BÀI tập TRUYỀN NHIỆT

Câu 49 Đối với chất tải nhiệt đi phía vỏ trong thiết bị vỏ ống có hệ số cấp nhiệt nhỏ, để tăng cường quá trình truyền nhiệt ta thường thiết kế thêm bộ phận nào sau đây?. Câu 50 Trong trư

BÀI TẬP TRUYỀN NHIỆT_KTTP2_HUFI

1 Phần truyền nhiệt

1.1 Lý thuyết

Câu 1 Khi nào quá trình truyền nhiệt được gọi là truyền nhiệt ổn định?

Câu 2 Khi nào quá trình truyền nhiệt được gọi là truyền nhiệt không ổn định?

Câu 3 Dẫn nhiệt là quá trình ?

Câu 4 Cấp nhiệt là quá trình ?

Câu 5 Đại lượng đặc trưng cho quá trình truyền nhiệt bằng dẫn nhiệt là đại lượng

nào?

Câu 6 Đại lượng đặc trưng cho quá trình truyền nhiệt bằng cấp nhiệt là đại lượng

nào?

Câu 7 Quá trình truyền nhiệt bằng dẫn nhiệt được xác định thông qua định luật nào?

Câu 8 Quá trình truyền nhiệt bằng cấp nhiệt được xác định thông qua định luật nào?

Câu 9 Trong tính toán truyền nhiệt bằng dẫn nhiệt, khi nào tường ống được xem như

tường phẳng?

Câu 10 Dòng đối lưu được chia thành mấy dạng?

Câu 11 Khi nào quá trình truyền nhiệt được gọi là truyền nhiệt đẳng nhiệt, ổn định?

Câu 12 Khi nào quá trình truyền nhiệt được gọi là truyền nhiệt biến nhiệt, ổn định?

Câu 13 Khi nào quá trình truyền nhiệt được gọi là truyền nhiệt biến nhiệt, không ổn

định?

Câu 14 Quá trình truyền nhiệt đẳng nhiệt giữa hai lưu chất qua tường một lớp xảy ra

mấy giai đoạn?

Câu 15 Quá trình truyền nhiệt đẳng nhiệt giữa hai lưu chất qua tường phẳng xảy ra

theo thứ tự như thế nào?

Câu 16 Quá trình nhiệt lượng truyền từ lưu chất nóng đến tường là quá trình truyền

nhiệt gì?

Câu 17 Quá trình nhiệt lượng truyền từ tường đến lưu chất nguội là quá trình truyền

nhiệt gì?

Câu 18 Trong trường hợp tổng quát, hiệu số nhiệt độ trong truyền nhiệt đẳng nhiệt t

được xác định theo công thức nào ?

Câu 19 Trong trường hợp tổng quát, hiệu số nhiệt độ trong truyền nhiệt biến nhiệt ổn

định tlog được xác định theo công thức nào ?

Câu 20 Chiều chuyển động của lưu chất sẽ ảnh hưởng đến quá trình truyền nhiệt ?

Câu 21 Trong tính toán tlog thì giữa t1, t2 như thế nào?

Câu 22 Chiều chuyển động của lưu chất sẽ ảnh hưởng đến quá trình truyền nhiệt

trong trường hợp nào?

Câu 23 Tập hợp tất cả các giá trị nhiệt độ trong vật thể, trong môi trường tại cùng một

thời điểm được gọi là gì?

Câu 24 Tập hợp tất cả các điểm có cùng một giá trị nhiệt độ tại cùng một thời điểm

được gọi là gì?

Câu 25 Quá trình đối lưu tự nhiên xảy ra là do yếu tố nào?

Câu 26 Hãy chọn điều kiện không quan trọng khi chọn chất tải nhiệt ?

Câu 27 Chuẩn số đặc trưng cho quá trình cấp nhiệt ở bề mặt phân chia pha là chuẩn

số nào?

Câu 28 Chuẩn số đặc trưng cho tính chất vật lý của môi trường là chuẩn số nào?

Câu 29 Trường nhiệt độ là gì?

Câu 30 Mặt đẳng nhiệt là gì?

Câu 31 Đối với chất rắn, độ dẫn nhiệt (hay hệ số dẫn nhiệt) thay đổi như thế nào?

Câu 32 Trong các chất lỏng, chất nào có hệ số dẫn nhiệt giảm khi nhiệt độ tăng?

Câu 33 Trong các chất lỏng, chất nào có hệ số dẫn nhiệt tăng khi nhiệt độ tăng?

Câu 34 Quá trình đối lưu tự nhiên xảy ra là do yếu tố nào?

Câu 36 Đối với đa số chất lỏng, độ dẫn nhiệt (hay hệ số dẫn nhiệt) thay đổi như thế

nào?

Câu 37 Trong quá trình dẫn nhiệt ổn định, nhiệt lượng thay đổi như thế nào?

Câu 39 Sự thay đổi nhiệt độ trên một đơn vị chiều dài theo phương pháp tuyến với bề

mặt đẳng nhiệt là lớn nhất được gọi là gì?

Câu 40 Chuẩn số đặc trưng cho quá trình truyền nhiệt khi đối lưu tự nhiên được gọi là

gì ?

