Bai tap truyen nhiet va thiet bi trao doi nhiet ve nha nop lan 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM

BÀI TẬP VỀ NHÀ MÔN
TRUYỀN NHIỆT VÀ
THIẾT BỊ TRAO ĐỔI
NHIỆT
NỘP LẦN 2 – TRƯỚC
NGÀY THI MỘT NGÀY
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân

1


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM

BÀI 1:
Khảo sát một vách phẳng 2 lớp có các thông số làm việc như sau:
• Bề dày và hệ số dẫn nhiệt của lớp thứ nhất là δ1 = 100 mm và λ1 = 0,8 W/m.độ.
• Bề dày và hệ số dẫn nhiệt của lớp thứ hai là δ2 = 200 mm và λ2 = 1,1 W/m.độ.
- Nhiệt độ và hệ số tỏa nhiệt đối lưu của khói nóng tiếp xúc với bề mặt bên ngoài
của lớp thứ nhất là tf1 = 150oC và α1 = 30 W/m2.độ.
- Nhiệt độ và hệ số tỏa nhiệt đối lưu của không khí tiếp xúc với bề mặt bên ngoài
của lớp thứ hai là tf2 = 35oC và α2 = 12 W/m2.độ.
Xác định:
Các nhiệt độ bề mặt bên ngoài của vách phẳng (tw1 và tw3) và nhiệt độ bề mặt
tiếp xúc tw2 giữa lớp thứ nhất và lớp thứ hai.
b)
Nhiệt lượng truyền qua vách, cho biết diện tích bề mặt vách là 10 m2.

a)

c)

Nếu hoán đổi thứ tự của hai lớp tạo nên vách phẳng thì các kết quả đã tính ở
trên có bị ảnh hưởng không? Trong thực tế, khi lựa chọn cách bố trí thứ tự các
lớp thì ta cần chú ý đến điều gì?

Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân

2


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM

BÀI 2:

Khảo sát một ống dẫn nước nóng có các thông số làm việc như sau:
• Đường kính trong, bề dày ống, chiều dài ống và hệ số dẫn nhiệt của vật liệu
làm ống lần lượt là d1 = 200 mm, δ1 = 15 mm, L = 10 m và λ1 = 60 W/m.độ.
• Tốc độ và nhiệt độ trung bình của nước chảy trong ống là ω = 1,2 m/s và tn =
700C.
Cho biết nhiệt độ trung bình của bề mặt bên trong của ống là tw1 = 69,50C. Xác
định:
a) Tổn thất nhiệt từ ống ra môi trường.
b) Nhiệt độ bề mặt bên ngoài của ống tw2.
c)

Độ chênh lệch nhiệt độ của nước giữa đầu vào và đầu ra của ống.

d) Cho biết nhiệt độ và hệ số tỏa nhiệt đối lưu của không khí xung quanh ống là
tf = – 40oC và α2 = 15 W/m2.độ. Xác định hệ số dẫn nhiệt λ2 của lớp vật liệu

bọc bên ngoài ống nếu bề dày δ2 của lớp vật liệu đó là 25 mm. Có nhận xét
gì về không gian xung quanh ống?
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân

3


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM

BÀI 3:

Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân

4


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM

BÀI 4:
Một thanh kim loại có tiết diện ngang hình chữ nhật cạnh a = 0,05 m,
b = 0,2 m, chiều dài thanh h = 0,6 m , một đầu thanh được hàn vào vách
thiết bị , đầu tự do được đặt trong môi trường không khí có nhiệt độ tf = 30
0C.

Cho biết cường độ tỏa nhiệt trên bề mặt của thanh α = 15W/ m2 0C , hệ

số dẫn nhiệt của vật liệu làm thanh λ = 210W/m.độ , nhiệt độ của vách
thiết bị là to = 200 0C
Tính nhiệt lượng truyền qua thanh Q , [ W ]
( khi tính bỏ qua tỏa nhiệt ở đỉnh thanh )

Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân

5


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM

BÀI 5:

Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân

6


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM

BÀI 6:
Một ống dẫn khí nóng đường kính d = 0,5 m đặt nằm ngang, một phần ống đi
trong nhà xưởng, một phần ống ở ngoài trời. Biết nhiệt độ bề mặt ống tw =
470 oC, độ đen εw = 0,85.
Hãy tính tổn thất nhiệt Q trên 1 m chiều dài ống đối với:
 Đoạn ống trong nhà với nhiệt độ không khí xung quanh tf = 30 oC
 Đoạn ống ngoài trời, tf = 30 oC khi gió thổi với tốc độ ω = 2 m/s xiên
góc 60 o so với trục ống.

Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân

7

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM

BÀI 7:

Một vách phẳng được cấu tạo từ hai tấm tôn có diện tích F = 2 m2, khoảng
cách giữa chúng δ = 5 cm. Vách được bố trí thành 4 trường hợp như hình vẽ. Độ
đen của bề mặt là εw = 0.2. Nhiệt trở dẫn nhiệt của tôn có thể bỏ qua. p suất
không khí giữa hai tấm tôn xem bằng áp suất khí trời (B = 760 mmHg).
Q

Không khí B = 760 mmHg

Q

a)

Q

Chân không

c)

Không khí B = 760 mmHg

b)

Q

Chân không

d)

1/ Tính nhiệt lượng truyền qua tấm trong trường hợp a và b.
2/ Tính nhiệt lượng truyền qua tấm trong trường hợp c vaø d.
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân

8


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM

BÀI 8:

Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân

9


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM

BÀI 9:

Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân

10


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM

BÀI 10: Một thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lồng ống, lưu động ngước chiều:
• Ống nhỏ φd = 19/21mm; Ống lớn φD = 38/42mm
• Dầu máy biến áp chuyển động bên ngồi ống nhỏ, với lưu lượng 0,4kg/s, nhiệt
độ giảm từ t’1 = 70oC xuống t’’1 = 40oC. Cho biết thông số nhiệt vật lý trung bình
của dầu như sau: ρd = 859,05kg/m3; Cpd = 1,8845kJ/kgđộ; λd = 0,2154W/mđộ; υd =
6,68.10-6m2/s; βd = 7,075.10-4 (1/K); Prd = 99,4
• Nước chuyển động bên trong ống nhỏ có lưu lượng 0,2kg/s, nhiệt độ nước tăng
từ t’2 = 15oC đến t’’2 = ? lấy gần đúng nhiệt dung riêng của nước Cpn 4,174kJ/kgđộ;
ρn = 995,175kg/m3; λn = 61,439.10-2W/mđộ; υn = 0,8432.10-6m2/s; Prn = 5,724.
Hãy xác định:
a/ Hệ số tỏa nhiệt về phía nước α2. Cho phép bỏ qua ảnh hưởng của phương hướng
dòng nhiệt, tức là (Prf/Prw)0,25 = 1
b/ Hệ số tỏa nhiệt về phía dầu α1. (Lấy gần đúng nhiệt độ bề mặt vách trao đổi về phía
dầu twd = 35oC  Prwd = 173,5)
c/ Hệ số truyền nhiệt tổng k. Biết nhiệt trở dẫn nhiệt của vách ống xét về phía bề mặt
ngồi của ống nhỏ là Rv = 0,0002m2độ/W. (Bỏ qua nhiệt trở do cáu cặn trên bề mặt
vách ống trao đổi nhiệt).
d/ Biểu diễn sơ đồ t-F và Tính diện tích truyền nhiệt của thiết bị
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân

11


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM

CHÚC CÁC EM HỌC
TỐT VÀ THI TỐT

Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân

12