Bài tập môn Quá trình thiết bị truyền nhiệt

1

Chương 1. Truyền nhiệt
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 nhiệt lượng được truyền từ
Câu 4 Cấp nhiệt là quá trình nhiệt lượng được truyền từ
Câu 5 Đại lượng đặc trưng cho quá trình truyền nhiệt bằng dẫn nhiệt là đại lượng nào sau đây?
Câu 6 Đại lượng đặc trưng cho quá trình truyền nhiệt bằng cấp nhiệt là đại lượng nào sau đây?
Câu 7 Quá trình truyền nhiệt bằng dẫn nhiệt được xác định thông qua định luật nào sau đây?
Câu 8 Quá trình truyền nhiệt bằng cấp nhiệt được xác định thông qua định luật nào sau đây?
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 thể qua tường một lớp xảy ra mấy giai đoạn?
Câu 15 Quá trình truyền nhiệt đẳng nhiệt giữa hai lưu thể qua tường phẳng xảy ra theo thứ tự như thế n
ào sau đây?
Câu 16 Quá trình nhiệt lượng truyền từ lưu thể nóng đến tường là quá trình truyền nhiệt gì?
Câu 17 Quá trình nhiệt lượng truyền từ tường đến lưu thể nguội là quá trình truyền nhiệt gì?
Câu 18
Trong trường hợp tổng quát, hiệu số nhiệt độ trong truyền nhiệt đẳng nhiệt ∆t đư
ợc xác định theo công thức n
Câu 19
Trong trường hợp tổng quát, hiệu số nhiệt độ trong truyền nhiệt biến nhiệt ổn định ∆t
log
đư
ợc xác định theo công thức n
đây?
Câu 20 Chiều chuyển động của lưu thể sẽ ảnh hưởng đến quá trình truyền nhiệt trong trường hợp n

ào sau đây?
Câu 21
Trong tính toán t
log
thì giữa ∆t
1
, ∆t
2
như thế nào?
Câu 22 Chiều chuyển động của lưu thể 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 đư
ợc gọi l
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 ChuNn số đặc trưng cho quá trình cấp nhiệt ở bề mặt phân chia pha là chuNn số nào?
Câu 28 ChuNn số đặc trưng cho tính chất vật lý của môi trường là chuNn 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 sau, chất nào có hệ số dẫn nhiệt giảm khi nhiệt độ tăng?
Câu 33 Trong các chất lỏng sau, 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 35 Chọn phát biểu đúng trong các phát biểu sau:
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?
2

Câu 38 Chọn phát biểu đúng nhất trong các phát biểu sau:
A Đối vật thể hay môi trường, hệ số dẫn nhiệt càng cao nhiệt lượng truyền qua càng cao

B Đối vật rắn hệ số dẫn nhiệt càng cao nhiệt lượng truyền qua càng cao
C Đối vật thể hay môi trường, hệ số dẫn nhiệt càng cao nhiệt lượng truyền qua càng thấp
D Đối vật rắn hệ số dẫn nhiệt càng cao nhiệt lượng truyền qua càng thấp
Câu 39 Sự thay đổi nhiệt độ trên một đơn vị chiều dài theo phương pháp tuyến với bề mặt đẳng nhiệt là l
ớn nhất đ
Câu 40 ChuNn số đặc trưng cho quá trình truyền nhiệt khi đối lưu tự nhiên được gọi là:
Câu 41



Hình vẽ này dùng cho các câu 133, 134
Dòng nóng giảm nhiệt độ từ 80
0
xuống 60
0
C
Dòng lạnh tăng nhiệt độ từ 20
0
C lên 50
0
C
Quá trình chuyển động của hai dòng lưu thể là
Câu 42




Hiệu nhiệt độ trung bình giữa hai dòng lưu chất là

Câu 43 Quá trình truyền nhiệt đẳng nhiệt giữa hai lưu thể qua tường phẳng nhiều lớp thì nhiệt lượng v
à nhi
Câu 44 Giả sử nhiệt truyền từ trong ra ngoài trong một tường ống nhiều lớp thì nhiệt lượng và nhi
ệt độ thay đổi nh
45
Đối với quá trình truyền nhiệt nào sau đây thì chiều của dòng lưu thể không ảnh hư
ởng đến quá tr
46
Trong công thức Q = K.F. t
log
thì ∆t
log
là
Chương 2. Đun nóng – Làm nguội – gưng tụ
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 sau đây?
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 Nhưc im ca un nóng bng hơi nưc bão hòa là gì?
50
0
C

20
0
C

80

0
C

60
0
C

50
0
C

20
0
C

80
0
C

60
0
C

3

Câu 7 Nhưc im ca un nóng bng khói lò là gì?
Câu 8 Quá trình un nóng bng dòng in có th to nhit  t giá tr bao nhiêu?
Câu 9 Các cht ti nhit c bit có c im gì?
Câu 10 un nóng bng hơi nưc trc tip thưng áp dng i vi lưu cht nào?
Câu 11 Trong un nóng bng hơi nưc trc tip, các dòng phân b như th nào?

