Tính hệ số tỏa nhiệt α... Tính tổn thất nhiệt /1 m ống.
Trang 1Bài 1 (10.14)
Dầu máy biến áp chảy trong ống d = 10 mm, tf’= 80 oC, tf’’= 40 oC, với lưu
lượng G = 120 kg/h Nhiệt độ bề mặt ống tw = 30 oC,
- Tính chiều dài ống L
- Tính Q của 5 ống (song song)
Nhiệt độ trung bình của dầu:
tf = 0,5 (tf’+ tf’’) = 0,5 (80 + 40) = 60 oC
Tra thông số vật lý của dầu máy biến áp ở 60 oC (PL Bảng 24):
3
=
s m
=
Giải:
Tốc độ dầu chảy trong ống
= ρπ
=
d
G F
V
,01 0 496 0
856 3600
120
4
2 =
⋅ π
⋅
⋅
⋅
;
;
;
Trang 2Tiêu chuẩn Reynolds: =
ν
ω
=
f f
d
10 76
5
01 0 496
0
6 =
×
×
− ,
, ,
Vì Ref < 2200 : chảy tầng
30 60
01 0 10 1 7 81
9
2 6
3 4
, ,
, ,
,
=
⋅
−
⋅
⋅
⋅
−
−
PTTC khi chảy tầng, giả thiết L/d ≥ 50 :
25 , 0 w
f 1
, 0 f 43 , 0 f 33 , 0 f
Pr Gr
Pr Re
15 , 0
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
=
58
18 202
8 87 5
6264 8
87 858
15 0
25 0 1
0 43
0 33
,
, ,
,
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⋅
⋅
⋅
=
Hệ số tỏa nhiệt: α = λ =
d
,
,
01 0
1072
0 58
( ) =
ν
− β
= g d3 t2f tw
Gr
Nhiệt lượng dầu nhả
ra trong 1 ống: Q1 = Gcp(tf’ – tf’’) =
1 3600
Trang 3Từ PT: Q1 = απdL(tf – tw)
¾ Chiều dài ống
Suy ra = απd(tf − tw) =
Q
,
199
−
⋅ π
⋅
,
, d
L
>
=
= 1354 01
0
54 13
do đó hệ số εl = 1
Năng suất của thiết bị có 05 ống:
Q = nQ1 = 5 x 2,54 = 12,7 kW
Trang 4BÌNH NGÖNG
Trang 5 Bài 2: Bình ngưng có 150 ống (song song), đường kính trong d = 20 mm
Lưu lượng nước vào bình G = 84 kg/s, tf’= 30 oC, tf’’= 50 oC Nhiệt độ trung
bình BM ống tw = 70 oC
- Tính hệ số tỏa nhiệt α trong ống
- Tính L mỗi ống
a) Hệ số toả nhiệt α
Nhiệt độ trung bình của nước: tf = 0,5(30 + 50) = 40 oC
TSVL
Giải:
Tốc độ nước chuyển động trong ống
= ρπ
=
n d
G
, , 2 0 02 150 1 8 992
84
4
⋅
⋅ π
⋅
⋅
= ν
= wd
10 659 0
02 0 8
⋅
⋅
−
,
, ,
Trang 6Giả thiết L/d > 50 -> εl = 1
PTTC có dạng:
25 0 43
0 8 0
021 0
, w
f
, f
, f
Pr Pr
Re ,
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
=
58
276 55
2
31 4 31
4 54628 021
0
25 0 43
0 8
,
, ,
,
, ,
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⋅
=
=
λ
=
α
d
,
,
02 0
10 5 63 58
b) Nhiệt lượng nước nhận được
Q = Gcp(tf’’ – tf’) =
Chiều dài mỗi ống
t d n
Q L
Δ απ
=
, ,5 002 70 40 2825 8781
150
10
7012 3
=
−
⋅ π
⋅
⋅
⋅
=
