Một số bài tập truyền nhiệt tham khảo

Một số bài tập truyền nhiệt tham khảo - có lời giải

$ BÀI 1: ( BÀI 12.6 tr 276): Vách lò hơi bằng thép dày 20 mm, À = 58

W/mK; nhiệt độ khí lò t;, = 1000 °C ; áp suất hơi p = 34 bar HSTN của khí lò

- Giá trị HSTN k so với Hệ số toả nhiệt

- Nhiệt độ vách và chênh lệch nhiệt độ vách

$ BÀI 2: Ống dẫn hơi bằng thép d/⁄d,„ = 200 / 216 mm có À¡ = 47 W/(mK)

được bọc một lớp cách nhiệt dày 120 mm, có À› = 0,Š W/(mK) Nhiệt độ hơi là t,

= 360 °C ; hé s6 TNDL phía hơi œ, = 120 W/(m”K) Không khí bên ngoài có t; =

25 °%C; œ; = II W/(mˆK')

-_ Hãy tính tổn thất nhiệt trên 1 m ống q,

- Xác định nhiệt độ bề mặt trong và ngoài của lớp cách nhiệt

Li; =l ro +,

$ BÀI 3: (BÀI 12.9 tr 277): ống dẫn gió nóng cho lò cao, tốc độ gió œ¡ = 35 m/s;

t;¡ = 800 °C có 03 lớp : gạch chịu lửa ð, = 250 mm, À¡= 1,17 W/m; thép 56, = 10

mm , A, = 46,5 W/mK; cách nhiệt ngoài ö- = 200 mm, À+ = 0,174 W/mK; Đường

kính trong d; = 1000 mm, không khí xung quanh t„; = I0 °C, œ›„ = 4 ms

Tính tổn thất nhiệt trên 1 m đường ống (bỏ qua bức xạ)

1 Tính œ,: Không khí chuyển động cưỡng bức trong ống

BÀI 4: Cân gia nhiệt dầu G„ = 1000 kg/h từ t'„ = 20 °C đến t'ˆ„ = 180 °C

bằng khói nóng có t`, = 280 °C Biết t'`, = 200 °C; k= 35 W/(m2K); c.¡ =

1,1 KJ/(kgK); c;ạ= 2,3 k]/(kgK)

Tính diện tích TĐN () khi bố trí dòng chuyển động ngược chiều

Chênh lệch nhiệt độ tại hai đầu thiết bị:

BÀI 5: Thiết bị đun nước nóng bằng khói thải từ ĐCĐT, loại lưu động ngược chiều, có các thông số sau:

Phía khói nóng: G¡= 0,8 kg/s; c„¡= l,12 kJ/(kgK); t¡= 450°C

Phía nước: G, = 3,2 kg/s; C›a = 4,18 kJ/(kgK); t’?, =50 °C

Diện tích truyền nhiét F = 15 m2; k = 85 W/(m?K)

a) Hay tinh Q; nhiét d6 ra cua khói và nước

b) Nếu động cơ vận hành non tải với G,* = 0,5G;, các điều kiện ban dau khác không thay đổi thì nhiệt lượng trao đổi và nhiệt độ nước ra sẽ là bao nhiêu?

GIẢI: _ a) Tính Q và nhiệt độ cuối các chất, dùng pp NTU

Chênh lệch nhiệt độ tại hai đầu thiết bị:

C;=G¡c=0,8 1,12=0,896 kW/K= Cụ Cạ=G;c;= 3,2 4,18 = 13,376 kW/K =C„„

Nhiệt lượng truyền cực đại: Q vax = Cin (0?) - 5)

= 0,896 (450 — 50) = 358,4 kW

C = Cụ /C„„ = 0,896 / 13,376 = 0,067

NTU =kF/C,,, =85.15/896 = 1,42

Hiệu suất thiết bị (tra đồ thị): c=0,72

Nhiệt lượng trao đối: Q=zQ, = 0.72 358,4= 258 kW

b) Nếu động cơ vận hành non tải với G,š = 0,5G,

BÀI 6: Thiết bị đun nước nóng bằng hơi nước, kiểu chùm ống

- Tổng lưu lượng nước G_ = 10 kg/s; tốc độ nước trong ống ø19/17 là w = l

m/s: t’, = 30 °C và t'”„ =70 9C

- Hơi nước có p = 2 bar, x = 0,9 Nuéc ngung ra khoi binh c6 t, = 90 °C

Biết HS toa nhiét phia hoi ngung tu a, = 8000 W/(m’K); nhiét tré dan nhiét

Tính diện tích F của thiết bị và lưu lượng hơi cần cung cấp (Cho

phép bỏ qua ảnh hưởng phương hướng dòng nhiệt và coi hệ số £,, =Ì

*®ỐNG MỎNG nên có thể tính HSTN & theo CT vách phẳng (Nhiệt trở dẫn

nhiệt đã cho là của vách phẳng)