Câu 12 Ti sao trong các thit b un nóng bng hơi nưc gián tip phi tháo nưc ngưng?
Câu 13 Quá trình un nóng thưng ưc s dng trong các quá trình nào trong công ngh hoá hc?
Câu 14 Phương pháp làm ngui trc tip bng nưc á thưng áp dng trong trưng hp nào sau ây?
Câu 15 Khi làm ngui trc tip bng phương pháp t bay hơi s xy ra các quá trình gì?
Câu 16 Trong quá trình làm ngui khí trc tip bng cht lng thì cht lng phi tha iu kin gì?
Câu 17
Nu làm ngui nhit  cn t thp hơn t 15÷30
0
C thì dùng tác nhân làm ngui nào sau ây?
Câu 18 Khi nào quá trình ngưng t ưc gi là ngưng t b mt?
Câu 19 Khi nào quá trình ngưng t ưc gi là ngưng t hn hp?
Câu 20 Trong thit b ngưng t gián tip, các dòng lưu cht thưng ưc phân b như th nào?
Câu 21 Trong thit b ngưng t trc tip,  tăng hiu qu truyn nhit, ta cn x lý như th nào?
Câu 22 Khi nào thit b ngưng t trc tip ưc gi là thit b ngưng t trc tip loi khô?
Câu 23 Khi nào thit b ngưng t trc tip ưc gi là tit b ngưng t trc tip loi ưt?
Câu 24 Trong thit b ngưng t Baromet, chiu cao ng Baromet có giá tr bao nhiêu?
Câu 25 Trong thit b trao i nhit loi v bc, chiu cao ca v ngoài có c im gì?
Câu 26 Thit b truyn nhit loi v ng 2-1, nghĩa là gì?
Câu 27 Thit b truyn nhit loi v ng 1-1, nghĩa là gì?
Câu 28 Khói lò ưc to thành như th nào?
Câu 29 Ti sao ngun nhit cung cp bng khói lò ít ưc s dng hơn hơi nưc bão hòa?
Câu 30 Ti sao khi un nóng bng khói lò thit b thưng nhanh hng?
Câu 31 Trong các ngun nhit sau, loi nào d iu chnh nht?
Câu 32 Ngưng t là gì?
Câu 33
Khi t chc dòng chy trong thit b truyn nhit loi v ng,  t mc ích bn cơ hc, d
òng l
ưc b trí như th nào?
Câu 34 Ti sao trong thit b truyn nhit v ng, dòng lưu cht có nhit  cao thưng ư
c b trí phía trong ng?

Câu 35 Trong thit b truyn nhit v ng xuôi chiu, trưng hp nào sau ây có th xy ra?
Câu 36 Trưng hp nào sau ây nhit  ra ca dòng lnh có th cao hơn nhit  ra ca dòng nóng?
Câu 37
Cho mt thit b truyn nhit v ng 1-1 có nhit  vào và ra i vi dòng nóng ln lưt là 70
o
C và 40
45
o
C, ta s t chc dòng chy theo trưng hp nào sau ây?
Câu 38
Trong thit b truyn nhit v ng xuôi chiu 1-1, nhit  vào và ra ca dòng lnh ln lưt là t
2
có nhit  vào là t
1
=60
o
C, nhit  ra t
1c
s như th nào?
Câu 39
Trong thit b truyn nhit v ng ngưc chiu 1-1, nhit  vào và ra ca dòng lnh ln lưt l
à t
có nhit  vào là t
1
=60
o
C, nhit  ra t
1c
s như th nào?
Câu 40

Trong thit b v ng dùng  ngưng t ng nhit dòng hơi có nhit  là 80
o
C, dòng l
nh có nhit  v
ra t
2c
s như th nào?
Câu 41 Quá trình nu nưc bng m trong sinh hot hng ngày là quá trình nào sau ây?
4

