Tổng hợp toàn bộ bài tâp truyền nhiệt

Cho hệ số cấp nhiệt của dung dịch và của khôngkhí lần lượt là 340kcal/m2h độ và 11kcal/ m2h độ, lương nhiệt tổn thất ra môi trường Bài tâp 1.3: Nhiệt lượng của cặn crắcking đi ra từ thiế

Chương 1: Truyền nhiệt

Bài tâp 1.1: Cho tường phẳng 1 lớp là gạch thường dày 200 mm, kích

thước 20003000 mm Nhiệt độ 2 bên tường lần lượt là 6000C và

500C Biết hê số dẫn nhiệt của tường là 20 w/m độ Lượng nhiệt dẫnqua tường là:

Bài tập 1-2: Một thiết bị phản ứng có vỏ trong làm bằng thép có chiều

dày 1= 6 mm, ngoài có bọc một lớp cách nhiệt dày  2=100 mm.dung dịch trong thiết bị có nhiệt độ t1=1200c, nhiệt độ bên ngoài môitrường là t2= 35oc Cho hệ số cấp nhiệt của dung dịch và của khôngkhí lần lượt là 340kcal/m2h độ và 11kcal/

m2h độ, lương nhiệt tổn thất ra môi trường

Bài tâp 1.3: Nhiệt lượng của cặn crắcking đi ra từ thiết bị crắcking

được dùng để đun nóng dầu hỏa trong thiết bị chế biến dầu Biết dòngcặn crắcking đi vào và ra có nhiệt độ 3000C và 2000C, của dầu là 350C

và 1800C Hiệu số nhiệt độ trung bình giữa cặn crắcking nóng và dầuđun trong trường hợp ngược chiều là

gỉ dày 5 mm Lớp cách nhiệt là vải amiăng 300

mm Nhiệt độ hai bên tường lần lượt là 1200C và

450C.biết hệ số dẫn nhiệt của thép không gỉ và

Bài tập 1.5: Một thiết bị phản ứng có vỏ trong làm bằng thép có chiều

dày 1= 6 mm, ngoài có bọc một lớp cách nhiệt dày  2=100 mm.dung dịch trong thiết bị có nhiệt độ t1=1200c, nhiệt độ bên ngoài môitrường là t2= 35oc Cho hệ số cấp nhiệt của dung dịch và của khôngkhí lần lượt là 340kcal/m2h độ và 11kcal/m2h độ

Lương nhiệt tổn thất ra môi trường là

A 77,69 [kcal/m2h]

B 77,69 kcal

C 77,69 w

D 77,69 w/m2

Đáp án A

Bài tập 1.6: Một thiết bị phản ứng có vỏ trong làm bằng thép có chiều

dày 1= 6 mm, ngoài có bọc một lớp cách nhiệt dày  2=100 mm.dung dịch trong thiết bị có nhiệt độ t1=1200c, nhiệt độ bên ngoài môitrường là t2= 35oc Cho hệ số cấp nhiệt của dung dịch và của khôngkhí lần lượt là 340kcal/m2h độ và 11kcal/

trong làm bằng thép có chiều dày 1= 6

mm, ngoài có bọc một lớp cách nhiệt dày 

2=100 mm dung dịch trong thiết bị có nhiệt

là t2= 35oc Cho hệ số cấp nhiệt của dung dịch và của không khí lầnlượt là 340kcal/m2h độ và 11kcal/m2h độ, lượng nhiệt tổn thất ra môitrường là 77,69 [kcal/m2h]

Nhiệt độ giữa hai lớp tường là

Bài tâp 1.8: Nhiệt lượng của cặn crắcking đi ra từ thiết bị crắcking

được dùng để đun nóng dầu hỏa trong thiết bị chế biến dầu Biết dòngcặn crắcking đi vào và ra có nhiệt độ 3000C và 2000C, của dầu là 350C

và 1800C Hiệu số nhiệt độ trung bình giữa cặn crắcking nóng và dầuđun trong trường hợp ngược chiều là

Bài tâp 1.9: Tường lò có hai lớp

Lớp gạch chịu lửa dày 1= 400 mm

Lớp gạch thường dày 2= 200 mm

Nhiệt độ bên trong của lò t1= 10000C, nhiệt độ của phòng xungquanh lò t2 = 350C.Cho hệ số dẫn nhiệt của gạch chịu lửa λ1= 1,005w/moc và của gạch thường λ2= 0,28 w/mđộ Biết hệ số cấp nhiệt từkhí trong lò tới tường 1= 30 Kcal/m2.h độ Hệ số cấp nhiệt từ tườngđến không khí 2= 14 Kcal/m2h độ Hệ số truyền nhiệt của quá trình là:0,715 [kcal/m2h.độ]

Nhiệt tổn thất ra môi trường là

Bài tâp 1.10: Quá trình trao đổi nhiệt giữa hai lưu thể qua tường

phẳng một lớp nhiệt độ hai dòng lưu thể lần lược t1 = 115 0C t2 = 400C

Bề dày tường  = 10 mm Biết hệ số dẫn nhiệt của tường là 46,5w/m.độ, hệ số cấp nhiệt từ lưu thể tới tường và từ tường đến lưu thểlần lược là 1 = 250 W/m2 độ; 2 = 12 W/m2độ