Câu 41 Quá trình truyền nhiệt đẳng nhiệt giữa hai lưu chất qua tường phẳng nhiều lớp

thì nhiệt lượng và nhiệt độ thay đổi như thế nào?

Câu 42 Giả sử nhiệt truyền từ trong ra ngoài trong một tường ống nhiều lớp thì nhiệt

lượng và nhiệt độ thay đổi như thế nào?

Câu 43 Đối với quá trình truyền nhiệt nào thì chiều của dòng lưu chất không ảnh

hưởng đến quá trình truyền nhiệt ?

Câu 44 Trong công thức Q = K.F.tlog thì tlog là gì?

Câu 45 Để ngăn bức xạ mặt trời cần chọn vật liệu có đặc điểm gì?

Câu 46 Để ngăn bức xạ mặt trời, cần chọn những loại vật liệu gì trong thực tế?

Câu 47 Trong truyền nhiệt phức tạp, để tăng cường trao đổi nhiệt bức xạ cần tiến

hành như thế nào?

Câu 48 Trong truyền nhiệt phức tạp, để tăng cường dẫn nhiệt cần tiến hành như thế

nào?

Câu 49 Đối với chất tải nhiệt đi phía vỏ trong thiết bị vỏ ống có hệ số cấp nhiệt nhỏ,

để tăng cường quá trình truyền nhiệt ta thường thiết kế thêm bộ phận nào sau đây?

Câu 50 Trong trường hợp nào khi thêm các lớp cách nhiệt có thể làm nhiệt trở toàn

Câu 53 Tại sao thiết bị truyền nhiệt loại vỏ ống trao đổi nhiệt với lưu chất có hệ số

cấp nhiệt nhỏ phải bố trí thêm gân hay cánh?

Câu 54 Chất tải nhiệt được bố trí đi ngoài ống trong thiết bị trao đổi nhiệt loại vỏ ống

thường có đặc điểm gì?

Câu 55 Khi sắp xếp ống trên vỉ ống của thiết bị truyền nhiệt ống chùm, trong trường

hợp nào sắp xếp theo đỉnh hình vuông?

Câu 56 Khi nào một vật thể được gọi là vật trắng tuyệt đối?

Câu 57 Những yếu tố nào không ảnh hưởng đến quá trình trao đổi nhiệt bằng đối lưu?

Câu 58 Để tăng hệ số truyền nhiệt một cách có hiệu quả cần tiến hành như thế nào?

Câu 59 Hệ số cấp nhiệt phụ thuộc các thông số nhiệt động nào?

Câu 60 Xác định hệ số cấp nhiệt bằng các cách nào?

1.2 Bài tập

Bài 1: Cho tường phẳng 1 lớp là gạch thường dày 200mm, kích thước 20003000 mm Nhiệt độ 2 bên tường lần lượt là 600oC và 50oC Biết hệ số dẫn nhiệt của tường là 20 W/m.K Tính lượng nhiệt dẫn qua tường

Bài 2: Một thiết bị phản ứng có vỏ trong làm bằng thép không gỉ có bề dày 6 mm, hệ số

mm, có hệ số dẫn nhiệt 0,04 W/m.K Dung dịch trong thiết bị có nhiệt độ 120oC, nhiệt độ bên ngoài môi trường là 35oC Cho hệ số cấp nhiệt của dung dịch và của không khí lần lượt là 340 kcal/m2.h.K và 11 kcal/m2.h.K.Tính:

a Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường?

b Nhiệt độ tT1, tT2, tT3?

Bài 3: Tường phẳng 2 lớp: lớp thép không gỉ dày 5 mm, lớp cách nhiệt là vải amiăng 300mm Nhiệt độ hai bên tường lần lượt là 120oC và 45oC Biết hệ số dẫn nhiệt của thép không gỉ và amiăng lần lượt là 17,5 W/m.K, 0,279 W/m.K Tính nhiệt tổn thất qua một đơn vị bề mặt tường và nhiệt độ tiếp xúc giữa hai lớp tường

Bài 4: Một tường lò hai lớp có lớp trong là gạch chịu lửa có chiều dày 300 mm, và vỏ bọc ngoài bằng thép có chiều dày 10 mm, với hệ số dẫn nhiệt của gạch và thép lần lượt là 1 kcal/m.h.K, và 40 kcal/m.h.K Nhiệt độ trong lò là 800oC và nhiệt độ môi trường bên ngoài bằng 45oC Cho hệ số cấp nhiệt của không khí nóng trong lò và hệ số cấp nhiệt của môi trường ngoài lò lần lượt là 300 kcal/m2.h.K, 14 kcal/m2.h.K Tính:

a Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh?

b Nhiệt độ giữa hai lớp tường lò?