Câu 42 Trong trưng hp ngưng t hơi tinh khit  áp sut không i thì nhit  ca hơi s thay i nh
ư th
Câu 43
Trong thit b v ng dùng  bc hơi ng nhit dòng cht lng có nhit  sôi là 40
o
C, dòng nóng (p
t
1
=90
o
C, nhit  ra t
1c
s như th nào?
Câu 44 Nhit hóa hơi ca hơi nưc bão hòa có c im gì?
Câu 45 Trong trưng hp nào hơi nưc bão hòa không th truyn nhit? Vì sao?
46
Thit b trao i nhit ng chùm có ưu im chính sau:

48
ây là sơ  thit b:

49




ây là sơ  thit b :
50

ây là sơ  thit b :
5

51

ây là sơ  thit b:
52

ây là sơ  thit b:
52

ây là sơ  thit b:
6

54

ây là sơ  thit b:
55

ây là sơ  thit b:
56

ây là sơ  thit b:
7

57

ây là sơ  thit b:
58

ây là sơ  thit b:
59

ây là sơ  thit b:

8

60

ây là sơ  thit b:
61

ây là sơ  thit b:
62

Chương


ây là sơ  thit b:
3: Cô Đặc
Câu 1 Quá trình cô c là gì?
Câu 2 Khi nào quá trình cô c ưc gi là gián on ?
Câu 3 Ti sao quá trình cô c thưng tin hành  iu kin chân không?
Câu 4 Trong cô c liên tc, dung dch cho vào ni thưng  iu kin nào?
Câu 5 Cu to ca mt ni cô c v cơ bn gm nhng b phn nào?
9

Câu 6 Dung dch khi vào ni ưc gia nhit ti b phn nào?
Câu 7 Hơi th bay lên trong quá trình cô c là gì?
Câu 8 Trong h thng thit b cô c, hơi ngưng t ti thit b ngưng t Baromet là?
Câu 9 Trong các quá trình sau, quá trình nào ngưc vi quá trình cô c?
Câu 10 Trong dòng sn phNm sau khi cô c, hàm lưng cht tan như th nào so vi dung dch u?
Câu 11 c im ca quá trình cô c nhiu ni là gì?
Câu 12 Trong cô c nhiu ni xuôi chiu dung dch và hơi t phân b như th nào?
Câu 13 Trong cô c nhiu ni ngưc chiu dung dch và hơi t phân b như th nào?
Câu 14 Trong quá trình cô c nhiu ni xuôi chiu, dung dch s di chuyn sang các ni th nào?
Câu 15 Trong quá trình cô c nhiu ni ngưc chiu, dung dch s di chuyn sang các ni th nào?
Câu 16 Trong quá trình cô c nhiu ni xuôi chiu, h s truyn nhit thay i như th nào?
Câu 17 Trong quá trình cô c nhiu ni ngưc chiu, h s truyn nhit thay i như th nào?
Câu 18 So vi quá trình cô c nhiu ni ngưc chiu, thì xuôi chiu có c im gì?

Câu 19 i vi dung dch có  nht ln cn cô c n nng  cao ta chn phương pháp cô c nào?
Câu 20

Hình trên là sơ  công ngh thit b :

10

Câu 21

Hình trên là sơ  công ngh thit b :

Câu 22

Hình trên là sơ  công ngh thit b :

Câu 23

Hình trên là sơ  cu to thit b :
11


Câu 24

Hình trên là sơ  cu to thit b :

Câu 25

Hình trên là sơ  cu to thit b :

Câu 26

Hình trên là sơ  cu to thit b :
12


27

Hình trên là sơ  cu to thit b :


Bài tâp 1-1:
13

Tưng phng 2 lp, Lp thép không g dày
5 mm Lp cách nhit là vi amiăng 300 mm
Nhit  hai bên tưng ln lưt là 120
0
C và 45
0
C.Bit h s dn
nhit ca thép không r và ca amiăng ln lưt là:
17,5λ
1
=
w/
m

0,279
λ
2

=
w/ m ,
Tính nhit tn tht qua 1 m
2
tưng và nhit  tip xúc
Gii
a) Nhit tn tht
Theo phương trình dn nhit qua tưng phng ta có
q=
(
)
(
)
++
−
=
++
−
0,279
0,3
17,5
0,005
45120
λ
δ
λ
δ
tt
2
2

