

3

- Hệ số truyền nhiệt của thiết bị k = 1400W/m

2

a) Tính diện tích truyền nhiệt của thiết bị

độ

b) Trong trường hợp bố trí lại hai lưu chất chuyển động ngược chiều nhau thì diện tích truyền

nhiệt thay đổi như thế nào?

Đáp án:

Bài 1: thanh dài hữu hạn, bỏ qua tỏa nhiệt ở đỉnh thanh (3 điểm)

m = 4,714

θL = 11,78 oC  tL = 41,78o

θ

C

L/2 = 25,66 oC  tL/2 = 55,66o

Q = 23,824W

C

Bài 2:

a/ mật độ dòng nhiệt q và nhiệt lượng Q (2,5 điểm)

+ đối lưu tự nhiên trong không gian rộng:

ttb = 60o

Gr = 132618810

C

Pr = 0,696

Ra = 92301691,76

Nu = 61,0106

 α = 5,9

 qdl = 353,86 W/m + bức xạ:

2

qbx = 151,97W/m

Mật độ dòng nhiệt q = q

2

dl + qbx = 505,83 W/m Nhiệt lượng tổn thất: Q = q.F = 2383,67 W

2

b/ xác định nhiệt độ trung bình của lưu chất:

Q = qL.L  qL

 t

= 476,734 W/m

2 = 120,174o

Bài 3:

C

Q = G1Cp1∆t1

Q = G

= 6kW

2Cp2∆t2  t2’’ = 37,22o + Lưu động cùng chiều: (1,5 điểm)

C (0,5 điểm)

t

∆ = 52,2o

F = 0,082m

C

+ Lưu động ngược chiều: (1,5 điểm)

2

t

∆ = 58,82o

F = 0,072m

C

2

Page 1 of 2

TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA – ĐHQG TP.HCM

KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH

GV ra đề

ThS Phan Thành Nhân

ĐỀ KIỂM TRA GIỮA KỲ II - NĂM HỌC (2011-2012) Môn: TRUYỀN NHIỆT VÀ TBTDN

Thời gian: 45’

Ngày thi: 28/03/2012

- -

Ghi chú: Sinh viên được sử dụng tài liệu

Bài 1: (5 điểm)

Vách buồng sấy được lắp ghép bằng hai lớp vật liệu:

+ Lớp tôn dày 2mm, hệ số dẫn nhiệt 1 = 55 W/mđộ

+ Lớp bông thủy tinh cách nhiệt dày 110mm, hệ số dẫn nhiệt 2 = 0,1 W/mđộ

+ Nhiệt độ không khí trong không gian sấy tf1 = 80oC, hệ số tỏa nhiệt đối lưu

f1 = 25W/m2độ

+ Nhiệt độ không khí ngoài trời tf2 = 27oC, hệ số tỏa nhiệt đối lưu f2 = 12W/m2độ a) Tính mật độ dòng nhiệt q truyền qua vách? Và nhiệt độ bề mặt vách ngoài cùng tiếp xúc với không khí ngoài trời?

b) Buồng sấy có kích thước dài x rộng x cao = 8 x 4 x 3 m Bỏ qua tổn thất nhiệt của nền buồng sấy Tính tổng nhiệt lượng tổn thất qua buồng sấy

Bài 2: (5 điểm)

Một vách phẳng có kích thước rộng x cao = 320 x 500 mm, nhiệt độ bề mặt vách là

to = 85oC Vách được bố trí các cánh làm bằng thép với hệ số dẫn nhiệt là 54,4W/mđộ, có dạng hình thang, bề dày chân cánh 8mm, bề dày đỉnh cánh 4mm, chiều cao cánh 50mm Bước cánh 20mm bố trí dọc theo chiều cao vách

Hãy xác định nhiệt lượng truyền qua toàn bộ bề mặt vách Biết vách đặt trong môi trường không khí có nhiệt độ là 30oC, hệ số tỏa nhiệt đối lưu 20W/m2độ

(Khi tính toán có thể bỏ qua toả nhiệt ở đỉnh cánh)

Chúc các bạn làm bài tốt

Page 2 of 2

Đáp án:

Bài 1:

a/ mật độ dòng nhiệt:

2

1 , 0

11 , 0 55

10 2 25

1 12 1

27 80

m W R

t















f2 2 2 30 , 6

b/ tổng tổn thất nhiệt của buồng sấy

Q = Fxq.q+Ftrần.q = ((8 + 4).2.3 + 8.4).43,33 = 4506,32W

Bài 2:

Nhiệt lượng truyền qua một cánh:

lt c

Q  .

Tính hiệu suất cánh c

m L

2

3 2

2

10 ).

4 8 (

3914 , 0 10

3 4 , 54

20 05

, 0

2 / 1

4 2

/ 3 2

/ 1 2

/































p c

f

L



Tra đồ thị  c = 0,87

Nhiệt lượng lý tuởng có thể truyền qua cánh:

F

Q LT  c g  f  2 ( 0 , 5 0 , 05 ) 20 85  30  55

Nhiệt lượng thực tế truyền qua cánh:

W Q

Số cánh trên bề mặt: n = 320/20 = 16 cánh

g f

c