Bài 5: Một thiết bị phản ứng có có 3 lớp vỏ, lớp trong bằng thép không gỉ, lớp giữa là bông thủy tinh và lớp ngoài là thép thường Biết nhiệt độ thành trong thiết bị có nhiệt độ là

90oC và nhiệt độ bề mặt ngoài là 40oC Xác định:

a Lượng nhiệt tổn thất qua một đơn vị bề mặt tường

b Nhiệt độ tiếp xúc giữa các vách tường

Cho chiều dày lần lượt 3 lớp tường:

- Thép không gỉ dày 20 mm, hệ số dẫn nhiệt là 17,5 W/m.K

- Bông thủy tinh có dày 100 mm, hệ số dẫn nhiệt là 0,0372 W/m.K

- Thép thường có dày 5 mm, hệ số dẫn nhiệt là 46,5 W/m.K

Bài 6: Tường lò có hai lớp:

Lớp gạch chịu lửa dày 400 mm

Lớp gạch thường dày 200 mm

Nhiệt độ bên trong của lò 1000oC, nhiệt độ của phòng xung quanh lò 35oC Cho hệ

số dẫn nhiệt của gạch chịu lửa 1,005 W/m.K và của gạch thường 0,28 W/m.K Biết hệ số cấp nhiệt từ khí trong lò tới tường 450 kcal/m2.h.K Hệ số cấp nhiệt từ tường đến không khí 14 kcal/m2h.K Xác định:

a Nhiệt tổn thất từ bề mặt tường

b Nhiệt độ tại vùng tiếp xúc giữa gạch chịu lửa và gạch thường và nhiệt độ hai bề mặt tường

Bài 7: Quá trình trao đổi nhiệt giữa hai lưu chất qua tường phẳng một lớp có nhiệt độ của hai dòng lưu chất hai bên tường lần lượt 115oC, 40oC Bề dày tường 10mm Biết hệ số dẫn nhiệt vật liệu làm tường là 46,5 W/m.K Hệ số cấp nhiệt từ lưu chất tới tường và từ tường đến lưu chất lần lượt là 50 W/m2.K; 12 W/m2.K Xác định:

a Hệ số truyền nhiệt ?

b Lượng nhiệt truyền đi từ lưu chất nóng tới lưu chất nguội?

Bài 8: Một tường lò 2 lớp, gồm lớp gạch chịu lửa dày 500 mm, và lớp gạch thường dày

250 mm Nhiệt độ không khí nóng bên trong lò 1300oC, không khí bên ngoài xung quanh

lò 40oC Biết hệ số cấp nhiệt của không khí nóng tới tường là 500 kcal/m2.h.K, hệ số cấp nhiệt từ tường tới không khí bên ngoài là 8 kcal/m2.h.K, hệ số dẫn nhiệt của gạch chịu lửa 1,05 W/m.K, của gạch thường là 0,659 kcal/m.h.K Xác định:

a Lượng nhiệt truyền đi qua tường?

b Hệ số truyền nhiệt của thiết bị?

c Nhiệt độ giữa 2 lớp tường?

Bài 9: Một lò đốt hình trụ gồm ba lớp, có đường kính trong của lò là 1 m, lớp trong cùng xây bằng gạch chịu lửa dày 25 cm, hệ số dẫn nhiệt 1,05 W/m.K, chính giữa là lớp bông xỉ dày 30 cm, hệ số dẫn nhiệt 0,076 W/m.K, và lớp ngoài c ùng bằng thép dày 2mm, hệ số dẫn nhiệt 40 kcal/m.h.K, tường cao 3 m Biết nhiệt độ bên trong lò 850oC, nhiệt độ không khí bên ngoài lò 30oC Cho hệ số cấp nhiệt của không khí nóng và của không khí bên ngoài lần lượt là 350 kcal/m2h.K và 11 kcal/m2h.K Tính:

a Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường?

b Nhiệt độ giữa các lớp tường?

Bài 10: Một thiết bị trao đổi nhiệt ống xoắn ruột gà với ống truyền nhiệt có đường kính

1002 mm dài 20 m được làm bằng đồng đỏ có hệ số dẫn nhiệt 384 W/m Biết lưu chất nóng đi trong ống truyền nhiệt là hơi nước bão hòa có áp suất tuyệt đối bằng 2 bar, nhiệt

độ là 119,6oC Nhiệt độ của lưu chất nguội bên ngoài ống truyền nhiệt là 108oC, hệ số cấp nhiệt của lưu chất nguội là 350 W/m2.K, hệ số cấp nhiệt của hơi nước bão hòa là 9800 W/m2.K Tính:

a Hệ số truyền nhiệt của thiết bị?

b Lượng nhiệt truyền đi từ lưu chất nóng tới lưu chất nguội?