1
1
T2T1
=69,73 [w/m
2
]
b)Tính ta,
Do truyn nhit n nh q=q
1
=q
2

q
1
=q=
(
)
1
a
T11
δ
ttFλ
−

17,5
0,005
120
λ
δ
qtt

1
1
T1
a
73,69−=−=
=119,98
0
C
Bài tập 1-2: Một tường lò hai lớp có lớp trong là gạch chịu lửa có
chiều dày δ
1
=300 mm, và vỏ bọc ngoài bằng thép có chiều dày δ=10
mm, với hệ số dẫn nhiệt của gạch và thép lần lượt là 1 kcal/mh độ, và
40 kcal/mh độ. nhiệt độ trong lò, t
1
=800
0
C và nhiệt độ bên ngoài môi
trường bằng t
2
=35
0
C .Cho hệ số cấp nhiệt của không khí nóng trong
lò và hệ số cấp nhiệt của môi trường ngoài lần lượt là
α
1
=30
kcal/m
2
h độ, và

α
2
=14 kcal/m
2
h độ.
Tính:
a) Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường
xung quanh?
b)Nhiệt độ giữa hai lớp tường lò?
Giải :
14

a) Theo phương trình truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường
phẳng ta có lượng
nhiệt truyền đi theo công thức sau.
Q= KF
∆
t
∆
t = t
1
– t
2
=800 – 35 =765
o
C.
Hệ số truyền nhiệt
K =
2
1

2
2
1
1
1
1
1
αλ
δ
λ
δ
α
+++

K =
14
1
40
01.0
1
3.0
30
1
1
+++
= 2,469 [kcal/m
2
h.độ]
q= k
∆

t =2,469.765 = 1888,78 [kcal/m
2
h]
b)Nhiệt độ giữa hai vách tường:
Vì truyền nhiệt ổn định nên q
1
=q =
1
α
(t
1
-t
T1
)
⇒
t
T1
= t
1
-
1
α
q
= 800 -
30
78
,
1888
= 737,04
0

C
mà q
2
=q =
1
1
δ
λ
( t
T1
– t
a
)
⇒
t
a
= t
T1
-
1
1
λ
δ
q
= 737,04 -
1
3
,
0
.

78
,
1888
= 170,4
0
C
Bài tập 1- 3: Mt thit b phn ng có có 3 lp v, lp trong bng thép
không g, lp gia là bông thy tinh và lp ngoài là thép thưng. Bit nhit
 thành trong thit b có nhit  là 90
C
°
và nhit  b mt ngoài là 40
C
°
.
Cho chiu dày ln lưt 3 lp tưng thép không g, bông thy tinh và thép
thưng,
20mmδ
1
=
,
100mmδ
2
=
,
5mmδ
3
=
. H s dn nhit ln
lưt các bc tưng là:

17,5λ
1
=
,w/m
0,0372
λ
2
=
w/m,
46,5
λ
3
=
w/m
Xác nh :
a)Lưng nhit tn tht qua 1m
2
tưng
b)Nhit  tip xúc gia các vách tưng
Gii
15

a)Nhit tn tht
Vì thit b phn ng có chiu dày mng do ó coi như tưng phng Theo
phương trình dn nhit qua tưng phng ta có
q=
(
)
(
)

46,5
0,005
0,0372
0,1
17,5
0,02
4090
λ
δ
λ
δ
λ
δ
t
t
3
3
2
2
1
1
T2T1
++
−
=
++
−

q=18,59 [W/m
2

]
b)Tính ta, tb :
Do truyn nhit n nh q=q
1
=q
2
=q
3

q
1
=q=
(
)
1
a
T11
δ
ttFλ
−

17,5
0,02
18,5990
λ
δ
qtt
1
1
T1

a
−=−=

t
a
=89,97
0
C
mà q
2
=q=
( )
b
a
2
2
tt
δ
λ
−

2
2
λ
δ
qtt
a
b
−=⇒

t
b
=89,97-18,59
40,0052
0,0372
0,1
=
hoc q
3
=q=
( )
T2b
3
3
tt
δ
λ
−

t
b
=t
T2
+ q
46,5
0,05
18,5940
3
λ
3

δ
+=
t
b
= 40,0019
0
C
Bài tâp 1-4: Tưng lò có hai lp
Lp gch chu la dày δ
1
= 400 mm
16

Lp gch thưng dày δ
2
= 200 mm
Nhit  bên trong ca lò t
1
= 1000
0
C, nhit  ca phòng xung quanh lò t
2
=
35
0
C.Cho h s dn nhit ca gch chu la
λ
1
= 1,005 w/m
o

