ĐỀ KIỂM TRA MÔN TRUYỀN NHIỆT

Hỏi phải bố trí hai lớp cách nhiệt ra sao bọc lớp cách nhiệt nào phía trong để giảm tổn thất nhiệt truyền qua ống.. Khi tính tốn giả thiết nhiệt độ trên bề mặt trong ống và nhiệt độ trên

Page 1 of 2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA Tp HCM - Trường ĐH BÁCH KHOA

Khoa CƠ KHÍ

BM CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH

GV duyệt đề GV ra đề

KIỂM TRA GIỮA HỌC KỲ II – NH 2010-2011

Môn Thi: Truyền Nhiệt

Thời gian: 45 phút NgàyThi: 14/04/2011

TS Nguyễn Văn Tuyên TS Hà Anh Tùng Ghi chú: SV được sử dụng tài liệu -    -

Bài 1: (4 điểm)

Ống dẫn nước nĩng (với đường kính trong d1, đường kính ngồi d2, hệ số dẫn nhiệt ) cần được bọc 2 lớp cách nhiệt từ 2 vật liệu A và B Cho biết hai lớp cách nhiệt này đều cĩ cùng bề dày A =B = 0,5d2, tuy nhiên vật liệu A cĩ hệ số dẫn nhiệt A lớn hơn hệ số dẫn nhiệt B của vật liệu B Hỏi phải bố trí hai lớp cách nhiệt ra sao (bọc lớp cách nhiệt nào phía trong) để giảm tổn thất nhiệt truyền qua ống (Khi tính tốn giả thiết nhiệt độ trên

bề mặt trong ống và nhiệt độ trên bề mặt lớp cách nhiệt ngồi cùng luơn khơng đổi)

Bài 2: (6 điểm)

Vách phẳng kích thước cao x rộng = 2m x 3m cĩ mặt ngồi tiếp xúc với khơng khí cĩ nhiệt độ tf = 25oC Biết nhiệt độ mặt ngồi vách là tg = 80oC, hệ số tỏa nhiệt về phía khơng khí bên ngồi là  = 9 W/(m2.độ)

a) Hãy xác định nhiệt lượng truyền qua vách trong thời gian 10 phút

b) Để tăng cường khả năng làm mát vách, người ta gắn thêm các cánh thẳng cĩ tiết diện khơng đổi trên mặt ngồi dọc theo chiều rộng vách Nếu biết cánh cĩ kích thước: chiều cao cánh L = 30mm, chiều dày  = 3mm, hệ số dẫn nhiệt  = 140 W/(m.độ), hãy tính nhiệt độ ở đỉnh cánh và nhiệt lượng truyền qua 1 cánh với giả thiết bỏ qua tỏa nhiệt ở đỉnh cánh

c) Nếu vách được gắn đầy các cánh như câu b) với bước cánh s = 20 mm, hỏi nhiệt lượng truyền qua vách đã tăng lên bao nhiêu lần so với khi chưa gắn cánh ? (Khi tính xem như các thơng số đã cho về nhiệt độ và hệ số tỏa nhiệt là khơng đổi)

- Hết -

Page 2 of 2

ĐÁP ÁN

Bài 1: (4 điểm)

Tổn thất nhiệt trên 1m chiều dài ống được tính theo công thức:







R

t

q L

Với giả thiết đề bài: t const, suy ra để giảm tổn thất nhiệt truyền qua ống, ta phải bọc cách nhiệt làm sao để tổng nhiệt trở của ống tăng lên

- Trường hợp 1: bọc lớp cách nhiệt A trước tiên, ta có:













































3

4 2

3 1

2

1 ln

2

1 ln

2

1 ) (

d

d d

d d

d A

R

B

A 







- Trường hợp 2: bọc lớp cách nhiệt B trước tiên, ta có:











































3

4 2

3 1

2

1 ln

2

1 ln

2

1 ) (

d

d d

d d

d B

R

A

B 





với :

2 3

4

2 2

3

3 2

2 2

d d

d

d d

d

















Suy ra:     1  1 ln2ln23

2

1 ) ( )

(

B A

B R A

R









3

4 ln 1 1 2



























B

A 



R(A)R(B) (2 điểm)

Vậy chọn bọc lớp cách nhiệt B phía trong sẽ giảm được tổn thất nhiệt qua ống

Bài 2: (6 điểm)

a) Xác định nhiệt lượng truyền qua vách trong thời gian 10 phút

kJ J

F t t qF

9 / 1

25 80

*

* /





b) Cánh thẳng tiết diện không đổi:

003 , 0

* 3

* 140

003 , 0 3 2

*



f

U m





o f L L o

g

03 , 0

* 55 , 6 cosh

25 80



  140 * ( 3 * 0 , 003 ) * 6 , 55 * ( 80 25 ) * tanh( 6 , 55 * 0 , 03 )

Q c  g

W

Q c  88 , 06 (2,5 điểm)

c) Số cánh gắn trên vách: 100

02 ,

0 2 





s

cao

Q oc nQ c* (g F oc nQ c) * gcao n*rong nQ c*

Q 9*55* 2100*0,003 *3100*88,06 *10*606798300 6798,3 tăng 3,8 lần so với khi chưa gắn cánh (2 điểm)