Kiểm tra lại giả thiết L/d = 2,825/0,02 = 141 > 50: thoả mãn
84 x 4,174(50 – 30) = 7012 kW
Trang 7 Bài 3: (như 10.23)
Khói chuyển động trong ống (0,4 x 0,8) m, L = 10 m Lưu lượng G = 4,8 kg/s, nhiệt độ trung bình tf = 300 oC
Tính hệ số tỏa nhiệt α Xem Prf = Prw
KTXĐ: Þ tương đương
U
F 4
, ,
533 0 8 0 4 0 2
8 0 4 0
+
⋅
⋅
=
Khi tf = 300 oC, TSVL của khói (PL B 23) TSVL: ρ = 0,617 kg/m3 ; λ = 4,84.10-2 W/mK ;
ν = 45,81.10-6 m2/s; Pr = 0,65 Tốc độ khói trong ống
F
G F
V w
ρ
=
, , ,
,
3
24 8
0 4 0 617 0
8
⋅
⋅
=
f f
d Re
ν
ω
6 282730 10 10
81 45
533 0 3 24
>
=
⋅
⋅
,
, ,
Giải:
Trang 8Chế độ chảy rối
,
w
f
, f
, f
Pr Pr
Re ,
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
=
25 0 43
0 80 0
021 0
= 0,021.2827300,8.0,650,43.1,05 = 420
533 0
10
, ,
d
L
=
= nên hệ số εl = 1,05 (Bảng 8.1)
f f
λ
=
,
1
38 533
0
2 10 84
4
−
⋅
=
Trang 9Bài 4: (như 10.37)
Ống dẫn khí nóng d = 500 mm, đặt ngoài trời, gió thổi ω = 2 m/s xiên góc
60o Nhiệt độ môi trường tf = 30 oC, nhiệt độ BM ống tw = 470 oC Tính tổn thất nhiệt /1 m ống
K m W ,
f = 2 7 × 10−2
λ νf = 16×10−6 m2 s Prf = 0,701
f f
d Re
ν
ω
10 16
5 0 2
⋅
=
−
×
⋅
Đối với không khí, khi Re > 103
ψ
ε
= 0,245Re0,6
Nu = 0,245(6,25⋅104)0,6 ⋅0,93=171,86
d
=
,
,
5 0
10 7 2 86 171
2
=
⋅
=
−
Tổn thất nhiệt do đối lưu
Qđl = απdL(tw – tf) = 9,28 π 0,5 1.(470 – 30) = 6411 W
Trang 10 Bài 5 (10.42)
Chùm ống song song gồm 8 hàng, d = 60 mm, nhiệt độ trung bình của
dòng khói tf = 600 oC, tốc độ ở chỗ hẹp nhất w = 8 m/s Nhiệt độ trung bình của
vách tw = 120 oC Tính hệ số α của chùm ống trong 2 trường hợp:
a Góc va ψ = 90 o
b Góc va ψ = 60 o TSVL của khói ở tf = 600 oC
mK W ,
f = 7 42 × 10−2
f f
d Re
ν
ω
10 61 93
06 0 8
⋅
>
=
⋅
×
, ,
PTTC cho hàng ống thứ 3:
Nếu góc va ϕ = 90 o thì
25 0 36
0 65 0
22 0
,
w
f
, f
, f
Pr Pr
Re ,
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
0,69
0,62 0,62
5127,7 0,22
, 0,36
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⋅
⋅
=
Giải:
d
Nuf λf
=
,
,
06 0
0742 0
5
=
Trang 11 Không khí:
65 0
194
HSTN trung bình của chùm 8 dãy ống :
8
2 8 9
0 6
90
α
− + α +
α
=
α , , = 0,9375α3 = 53,9 W m2K
Khi góc va ψ = 60 o: Tra bảng 8.5 tìm được εψ = 0,94
Do đó α ψ = α90 × ε ψ = 53,9×0,94 ≈ 50,7W m2K