C và ca gch
thưng
λ
2
= 0,28 w/m. Bit h s cp nhit t khí trong lò ti tưng α
1
=
30 Kcal/m
2
.h . H s cp nhit t tưng n không khí α
2
= 14 Kcal/m
2
h
.
Xác nh:
a) Nhit tn tht t b mt tưng.
b) Nhit  ti vùng tip xúc gia gch chu la và gch thưng và nhit 
hai b mt tưng.
Gii
a) Nhit tn tht
Theo phương trình dn nhit qua tưng
phng ta có:
Vì truyền nhiệt đẳng nhiệt tính qua một
m
2
ta có
q
1
= q

2
=q
q =k
∆
t

∆
t = t
1
– t
2
= 1000 – 35 = 965
o
C
Hệ số truyền nhiệt:
K =
2
2
1
1
α
1
λ
2
δ
λ
1
δ
α
1

1
+++

Mà
λ
1
= 1,005 [w/m ] = 1,005. 0,86= 0,8643 [Kcal/m.h.].

λ
2
= 0,28 [ w/m]. = 0,28 . 0,86 = 0,2408 [Kcal/m.h.].
α
1
= 30 [Kcal/m
2
.h.].
α
2
= [14 Kcal/m
2
h.].
K =
14
1
2408.0
2,0
8643,0
4,0
30
1

1
+++
= 0,715 [kcal/m
2
h.độ]
q= 0,715.965 =689,97 [kcal/m
2
h ]
b) xác địng nhiệt độ t
T1,
t
T2
, t
a
?
17

Từ phương trình q =q
1
=
1
α
(t
1
– t
T1
)

⇒
t

T1
= t
1
-
1
α
q
= 1000 -
30
689,97
= 977
o
C
mà q
2
=q =
1
1
δ
λ
( t
T1
– t
a
)
⇒
t
a
= t
T1

-
1
1
λ
qδ

t
a
= 977 -
0,8643
0,4

689,97.
= 657,6
0
C
mà q
3
=q =
2
δ
2
λ
( t
a
– t
T2
)
⇒
t

T2
= t
a
-
2
λ
2
q
δ

t
T2
=657,6 -
2408,0
2
,
0
.
97
,
689
=84,6
o
C
Bài tâp 1-5: Quá trình trao i nhit gia hai lưu th qua tưng phng mt
lp nhit  hai dòng lưu th ln lưc t
1
= 115
0
C t

2
= 40
0
C. B dày tưng δ =
10 mm. Bit h s dn nhit ca tưng là 46,5 w/m., h s cp nhit t lưu
th ti tưng và t tưng n lưu th ln lưc là α
1
= 250 W/m
2
; α
2
= 12
W/m
2
.
Xác nh:
a) H s truyn nhit ?
b) Lưng nhit truyn i t lưu th nóng ti lưu th ngui?


Giải :
a)Theo phương trình truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường phẳng một
lớp ta có công thức tính hệ số truyền nhiệt như sau;
K =
2
1
1
1
1
αλ

δ
α
++
=
12
1
5,46
01,0
250
1
1
++
= 11,42 [w/m
2
.độ]
b) Lưng nhit truyn i t lưu th nóng ti lưu th ngui.
Áp dng công thc tính lưng nhit truyn i theo công thc sau.
Q= KF
∆
t
∆
t = t
1
– t
2
=115 – 40 =75
o
C.
F =1m
2

q= k
∆
t =11,42.75 = 856,5 [w/m
2
]
18

Bài tập1-6: Một tường lò 2 lớp,
gồm Lớp vữa chịu lửa dày δ
1
=
500mm, và lớp gạch dày δ
2
= 250 mm, diện tích bề mặt truyền nhiệt
là 20 m
2
. Nhiệt độ là 1300
0
C. Nhiệt độ bên ngoài lò 40
0
C.biết hệ số
cấp nhiệt của không khí nóng tới tường là
α
1
= 35 kcal/m
2
h độ, hệ
số cấp nhiệt từ tường tới không khí bên ngoài là
α

2
= 8
kcal/m
2
h.độ, cho
λ
1
= 3 kcal/m.h.độ,
λ
2
= 0,5 kcal/m.h.độ.
Xác định:
a) Lượng nhiệt truyền đi qua tường
b) Nhiệt độ t
a
giữa 2 lớp tường
Gii tương t bài (6-4)
s: a) Q =30492(kcal/h)
b) k=1,21 (kcal/m
2
h.)
c) t
T1
= 1256,44
0
c , t
a
= 1002,34
0
C