Bài 11: Một thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm với số ống truyền nhiệt là 90, đường kính

60x2 mm Ống dài 3 m, làm bằng đồng thau có hệ số dẫn nhiệt 93 W/m.K Thiết bị dùng làm nguội dung dịch từ 120oC xuống 40oC bằng nước lạnh chảy ngược chiều, nhiệt độ nước vào 20oC và ra 35oC Biết hệ số cấp nhiệt của dung dịch là 240 kcal/m2h.K, hệ số cấp nhiệt của nước lạnh là 150 kcal/m2h.K Xác định:

a Hệ số truyền nhiệt của thiết bị

b Lượng nhiệt trao đổi giữa 2 lưu chất

Bài 12: Một ống truyền nhiệt có đường kính 1002 mm dài 40 m được làm bằng đồng đỏ

có hệ số dẫn nhiệt 330 kcal/m.h.K Nhiệt độ 2 bên tường lần lượt là 115oC và 45oC Tính lượng nhiệt dẫn qua tường ống

Bài 13: Một ống dẫn hơi làm bằng thép không gỉ dài 35 m, đường kính 512,5 mm được bọc bằng một lớp cách nhiệt bằng sợi amiăng dày 30 mm Nhiệt độ bề mặt ngoài lớp cách nhiệt là 45oC, bề mặt trong ống là 200oC Xác định lượng nhiệt tổn thất của ống dẫn hơi Cho hệ số dẫn nhiệt của thép không gỉ là 17,5 W/m.K, của sợi amiăng là 0,115 W/m.K Bài 14: Ống truyền nhiệt có đường kính 1002 mm , làm bằng đồng thanh có hệ số dẫn nhiệt 64 W/m.K Bên ngoài bọc lớp cách nhiệt bằng bông thủy tinh dày 50mm, hệ số dẫn nhiệt là 0,035 W/m.K Biết nhiệt độ bề mặt bên trong và bên ngoài của tường lần lượt là

120oC và 35oC Tính lượng nhiệt tổn thất qua một đơn vị chiều dài ống và nhiệt độ tiếp xúc giữa hai lớp tường

Bài 15: Tìm nhiệt độ bề mặt trong của lớp vỏ nồi bằng inox dày 10 mm nếu như nhiệt độ mặt lớp bọc cách nhiệt ngoài của nồi là 40oC Chiều dày lớp bọc cách nhiệt là 300 mm Nhiệt kế cắm sâu vào 80 mm kể từ bề mặt ngoài và chỉ 70oC Hệ số dẫn nhiệt của lớp bọc cách nhiệt 0,279 W/m.K, của inox là 30 W/m.K

Bài 16: Thiết bị trao đổi nhiệt làm bằng thép không gỉ dày 5 mm có hệ số dẫn nhiệt 17,5 W/m.K Lớp cách nhiệt làm bằng sợi amiăng có chiều dày 50 mm, và hệ số dẫn nhiệt là 0,1115 W/m.K Cho hệ số cấp nhiệt môi trường bên trong và ngoài lần lượt là 200 W/m2.K, 12 W/m2.K Nhiệt độ chất lỏng bên trong thiết bị trao đổi nhiệt 80oC Nhiệt độ không khí bên ngoài 30oC Xác định nhiệt độ tổn thất ra môi trường và nhiệt độ bên trong

và bên ngoài của các mặt tường của thiết bị trao đổi nhiệt và nhiệt độ tiếp xúc giữa hai lớp tường

Bài 17: Cho thiết bị truyền nhiệt loại ống chùm dùng hơi nước bão hòa có áp suất dư là 1

at, nhiệt độ là 119,6oC, để gia nhiệt cho dung dịch bên trong Vỏ thiết bị được làm bằng thép thường dày 4 mm có hệ số dẫn nhiệt 46,5 W/m.K Nhiệt độ không khí xung quanh là

30oC Cho hệ số cấp nhiệt của không khí và của hơi nước lần lượt là 16 kcal/m2h.K và

11500 kcal/m2h.K Tính lượng nhiệt tổn thất và nhiệt độ hai bên bề mặt tường của vỏ thiết

bị

Bài 18: Cho thiết bị truyền nhiệt loại vỏ bọc Dùng hơi nước bão hòa có áp suất dư là 2 at, nhiệt độ 132,9oC, để gia nhiệt cho dung dịch bên trong Vỏ bọc bên ngoài được làm bằng thép không gỉ dày 20 mm có hệ số dẫn nhiệt 17,5 W/m.K, diện tích của vỏ bọc ngoài của thiết bị là 12 m2 Nhiệt độ không khí xung quanh là 35oC Cho hệ số cấp nhiệt của không khí và của hơi nước lần lượt là 16,5 W/m2.K và 12000 W/m2.K Tính nhiệt tổn thất ra môi trường và nhiệt độ hai bên bề mặt tường của vỏ thiết bị

Bài 19: Nhiệt độ bức xạ bề mặt của tấm tole đen tuyệt đối có kích thước 1.05 x 6.0 m là 90

oC

a Tính bước sóng bức xạ (mm)

b Tính công suất bức xạ của tấm tole trên theo Stefan-Boltzmann

2 Phần đun nóng – làm nguội – ngưng tụ:

2.1 Lý thuyết

Câu 1 Khi chọn chất tải nhiệt cần chú ý những yêu cầu nào về sau đây chất tải nhiệt?

Câu 2 Đun nóng bằng hơi nước bão hòa chỉ thực hiện trong trường hợp nào?

Câu 3 Hơi nước bão hòa có hệ số cấp nhiệt như thế nào?

Câu 4 Hơi nước bão hòa có giá trị nhiệt độ là bao nhiêu khi ở áp suất tuyệt đối 1 at?

Câu 5 Ưu điểm của đun nóng bằng khói lò là gì?

