Bên ngồi ống được bọc một lớp vật liệu cách nhiệt cĩ chiều dày là 5cm và cĩ hệ số dẫn nhiệt là l 2= 0,7W/mK.. Tổn thất nhiệt tính trên một đơn vị chiều dài ống 1,5đ b.. Nhiệt độ tại vị t
Trang 1Đại Học Quốc Gia Tp HCM
TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA
Khoa CƠ KHÍ
Bm Công Nghệ Nhiệt Lạnh
ĐỀ KIỂM TRA GIỮA HỌC KỲ
Môn Thi : Truyền Nhiệt và TB Trao Đổi Nhiệt
Thời gian : 45 phút Ngày thi : 14/04/2011
- – & — -
Ghi chú: SV được sử dụng tài liệu Bài 1 (5 điểm)
Một đường ống dẫn nước nĩng cĩ đường kính trong là d1=100mm, đường kính ngồi là d2=110mm, ống làm bằng thép cĩ hệ số dẫn nhiệt là l 1= 46,5W/(mK) Bên ngồi ống được bọc một lớp vật liệu cách nhiệt cĩ chiều dày là 5cm và cĩ hệ số dẫn nhiệt là l 2= 0,7W/(mK) Khơng khí xung quanh ống cĩ nhiệt độ là tf =350C và hệ số tỏa nhiệt đối lưu là a= 12W/(m2K) Nhiệt độ bề mặt trong của ống là t1=900C Hãy xác định
a Tổn thất nhiệt tính trên một đơn vị chiều dài ống (1,5đ)
b Nhiệt độ tại vị trí tiếp xúc giữa ống và lớp cách nhiệt t2 (1,5đ)
c Nhiệt độ bên ngồi lớp cách nhiệt t3 (1đ)
d Nếu tăng chiều dày lớp cách nhiệt thêm 1cm và các thơng số khác khơng thay đổi thì tổn thất nhiệt giảm bao nhiêu % (1đ)
Bài 2 (5 điểm)
Một vách phẳng cĩ kích thước dài x rộng = 400mm x 300mm, nhiệt độ bề mặt vách là tg=120oC Để tăng cường truyền nhiệt giữa vách và mơi trường người ta gắn lên vách các cánh thẳng dọc theo chiều dài vách với bước cánh là S=20mm Chiều cao cánh là L=20cm, chiều dày cánh là d=5mm, hệ số dẫn nhiệt của cánh là l=115W/(mK) Nhiệt độ khơng khí xung quanh là
tf =35oC, hệ số tỏa nhiệt đối lưu của khơng khí là a= 7W/(m2K) Bỏ qua tỏa nhiệt ở đỉnh cánh, hãy xác định:
a Hiệu suất cánh (1đ)
b Nhiệt độ tại đỉnh cánh (1đ)
c Nhiệt lượng trao đổi của vách và cánh với mơi trường (2đ)
d Nếu hệ số tỏa nhiệt đối lưu tăng lên thì nhiệt độ đỉnh cánh thay đổi như thế nào? Giải thích (1đ)
Trang 2
Đáp án
Bài 1:
Tổn thất nhiệt trên 1 mét chiều dài ống
m W r
d
d d
d
t t
12 105 , 0 2
1 110
210 ln 7 , 0 2
1 100
110 ln 5 , 46 2 1
35 90
2
1 ln
2
1 ln
.
2
1
3 2
3 2 1
2 1
1
= +
+
-= +
+
-=
p p
p a p l
p l
p
Nhiệt độ tại vị trí tiếp xúc giữa ống và lớp cách nhiệt
C t
t d
d
t
t
100
110 ln 5 , 46 2
1 98 , 200 90 100
110 ln 5 , 46 2 1 90 ln
.
2
2
1 2 1
2
=
p p
l
p
Nhiệt độ bên ngoài lớp cách nhiệt
C t
t r
t
t
12 105 , 0 2
1 98 , 200 35 12
105 , 0 2 1 35
.
2
3
3
=
p p
a
p
Tổn thất nhiệt trên 1 mét chiều dài ống khi chiều dày lớp cách nhiệt thêm 1cm
m W r
d
d d
d
t t
12 115 , 0 2
1 110
230 ln 7 , 0 2
1 100
110 ln 5 , 46 2 1
35 90
2
1 ln
2
1 ln
.
2
1
, 3 2
, 3 2 1
2 1
1
+ +
-= +
+
-=
p p
p a p l
p l
p
% 42 , 3 98 ,
200
1 , 194 98
,
200
Bài 2
934 , 4 115 005 , 0
7 2
=
ld
a
m
Hiệu suất cánh:
=
=
mL
mL)
tanh(
Nhiệt độ đỉnh cánh:
C t
mL
o L
g
) cosh(
= q
q
Nhiệt lượng trao đổi giữa vách và môi trường
C
Q
W Q
W Q
m F
t t F
Q
W Q
m A
F
F
t t
F
Q
C
C
f g C
C
OC
C OC
f g OC
OC
58
,
1181
1128 85 165 , 0 7 766
,
0
.
15
165 , 0 2 , 0 2 4 , 0
005
,
0
.
.
.
15
55 , 53 85 09
,
0
.
7
09 , 0 4 , 0 005 , 0 15 3 , 0 4 , 0
15
.
.
2
2
=
®
=
=
®
= +
=
-=
=
=
®
=
-=
-=
-=
a
h
a