Bài tập 1-7: Một lò đốt ba lớp hình trụ, có
đường kính trong lò là 1m, lớp trong xây
bằng gạch chịu lửa dày 25 cm, lớp giữa là
bông thuỷ tinh dày 30 cm, lớp ngoài cùng
băng thép dày 1cm, chiều dài tương bằng 3
m. Biết nhiệt độ trong lò t
1
=850
0
C, nhiệt độ
không khí bên ngoài lò băng t
2
= 30
0
C. Cho hệ
só cấp nhiệt của không khí nóng và của
không khí bên ngoài lần lượt là
α
1
=30kcal/m
2
h.độ và
α
2
=11kcal/m
2
h.độ.
Tính :
a) Lương nhiệt tổn thất ra môi trường?
b) Nhiệt độ t

T1,
t
T2
, t
a
?
giải
a) Lương nhiệt tổn thất ra môi trường:
Ta s có phương trình: Q = K 2
L
π
[t
1
–t
2
]
Hay : Q = K 2
L
π
∆
t

[kcal]
K =
4
23
4
32
3
21111

rα
1
r
r
ln.
λ
1
r
r
.ln
λ
1
r
r
.ln
λ
1
rα
1
1
++++
2

19


λ
:h s dn ca vt liu tra bng
3 giáo trình hc viên :

11.1,06
1
1,05
1,06
.ln
46,5.0,86
1
0,75
1,05
.ln
60,0372.0,8
1
0,5
0,75
ln
1,005.0,86
1
30.0,5
1
1
K
++++
=

K = 0,08977 9 (kcal/ m
2
h.)
Q = 0,08977. 2. 3,14.3.(850 – 30) = 1386,8 (kcal/h)
b) Nhit  t

T1,
t
T2
, t
a

Vì truyền nhiệt ổn định nên Q
1
=Q =
1
α
F(t
1
-t
T1
)
F = 2
π
r
1
L = 2.3,14.0,5.3 =9,42 m
2

⇒
t
T1
= t
1
-
Fα

Q
1
= 850 -
30.9,42
1386,8
= 845,1
0
C
Tính nhiệt độ t
a
Q=
1
2
1
ln.
1
.2
r
r
l
λ
π
(tT
1
–t
a
)
⇒
t
a

=t
T1
– Q [
l
r
r
.
.
2
ln.
1
1
2
1
π
λ
]


t
a
=845,1 – 1386,8[
3.14,3.2
5,0
,75,0
ln.
86,0.005,1
1
]

=810,5
0
C
Tính nhiệt độ t
T2
Tương tự ta tính được t
b
= 41,5
0
C
Theo phương trình cấp nhiệt từ tường ngoài tới môi trường ta
có:
Q
5
= Q=
2
α
(tT
2
- t
2
) 2
π
r
4
L =Q=
2
α
(tT
2

- t
2
) F
Mà F =2. 3,14.1,06.3 = 19,97 m
2

t
T2
= t
2
+
2
F.α
Q
= 30 +
19,97.11
1386,8
= 36,3
0
C
20


Bài tập 1-8: Mt thit b trao i nhit ng xon rut gà vi ng truyn
nhit có ưng kính φ100×2 mm dài 20 m ưc làm bng ng . Bit lưu
th nóng i trong ng truyn nhit là hơi nưc bão hoà có áp sut tuyt i
bng 2 at, nhit  ca lưu th ngui bên ngoài ng truyn nhit là 108
0
C, h
s cp nhit ca hơi nưc bão hoà là 9800 w/m

2
, h s cp nhit ca lưu
th ngui là 350w/m
2
.
Tính:
a) H s truyn nhit ca thit b?
b)Lương nhit truyn i t lưu th nóng ti lưu th ngui?
Gii
a) H s truyn nhit ca thit b?
Vì t s
1
2
r
r
=
048,0
05,0
〈
2 , do vy ta có th áp dng phương trình truyn
nhit qua tưng phng mt lp trong trưng hp này ưc.
Q =KF(t
1
–t
2
)

21
11
1

α
λ
δ
α
++
=K

λ
:h s dn nhit ng  tra bng 3 giáo trình hc viên ta có:

λ
=384 W/m.
Thay s vào ta có:
K=
350
1
384
002,0
9800
1
1
++
= 337,3 [w/m
2
 ]
Lương nhit truyn i t lưu th nóng ti lưu th ngui?