Câu 6 Nhược điểm của đun nóng bằng hơi nước bão hòa là gì?

Câu 7 Nhược điểm của đun nóng bằng khói lò là gì?

Câu 8 Quá trình đun nóng bằng dòng điện có thể tạo nhiệt độ đạt giá trị bao nhiêu?

Câu 9 Các chất tải nhiệt đặc biệt có đặc điểm gì?

Câu 10 Đun nóng bằng hơi nước trực tiếp thường áp dụng đối với lưu chất nào?

Câu 11 Trong đun nóng bằng hơi nước trực tiếp, các dòng phân bố như thế nào?

Câu 12 Tại sao trong các thiết bị đun nóng bằng hơi nước gián tiếp phải tháo nước

ngưng?

Câu 13 Quá trình đun nóng thường được sử dụng trong các quá trình nào trong công nghệ hoá học?

Câu 14 Phương pháp làm nguội trực tiếp bằng nước đá thường áp dụng trong trường hợp nào?

Câu 15 Khi làm nguội trực tiếp bằng phương pháp tự bay hơi sẽ xảy ra các quá trình

Câu 18 Khi nào quá trình ngưng tụ được gọi là ngưng tụ bề mặt?

Câu 19 Khi nào quá trình ngưng tụ được gọi là ngưng tụ hỗn hợp?

Câu 20 Trong thiết bị ngưng tụ gián tiếp, các dòng lưu chất thường được phân bố như

thế nào?

Câu 21 Trong thiết bị ngưng tụ trực tiếp, để tăng hiệu quả truyền nhiệt, ta cần xử lý như thế nào?

Câu 22 Khi nào thiết bị ngưng tụ trực tiếp được gọi là thiết bị ngưng tụ trực tiếp loại khô?

Câu 23 Khi nào thiết bị ngưng tụ trực tiếp được gọi là tiết bị ngưng tụ trực tiếp loại

ướt?

Câu 24 Trong thiết bị ngưng tụ Baromet, chiều cao ống Baromet có giá trị bao nhiêu?

Câu 25 Trong thiết bị trao đổi nhiệt loại vỏ bọc, chiều cao của vỏ ngoài có đặc điểm

gì?

Câu 26 Thiết bị truyền nhiệt loại vỏ ống 2-1, nghĩa là gì?

Câu 27 Thiết bị truyền nhiệt loại vỏ ống 1-1, nghĩa là gì?

Câu 28 Khói lò được tạo thành như thế nào?

Câu 29 Tại sao nguồn nhiệt cung cấp bằng khói lò ít được sử dụng hơn hơi nước bão

hòa?

Câu 30 Tại sao khi đun nóng bằng khói lò thiết bị thường nhanh hỏng?

Câu 31 Trong các nguồn nhiệt sau, loại nào dễ điều chỉnh nhất?

Câu 32 Ngưng tụ là gì?

Câu 33 Khi tổ chức dòng chảy trong thiết bị truyền nhiệt loại vỏ ống, để đạt mục đích bền cơ học, dòng lưu chất có áp suất cao thường được bố trí như thế nào?

Câu 34 Tại sao trong thiết bị truyền nhiệt vỏ ống, dòng lưu chất có nhiệt độ cao

thường được bố trí phía trong ống?

Câu 35 Trong thiết bị truyền nhiệt vỏ ống xuôi chiều, trường hợp nào có thể xảy ra?

Câu 36 Trường hợp nào nhiệt độ ra của dòng lạnh có thể cao hơn nhiệt độ ra của dòng nóng?

Câu 37

Cho một thiết bị truyền nhiệt vỏ ống 1-1 có nhiệt độ vào và ra đối với dòng nóng lần lượt là 70oC và 40oC; dòng lạnh là 20oC và 45oC, phải tổ chức dòng chảy theo trường hợp nào?

Câu 38 Trong thiết bị truyền nhiệt vỏ ống xuôi chiều 1-1, nhiệt độ vào và ra của dòng

lạnh lần lượt là t2đ=15oC và t2c=40oC; dòng nóng có nhiệt độ vào là t1đ=60oC, nhiệt độ ra t1c sẽ như thế nào?

Câu 39 Trong thiết bị truyền nhiệt vỏ ống ngược chiều 1-1, nhiệt độ vào và ra của

dòng lạnh lần lượt là t2đ=15oC và t2c=40oC; dòng nóng có nhiệt độ vào là

t1đ=60oC, nhiệt độ ra t1c sẽ như thế nào?

Câu 40 Trong thiết bị vỏ ống dùng để ngưng tụ đẳng nhiệt dòng hơi có nhiệt độ là

80oC, dòng lạnh có nhiệt độ vào là t2đ=10oC, nhiệt độ ra t2c sẽ như thế nào?

Câu 41 Quá trình nấu nước bằng ấm trong sinh hoạt hằng ngày là quá trình nào?

Câu 42 Trong trường hợp ngưng tụ hơi tinh khiết ở áp suất không đổi thì nhiệt độ của

hơi sẽ thay đổi như thế nào?