s*Cần tính œ„ phía nước chảy trong ống để xác định HSTN k

s%Tìm nhiệt độ hơi vào để tính At,, Áp suất hơi là a/s tuyệt đối

s* Tính Q: nhiệt lượng nước nhận được

3 Thông số hơi nước: p = 2 bar, có t = 120,23 °C; 1= 504,8 kJ/kg

r= 2202 k]/kg Hơi bão hoa 4m, x = 0,9: i, =i’+ rx = 2486,6 kJ/kg

4 D6 chénh nhiét d6 TB: At, = 60°C ; At,,, = 50,23 °C

BÀI 7: Trong một TBTĐN, nước chảy trong ống có d/⁄d,„ = 28/32 mm với

G, = ] kø/s, nhiệt độ nước vào: tz = 25 °C ; ra t'ˆ*„ = 95 °C ; Hơi: t;¡ = 120 °C

Hệ số TNĐL phía hơi œ, = 4000 W/m”K ; vách có 2.,= 45 W/mK

- Hãy tính HSTN về phía nước œ„ Xem (Pr/Pr,„)92 = 1

- Xác định HSTN k va mat d6 dòng nhiệt trung bình trên 1 m ống q¡

- Chiều dài cần thiết của ống là bao nhiêu?

Giải: I Hệ số toả nhiệt œ›

tl Nhiệt độ TB của nước trong 6ng: t,, = 0,5(25 + 95) = 60 °C

Do chế độ chảy rối nên ta có PTTC:

3 Chiều dài ống cần thiết

Nhiệt cần cấp cho nước:

Q=G,c,,(t;, —t,.) =1* 4,179(95—25) = 292,53 kW

Chiều dài ống: r_.9._ 292,53

(Kiểm tra L/⁄d !) =q 13/798 =2l2 m

ee©

¢ Bai Í (như 10.2) Tường lò nung: h = 2,5 m; F = 39 m’; t, = 90 secce

Vẫn chảy rối Chế độ automodel: œ không đổi

Hệ số tỏa nhiệt: ®% Nuy —¬ 1 = 18,58 0.01

120

ra trong l ống:

> Chiều dài ống Từ PT: Q,=ơzdL(t¿— t„)

@ Bai 2: Bình ngưng có 150 ống (song song), đường kinh trong d = 20 mm

Lưu lượng nước vào bình G = 84 kg/s, t,= 30 °C, ft, = 50 °C Nhiệt độ trung

bình BM ống t, = 70 °C

- Tính L mỗi ống

Giải: 2) Hệ số toả nhiệt œ

Nhiệt độ trung bình của nước: _ t;= 0,5(30 + 50) = 40 °C TSVL p = 992,2 kg/m? ; Cc, = 4.174 k]l/kgK ; À = 63,5.102 W/mK

Gia thiét L/d>50 -> ¢=1

0,25

Pr PTTC cé dang: Nu, =0,021 Re,” Pr.” (Fi

ry

431

KTXĐ: Ø tương đương dia = 0533 m

Khi t, = 300 °C, TSVL cua kh6i (PL B 23)

Bài 4: (như 10.37) cece

60° Nhiệt độ môi trường (, = 30 °C, nhiệt độ BM Ong t, = 470 °C Tinh ton that eee nhiệt /1 m ống

$ Bài 5 (10.42)

Chùm ống song song gồm 8§ hàng, d = 60 mm, nhiệt độ trung bình của

dòng khói ¡ = 600 °C, tốc độ ở chỗ hẹp nhất w = 8 m/s Nhiệt độ trung bình của

vach t, = 120 °C Tinh hé số œ của chùm ống trong 2 trường hợp:

Bai 1: (11.5) Có 2 tấm phẳng đặt song song, t,= 327 °C, L = 127 °C, độ

đen e,= £; = e = 0,8 Giữa có màng chắn e, = 0,05

=" 6" -4*]=145,6 W/m

+— + —2 0,8 0,8 0,05

$ Tính nhiệt độ MC:

Trường hợp có 1 MC, xét trong điều kiện ổn định nhiệt

ta có: địc — dạ, — d2)

Ic I1 /|\(100 100

Bài 2 : Ống d =0,5 m nằm ngang, t= 470 °C, e„ = 0,85 ; t;= 30 9C

Tính q: a) đoạn ống trong nhà

b) đoạn ống ngoài trời, gió w = 2 m⁄s; \/ = 60°

Giải a) Doan Ong trong nha

eee

gió thổi 2m/s, góc va w = 60 °C (nhu bài 10.37) s—

& Ghichi: Trong trudng hop nay ton that nhiét cia 1m Ong trong nhà và ngoài

trời không quá khác nhau do bởi thành phần tổn thất chủ yếu là do bức xa