F = 2
π
rtbL = 2.3,14.0,049.20 =6,15 m

2

Áp sut hơi nưc bão hoà bng 2at, tra bng tính cht ca hơi nưc bão hoà
ta có nhit  tương ng t
D
= 119,6
0
C
∆
t = t
1
– t
2
= 119,6 – 108 = 11,6
o
C
Q =kF
∆
t = 337,3.6,15.11,6 = 24062,9 [w]
21

Bài tập 1-9: Mt thit b trao i nhit ng chùm vi s ng truyn
nhit là 90 ưng kính φ60
×
2 mm. Chiu dài ng dài 3 m, ng làm bng
ng thau. Thit b dùng làm ngui dung dch t 120
0
C xung 40
0
C bng

nưc lnh chy ngưc chiu, nưc vào 20
0
C và i ra 35
0
C. Bit h s cp
nhit ca dung dch là 240 Kcal/m
2
h , h s cp nhit ca nưc lnh là 150
Kcal/m
2
h..
Xác nh :
a) H s truyn nhit ca thit b.
b) Lưng nhit trao i gia 2 lưu th.
GII
a) Áp dng phương trình truyn nhit
mà
2
54
60
2
d
1
d
<=
do vy ta áp dng phương trình truyn nhit ca
tưng phng cho tưng ng này ưc.
Q=KF
∆
t lg

K=
21
α
1
λ
1
α
1
1
++


λ
:h s dn nhit ng thau tra bng 3 giáo trình hc viên ta có:

λ
=93 W/m.

δ
=2 mm =0,002 m
K=
92
150
1
93.0,86
0,002
240
1
1
=

++
[ kcal/m
2
h. ].
Din tích truyn nhit ca thit b
F=2π
.L.nR
tb

n:là s ng truyn nhit
R
tb
=
29
2
260
2
Sd
=
−
=
−
mm
R
tb
=0,029 m
F=2 .3,14.0,029.3.90=49,17 m
2

22

120 40

35 20

20∆t
2
=

20∆t
2
=




b) Lưng nhit trao i gia 2 lưu th.

Q=KF
4,992.49,17.4∆t
tb
=
=203111,4 [Kcal/h ]

Bài tâp 1-10: Mt ng truyn nhit có ưng kính φ100×2 mm dài 40m
ưc làm bng ng . Nhit  2 bên tưng ln lưt là 115
0
C và 45
0

C.
Tính lưng nhit dn qua tưng ng. Gii bài toán trong trưng hp xem
tưng ng là tưng phng.
giải
a) Lương nhiệt tổn thất ra môi trường:
Ta s có phương trình: Q =
δ
λ
F[t
T1
–t
T2
]
din tích b mt truyn nhit trung bình ca ng.
F =2π
.L.R
tb

R
tb
= 49 mm =0,049 m
F= 2. 3,14. 0,049. 40 =12,3 [m
2
]
Tra bng 3 trong giáo trình hc viên ta có h s dn nhit ca ng 
λ
=384 W/m.
Q = =
0,002
384

12,3[115-45 ] =165312000[w] =165312 [kw]
C44,9
20
85
ln
2085
∆t
∆t
ln
∆t∆t
∆t
2
1
21
tb
°=
−
=
−
=
23

Bài tâp 1-11: Mt ng dn hơi làm bng thép không g dài 35 m, ưng
kính 51 × 2,5 mm ưc bc bng mt lp cách nhit dày 30 mm. Nhit  b
mt ngoài lp cách nhit là 45
0
C, b mt trong ng là 200
0
C. Xác nh lưng
nhit tn tht ca ng dn hơi. Cho h s dn nhit ca cht cách nhit làm

bng si amiăng bng 0,115 w/m.
GII
Lương nhiệt tổn thất ra môi trường:
Áp dụng công thức tính lượng nhiệt truyền qua tường ống nhiều lớp
ta có:
Q =
2
3
ln
2
1
1
2
ln
1
1
)
(
2
2
1
r
r
r
r
t
t
L
TT
λ

λ
τ
π
+
−

Trong đó t
T1
= 200
0
C
t
T2
= 45
0
c
Tra bảng 3 trong sách học viên ta có
1
λ
=17.5 w/m.độ
2
λ
= 0,115 w/m.độ
Q =
0255,0
0555,0
ln
1
023,0
0255,0

ln
5,17
1
1
.
35
).
45
200
(
14
,
3
.
2
115,0
+
−
=5033,4 [ w]
Bài tâp 1-12: ng truyn nhit có ưng kính φ100×2 mm, làm bng ng
thanh.Bên ngoài bc lp cách nhit bng bông thy tinh dày 50 mm như Bit
nhit  tT
1
= 120
0
C và tT
2
= 35
0
C. Tính lưng nhit tn tht qua 1m chiu

dài ng và nhit  tip xúc gia hai tưng
GII
Lương nhiệt tổn thất ra môi trường:
Áp dụng công thức tính lượng nhiệt truyền qua tường ống nhiều lớp
ta có:
Q =
2
3
ln
2
1
1
2
ln
1
1
)
(
2
2
1
r
r
r
r
t
t
L
TT
λ

λ
τ
π
+
−

Trong đó t
T1
= 120
0
C
t
T2
= 65
0
C
24

Tra bảng ta có hệ số dẫn nhiệt của bông thủy tinh và của đồng
thanh lần lượt là:
λ
=0,0372 W/m.
λ
Cu
=64 W/m.