Câu 43

Trong thiết bị vỏ ống dùng để bốc hơi đẳng nhiệt dòng chất lỏng có nhiệt độ sôi là 40oC, dòng nóng (pha lỏng) có nhiệt độ vào là t1đ=90oC, nhiệt độ ra t1c

sẽ như thế nào?

Câu 44 Nhiệt hóa hơi của hơi nước bão hòa có đặc điểm gì?

Câu 45 Trong trường hợp nào hơi nước bão hòa không thể truyền nhiệt? Vì sao?

Câu 46 Thế nào là hơi quá nhiệt? Ưu điểm của hơi quá nhiệt so với hơi bão hòa?

Câu 47 Giữ nguyên áp suất, tăng nhiệt độ cho hơi bão hòa sẽ được hơi gì?

Câu 48 Tăng áp suất cho hơi bão hòa (nhiệt độ sẽ tăng theo) sẽ được hơi gì?

Câu 49 Ưu, nhược điểm của thiết bị trao đổi nhiệt loại ống lồng ống?

Câu 50 Ưu, nhược điểm của thiết bị trao đổi nhiệt loại ống xoắn?

Câu 51 Ưu, nhược điểm của thiết bị trao đổi nhiệt loại ống chùm?

Câu 52 Ưu, nhược điểm của thiết bị trao đổi nhiệt loại vỏ áo?

Câu 53 Ưu, nhược điểm của thiết bị trao đổi nhiệt loại tấm?

Câu 54 Ưu, nhược điểm của thiết bị trao đổi nhiệt loại xoắn ốc?

Câu 55 Ưu, nhược điểm của thiết bị trao đổi nhiệt loại xối tưới?

Câu 56 Ưu, nhược điểm của thiết bị trao đổi nhiệt loại có cánh tản nhiệt?

Câu 57 Ưu, nhược điểm của nguồn nhiệt khí thiên nhiên?

Câu 58 Ưu, nhược điểm của nguồn nhiệt khí tổng hợp (khí hóa than, CO+H2)?

Câu 59 Ưu, nhược điểm của phương pháp đun nóng bằng dòng điện cảm ứng (bếp từ)?

Câu 60 Ưu, nhược điểm của phương pháp đun nóng bằng bếp hồng ngoại (bức xạ)?

Câu 61 Ưu, nhược điểm của phương pháp đun nóng bằng điện trở?

Câu 62 Ưu, nhược điểm của phương pháp đun nóng bằng lò vi sóng?

Câu 63 Ưu, nhược điểm của phương pháp đun nóng sóng siêu âm?

a) Lưu lượng nước cần sử dụng

a) Lưu lượng nước lạnh vào thiết bị

b) Diện tích bề mặt truyền nhiệt

Bài 5: Dùng hơi nước bão hòa ở áp suất dư 2 at để gia nhiệt cho 1500 kg/h hỗn hợp rượu etylic từ 25oC lên 85oC Biết nhiệt dung riêng của hỗn hợp rượu là 3500 J/kg.K, và ẩn nhiệt hoá hơi của hơi nước bão hòa là 518,1 kcal/kg Tính lượng hơi đốt cần thiết

Bài 6: Một thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm có diện tích bề mặt truyền nhiệt là 10 m2, làm việc ngược chiều để đun nóng một hỗn hợp rượu với năng suất 600 kg/h từ nhiệt độ

25oC đến 80oC Tác nhân đun nóng là một chất thải hữu cơ có nhiệt độ vào là 105oC và nhiệt độ ra là 65oC Cho nhiệt dung riêng trung bình của chất thải hữu cơ là 0,45 kcal/kg.K

và nhiệt dung riêng trung bình của hỗn hợp rượu là 0,85 kcal/kg.K Hãy tính:

a) Lưu lượng chất thải hữu cơ đưa vào đun nóng

b) Hệ số truyền nhiệt của thiết bị

Bài 7: Một thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm, dùng làm lạnh một dung dịch có lưu lượng là 90 kg/ph từ nhiệt độ 120oC đến 50oC Dung dịch được làm lạnh bằng nước lạnh chảy ngược chiều, có nhiệt độ vào là 20oC, đi ra có nhiệt độ là 45oC Cho nhiệt dung riêng trung bình của dung dịch và của nước lần lượt là 2,800 kJ/kg.K và 4,186 kJ/kg.K, hệ số truyền nhiệt của thiết bị là 340 W/m2K, cho nhiệt tổn thất bằng không Xác định:

a) Lưu lượng nước cần sử dụng

b) Diện tích bề mặt truyền nhiệt

Bài 8: Một thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm dùng ngưng tụ hơi rượu êtylíc với năng suất

500 kg/h Biết hơi rượu ngưng tụ ở 78oC, và được làm lạnh bằng nước lạnh có nhiệt độ vào là 20oC, nước đi ra là 40oC, diện tích truyền nhiệt của thiết bị bằng 30 m2, nhiệt dung riêng của rượu và nước lần lượt là 3,06 kJ/kg.K, 1 kcal/kg.K, cho ẩn nhiệt ngưng tụ của rượu bằng 197 kcal/kg Tính:

a) Lượng nước lạnh đưa vào thiết bị?

b) Hệ số truyền nhiệt của thiết bị?

