2 bai tap dan nhiet qua thanh qua canh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM

BÀI TẬP DẪN NHIỆT
QUA THANH – QUA CÁNH

Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân

1


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM

Bài 1:
Hãy xác định nhiệt độ tại gốc thanh (biết nguồn nhiệt đặt tại gốc
thanh), nhiệt độ tại vị trí giữa thanh và nhiệt lượng truyền qua thanh
khi đặt thanh trong mơi trường khơng khí có nhiệt độ mơi trường là
32oC và hệ số toả nhiệt đối lưu α = 20W/m2K.
Thanh dài hữu hạn tiết diện mặt cắt ngang hình trịn, đường kính
d = 3cm, chiều dài thanh L = 50cm, hệ số dẫn nhiệt của vật liệu làm
thanh λ = 86W/mK. Cho biết nhiệt độ tại đỉnh thanh là 38oC.
(Khi tính tốn có thể bỏ qua toả nhiệt ở đỉnh thanh)

Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân

2


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM

Bài 2: Thanh nhôm có tiết diện không đổi hình vuông cạnh, chiều
dài được gắn vào vách có nhiệt độ tg =120oC.

Biết nhôm có hệ số dẫn nhiệt λ = 180W/mK, không khí xung
quanh có nhiệt độ tf = 40oC, hệ số trao đổi nhiệt đối lưu α =
25W/m2K. Khi tính toán có thể bỏ qua tỏa nhiệt ở đỉnh thanh.
Tính nhiệt lượng truyền qua thanh và nhiệt độ giữa thanh.
Thanh được xem là dài vô hạn nếu nhiệt thừa ở đỉnh θL ≤ 1,5oC.
Xác định chiều dài tối thiểu để có thể xem là thanh dài vô hạn, và
Tính nhiệt lượng truyền qua thanh.
Khi thiết kế có nên chọn thanh làm việc ở điều kiện dài vô hạn
không? Tại sao?
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân

3


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM

Bài 3: một thanh kim loại làm bằng thép có tiết diện ngang là tam
giác đều cạnh a = 3cm, chiều dài thanh là 0,4cm; vật liệu làm thanh có
hệ số dẫn nhiệt λ = 50W/mK; cường độ toả nhiệt trên bề mặt thanh α
= 22,5W/m2K; nhiệt độ môi trường tf = 25oC.
a) Nếu hàn một đầu thanh vào vách có nhiệt độ 120oC thì lượng
nhiệt truyền qua thanh là bao nhiêu? Xác định nhiệt độ ở đỉnh thanh?
(khi tính tốn bỏ qua toả nhiệt ở đỉnh thanh)
b) Nếu nhiệt độ thừa ở đỉnh thanh θL ≤ 1oC thì có thể xem là thanh
dài vơ hạn, hãy xác định chiều dài giới hạn này.
c) Nếu hàn một bề mặt xung quanh thanh vào vách thì thanh trở
thành cánh. Bằng phương pháp hiệu suất cánh hãy xác định nhiệt
lượng thực truyền qua cánh?
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân

4


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM

Bài 4: Trên một vách phẳng có nhiệt độ 200oC, để tăng cường
truyền nhiệt người ta gắn cánh phẳng có thông số như sau: chiều
dày δ = 5mm, chiều rộng W = 800mm, chiều cao cánh H =200mm.
Vật liệu làm cánh có hệ số dẫn nhiệt λ = 115 W/mK
Nhiệt độ không khí xung quanh tf = 30oC, hệ số trao đổi nhiệt
đối lưu từ cánh đến không khí α = 18W/m2K. Khi tính toán có xét
đến ảnh hưởng của tỏa nhiệt ở đỉnh cánh.
a) Tính nhiệt lượng truyền qua cánh, nhiệt độ đỉnh cánh, hiệu
suất cánh.
b) Tăng chiều cao cánh lên thì nhiệt lượng trao đổi là bao nhiêu,
nhiệt độ đỉnh cánh, hiệu suất caùnh.
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân

5


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM

Bài 5: cánh tròn làm bằng thép có hệ số dẫn nhiệt λ =
54W/mK, chiều cao cánh L = 29mm, bề dày δ = 2mm được gắn
trên ống có đường kính ngồi d1 = 60mm. Biết nhiệt độ mặt ngồi
ống tg= 130oC, khơng khí xung quanh có nhiệt độ tf= 30oC, hệ số
toả nhiệt đối lưu α = 30W/m2K.
a) Bằng phương pháp hiệu suất hãy xác định nhiệt lượng truyền
qua 1 cánh (khi tính tốn có xét đến toả nhiệt đỉnh cánh)

b) Nếu bước cánh S = 10mm thì nhiệt lượng truyền qua 1m chiều
dài ống ql = ? (W/m)

Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân

6