Q =
05,0
1,0
ln

1
048,0
05,0
ln
64
1
1
).
65
120
(
14
,
3
.
2
0372,0
+
−
=18,5 [ w]
Tính nhiệt độ tiếp xúc giữa hai lớp tường t
a
Từ công thức tính lượng nhiệt truyền qua tường phẳng một lớp
ta có:
Q=
1
2
1
ln.
1

.2
r
r
l
λ
π
(tT
1
–t
a
)
⇒
t
a
=t
T1
– Q [
l
r
r
.
.
2
ln.
1
1
2
1
π
λ

]

=810,5
0
C
⇒
t
a
=120 – 18,5 [
1.14,3.2
048,0
05,0
ln.
64
1
]

=119,98
0
C
Bài tâp 1-13: Tìm nhit  b mt trong ca lp v ni bng
inox dày 10 mm nu như nhit  mt lp bc cách nhit
ngoài ca ni là 40
0
C. Chiu dày lp bc cách nhit là 300
mm. Nhit k cm sâu vào 80 mm k t b mt ngoài và ch
70
0
C. H s dn nhit ca lp bc cách nhit 0,279 w/m,
ca inox là 30 w/m.

Gii
a) Nhit tn tht
Do truyn nhit n nh nên lưng nhit qua hai lp tưng bng nhau và q
=q
1
= q
2
chính bng lưnh nhit truyn i qua chiu dày ca lp cách nhit là
80 mm k t v trí u nhit k ra b mt ngoài ca tưng.
Theo phương trình dn nhit qua tưng phng ta có
Gi -nhit  nhit k o ưc là t
b.
nhit  tip xúc gia hai vách tưng là
t
a
.
chiu dày mà nhit k cm vào lp cách nhit là
3
δ
(
3
δ
= 0,08 m)
Hình 6-21
25

q =
( )
0,279
0,08

4070
λ
3
δ
t
b
t
2
T2
−
=
−






=104,6
[w/m
2
]
b)Tính ta,
Do truyn nhit n nh q=q
1
=q
2

q
1

=q=
(
)
2
T2
2
δ
t
a
tλ
−

0,279
0,3
40
λ
δ
qtt
2
2
T2
a
6,104+=+=
=152,4
0
C
Tương t ta tính ưc t
T1

30
0,01
152,4
1
λ
δ
q
a
tt
1
T1
6,104+=+=
=152,43
0
C
Bài tâp 1-14: Thit b trao i nhit làm bng thép không g có chiu dày
δ
1
= 5mm. Lp cách nhit làm bng si amiăng có chiu dày δ
2
=50 mm, và
h s dn nhit là 0,1115 w/m.. Cho α
1
= 200 w/m
2
 ; α
2
= 12 w/m
2
.

Nhit  cht lng bên trong thit b trao i nhit t
1
= 80
0
C. Nhit  không
khí bên ngoài t
2
= 30
0
C
Xác nh nhit  tn tht ra môi trưng và nhit  bên trong t
T1
và
bên ngoài t
T2
ca các mt tưng ca thit b trao i nhit và nhit  tip
xúc gia hai lp tưng .
Gii bài này tương t bài 6-1
s : Q
tt
= 93 w/m
2
,t
T1
= 79,53
o
C ,t
a
=79,5
o

C t
T2
= 37,79
o
C

Bài tập 1-15 Cho thit b truyn nhit loi ng chùm dùng hơi nưc bão hòa
có áp sut dư là 1 at, nhit  là 119,6
o
C,  gia nhit cho dung dch bên
trong. V thit b ưc làm bng thép dày 4 mm. Nhit  không khí xung
quanh là 30
0
C. cho h s cp nhit ca không khí và ca hơi nưc ln lưt là
16 kcal/m
2
h  và 11500 kcal/m
2
h . Tính lưng nhit tn tht và nhit 
hai bên b mt tưng ca v thit b.
Gii bài này tương t các bài trên
Đs : Q
tt
= 1432.5 kcal/m
2
h ,t
T1
= 119,47
o
C ,t

T2
=119,3
o
C