Bài 9: Một thiết bị ngưng tụ ống chùm, có diện tích bề mặt truyền nhiệt là 20 m2 dùng để ngưng tụ hơi benzen ở áp suất thường với năng suất 1000 kg/h Biết nhiệt độ hơi benzen ngưng tụ ở nhiệt độ 80oC và ẩn nhiệt ngưng tụ 94 kcal/kg Nước dùng làm lạnh có nhiệt độ vào 24oC và nhiệt độ ra 34oC, nhiệt dung riêng trung bình của nước là 4186 J/kg.K Cho

Qtt = 0 Xác định:

a) Lượng nhiệt trao đổi

b) Lượng nước đưa vào thiết bị

c) Hệ số K

Bài 10: Một thiết bị trao đổi nhiệt ống xoắn ruột gà có đường kính ống 802,5mm Chiều dài ống bằng 30m và làm bằng đồng thau với hệ số dẫn nhiệt 93 W/m.K Hơi nước

bão hòa đi trong ống có áp suất tuyệt đối 6 at ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi và bằng 158,1oC dùng để đun nóng cho dung dịch từ 30oC đến 80oC với năng suất 1500 kg/h Cho

hệ số cấp nhiệt của hơi nước là 1050 W/m2K, và hệ số cấp nhiệt của dung dịch là 200 W/m2K Xác định lượng nhiệt truyền đi từ hơi nước cho dung dịch và nhiệt dung riêng trung bình của dung dịch đó

Bài 11: Một thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm có số ống là 100, đường kính ống 1002

mm, chiều dài ống 3 m Cần làm lạnh dung dịch đi trong ống có nhiệt độ giảm từ 120oC xuống 60oC Nước làm lạnh chảy ngược chiều có nhiệt độ vào 20oC và đi ra 45oC, lượng nước lạnh đi vào thiết bị 1,2 tấn/h Cho nhiệt dung riêng của dung dịch và nước lần lượt là 0,8 kcal/kg.K và 1 kcal/kg.K Tổn thất nhiệt độ ra môi trường 1000 kJ/h Xác định:

a) Lưu lượng dung dịch vào thiết bị

b) Hệ số truyền nhiệt của thiết bị

Bài 12: Một thiết bị truyền nhiệt ống chùm dùng làm nguội khí Nitơ từ nhiệt độ 80oC xuống 35oC bằng nước lạnh chảy ngược chiều có nhiệt độ vào 22oC và đi ra 32oC Năng suất ở diều kiện tiêu chuẩn là 1240 m3/h Khối lượng riêng của khí Nitơ là 1,25 kg/m3 Nhiệt dung riêng của khí Nitơ là 0,25 kcal/kg.K, nhiệt dung riêng trung bình của nước là 4,186 kJ.kg.K Hệ số truyền nhiệt của thiết bị 60 kcal/m2.h.K Xác định:

a) Lượng nhiệt truyền cho khí N2

b) Lượng nước làm lạnh cần thiết

c) Diện tích bề mặt truyền nhiệt

Bài 13: Hỏi 5 tấn dung dịch clorua canxi được gia nhiệt nóng lên đến nhiệt độ nào nếu như sau 3h, lượng hơi nước bão hòa có (Ptđ = 2 at) ẩn nhiệt ngưng tụ bằng 527 kcal/kg, và tiêu hao là 300 kg Tổn thất nhiệt của thiết bị ra môi trường xung quanh trung bình là 600 kcal/h Nhiệt độ ban đầu của dung dịch 20oC Nhiệt dung riêng trung bình của dung dịch là 0,7 kcal/kg.K

Bài 14: Một thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm dùng đun nóng một dung dịch đường với năng suất 800 kg/h, từ nhiệt độ 30oC đến 80oC, lưu chất nóng làm việc ngược chiều có nhiệt độ giảm từ 120oC xuống 85oC Biết hệ số truyền nhiệt của thiết bị 30 kcal/m2.h.độ, nhiệt dung riêng của dung dịch đường và của lưu chất nóng lần lượt là 4800 J/kg.K, 310 kcal/kg.K Tính:

a) Suất lượng lưu chất nóng vào thiết bị?

b) Diện tích bề mặt truyền nhiệt của thiết bị?

c) Diện tích bề mặt truyền nhiệt thay đổi như thế nào trong trường hợp hai lưu chất làm

Bài 15: Một thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống dùng đun nóng một dung môi bằng hơi nước bão hòa có nhiệt độ không đổi là 100oC Hơi nước có hàm nhiệt là 2677 kJ/kg, dung môi được gia nhiệt nóng có lưu lượng là 800 kg/h từ 25oC lên 70oC, với nhiệt dung riêng của dung môi coi như không đổi và bằng 3200 J/kg.K Nhiệt tổn thất bằng 5% tổng lượng nhiệt vào, cho hệ số truyền nhiệt là 570 kcal/m2.h.K Tính:

a) Lưu lượng hơi đốt cần dùng

b) Bề mặt truyền nhiệt cần thiết

Bài 16: Cho ống lồng ống, ống trong có d1/d2 = 45/55 mm; ống ngoài D1/D2 = 70/80 mm, dòng nóng có vận tốc 1,0 m/s là nước chảy phía ngoài ống có nhiệt độ vào và ra là 95 oC

và 65 oC; dòng lạnh là nước có nhiệt độ vào và ra là 30oC và 60oC chuyển động ngược chiều Ống làm bằng đồng Nhiệt độ trung bình vách nóng là 70oC Ống dài 5,0 m

a Tính nhiệt lượng trao đổi giữa dòng nóng và dòng lạnh

b Tính lưu lượng nước (kg/s) lạnh đi trong ống, giả sử nhiệt tổn thất là 15%

c Tính hiệu số nhiệt độ trung bình logarit và hệ số truyền nhiệt K ?

d Tính hệ số cấp nhiệt của dòng nóng và dòng lạnh: tính theo K và theo Nu

Bài 17: Ngưng tụ hơi nước sử dụng thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống, dùng nước giải nhiệt

a Hãy bố trí dòng chảy trong thiết bị, giải thích?

b Biết dòng hơi vào có nhiệt độ 130oC, là hơi bão hòa khô Nước ngưng ra có trạng thái lỏng sôi Dòng lạnh vào có nhiệt độ 35oC, ra có nhiệt độ 85oC Mật độ dòng nhiệt truyền qua dòng lạnh là 11000 w/m2 Tính hệ số truyền nhiệt

c Lưu lượng dòng lạnh là 3 lít/s Tính nhiệt lượng mà dòng nóng truyền qua ống (Qtt=0%)

d Tính chuẩn số Re dòng lạnh biết ống có đường kính 25/30 mm

Bài 18: Cho thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống có các thông số sau:

Dòng nóng: là nước có nhiệt độ vào và ra là 85oC và 45oC, lưu lượng 11 lít/phút

Dòng lạnh: là nước có nhiệt độ vào 35oC, lưu lượng 16 lít/phút, chảy ngược chiều với dòng nóng

Ống truyền nhiệt: Ống trong d1/d2= 40/44 mm, ống ngoài D1/D2= 50/55 mm, làm bằng đồng thau

a Thiết bị này dùng để đun nóng Hãy bố trí dòng chảy trong thiết bị, giải thích ?

b Xác định nhiệt độ ra của dòng lạnh

c Tính hệ số cấp nhiệt phía nóng biết diện tích bề mặt truyền nhiệt 22 m2, hệ số cấp nhiệt của dòng lạnh là 52 w/m2K?

Bài 19: Truyền nhiệt nước nóng và nước lạnh dùng thiết bị ống lồng ống

a Để đun nóng dòng lạnh, hãy bố trí dòng chảy trong thiết bị, giải thích?

b Vẽ đồ thị biểu diễn quá trình này, biết nhiệt độ dòng nóng vào là 95oC, nóng ra là 65oC, dòng lạnh vào 35oC, dòng lạnh ra 70oC

c Lưu lượng dòng nóng là 3 lít/s Tính chuẩn số Nu và hệ số cấp nhiệt của dòng nóng biết ống trong có d1/d2= 45/55 mm; ống ngoài D1/D2 = 70/80 mm Nhiệt độ trung bình vách ống của dòng nóng 80 oC

Bài 20: Cho thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống có các thông số sau: Dòng nóng là nước có nhiệt độ vào 95oC, nhiệt độ ra 35oC, lưu lượng 20 lít/phút Dòng lạnh là nước có nhiệt độ vào 30oC, nhiệt độ ra 80oC, lưu lượng 12 lít/phút Ống truyền nhiệt có đường kính ống trong d1/d2 = 40/44 mm, ống ngoài D1/D2 = 50/55 mm, làm bằng thép không gỉ, dài 5,0 m

a Xác định chiều chuyển động của các dòng lưu chất trong trường hợp này?

b Tính nhiệt lượng dòng nóng tỏa ra và dòng lạnh nhận vào Tính nhiệt lượng tổn thất

c Xác định hiệu số nhiệt độ trung bình logarit và hệ số truyền nhiệt tổng quát KL

d Tính hệ số cấp nhiệt của dòng lạnh, dòng nóng: theo KL và theo chuẩn số Nu

e Tính mật độ dòng nhiệt dài

3 Phần cô đặc – bốc hơi

3.1 Lý thuyết

Câu 1 Quá trình cô đặc là gì? Mục đích của cô đặc ?

Câu 2 Khi nào quá trình cô đặc được gọi là gián đoạn ?

Câu 3 Tại sao quá trình cô đặc thường tiến hành ở điều kiện chân không?

Câu 4 Trong cô đặc liên tục, dung dịch cho vào nồi thường ở điều kiện nào?

Câu 5 Cấu tạo của một nồi cô đặc về cơ bản gồm những bộ phận nào?

Câu 6 Dung dịch khi vào nồi được gia nhiệt tại bộ phận nào?

Câu 7 Hơi thứ bay lên trong quá trình cô đặc được gọi là gì?

Câu 8 Trong hệ thống thiết bị cô đặc, hơi ngưng tụ tại thiết bị ngưng tụ Baromet là?