Hệ số truyền nhiệt của thiết bị là

Bài tập 1.11: Một tường lò 2 lớp, gồm Lớp vữa chịu lửa dày 1 =

500mm, và lớp gạch dày 2 = 250 mm Nhiệt độ là 13000C Nhiệt độbên ngoài lò 400C.biết hệ số cấp nhiệt của không khí nóng tới tường là

 1= 35kcal/m 2 h độ, hệ số cấp nhiệt từ tường tới không khí bên ngoài

là  2 = 8 kcal/m 2 hđộ, cho 1 = 3 kcal/m h.độ, 2 = 0,5 kcal/mh.độ.

hệ số truyền nhiệt của quá trình là 1,21 (kcal/m2h.độ)

Bài tập 1.12: 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 bằngđồng đỏ Biết lưu thể nóng đi trong ống truyền nhiệt là hơi nước bãohoà có áp suất tuyệt đối bằng 2 at nhiệt độ 119,6 oC, nhiệt độ của lưuthể nguội bên ngoài ống truyền nhiệt là 1080C, hệ số cấp nhiệt củahơi nước bão hoà là 9800 w/m2 độ, hệ số cấp nhiệt của lưu thể nguội

Bài tâp 1.13: 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 dày 30

mm Nhiệt độ bề mặt ngoài lớp cách nhiệt là 450C, bề mặt trong ống là

2000C Cho hệ số dẫn nhiệt của chất cách nhiệt làm bằng sợi amiăngbằng 0,115 w/mđộ.và của thép không gỉ là 17,5 W/m2 độ

lượng nhiệt tổn thất của ống dẫn hơi là

Bài tâp 1.14: Ống dẫn hơi nước bão hoà có đường kính 1002 mm,

làm bằng đồng thanh.Bên ngoài bọc lớp cách nhiệt bằng bông thủytinh dày 50 mm Biết nhiệt độ tT 1 = 1200C và tT 2 = 350C

Lượng nhiệt tổn thất qua 1m chiều dài ống là

hệ số dẫn nhiệt là 17,5 w/m độ, diện tích của vỏ bọc ngoài của thiết bị

là 12 m2 Nhiệt độ không khí xung quanh là 350C Cho hệ số cấp nhiệtcủa không khí và của hơi nước lần lượt là 16,5 w/m2độ, và 12000 w/

Chương 2: Đun nóng –Làm nguội –Ngưng tụ

Bài tập 2.1: Để nâng nhiệt độ của 100 kg H2O từ nhiệt độ 200C lên

800C.Biết nhiệt dung riêng của nước là 1kcal/kg độ

Lượng nhiệt cần thiết cần cung cấp là

A 6000 [kcal]

B 6100 w/m 2độ,

C 6000 w ,

D 6100 ,

Đáp án A

Bài tập 2.2: Để làm bay hơi hoàn toàn 500 kg nước ở 119,80C Ápsuất làm việc là áp suất dư và bằng 1 at Biết ẩn nhiệt hoá hơi củanước là 427 kcal/kg

Lượng nhiệt cần thiết cần cung cấp là

Bài tập 2.3: Một thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống lồng ống, dùng làm

lạnh một dung dịch có lưu lượng là 1200 kg/h từ nhiệt độ 100oC đến

60oC Dung dịch được làm lạnh bằng nước lạnh chảy cùng chiều, cónhiệt độ vào là 20oC, đi ra có nhiệt độ là 35oC Cho nhiệt dung riêngtrung bình của dung dịch và của nước lần lượt là 3800 J/kg độ và 1kcal/kg độ,

Lưu lượng nước cần sử dụng là

Bài tập 2.4: Một thiết bị ngưng tụ ống chùm dùng ngưng tụ hơi êtylic

ở nhiệt độ không đổi 900C với năng suất 1,5Kg/s êtylic Nước lạnh vào

có nhiệt độ 250C vàđi ra 500C Cho ẩn nhiệt hóa hơi của rượu ở 1at là

r =826 KJ/Kg Hệ số truyền nhiệt của thiết bị là 250 Kcal/m2h0C Luợng nhiệt trao đổi là 43573,8 [kcal/h]

Diện tích bề mặt truyền nhiệt là:

A 81,19 [m 2]

B 80,19 [m 2]

C 91,19 [m 2]

D 8 8 [m 2]

Bài tập 2.6: Tính lượng nhiệt cần thiết làm bay hơi hoàn toàn 10 kg

nước ở nhiệt độ sôi (áp suất làm việc là 1 at) Biết ẩn nhiệt hoá hơicủa nước là 2264 kj/kg

Bài tập 2.7: Dùng hơi nước bão hòa ở áp suất dư 2 at để gia nhiệt

cho 1500 kg/h hỗn hợp rượu etylic từ 250C lên 850C Biết nhiệt dungriêng của rượu là 3500 j/kg độ, và ẩn nhiệt hoá hơi của hơi nước bãohoà là 518,1 kcal/kg

lượng hơi đốt cần thiết là:

Bài t p 2.8: ập 2.8: Một thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm có diện tích bềmặt truyền nhiệt là 10 m2, làm việc ngược chiều để đun nóng một hỗnhợp rượu với năng suất 600kg/h từ nhiệt độ 25oC đến 80oC Tác nhânđun 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 là0,45 kcal/kgđộ và nhiệt dung riêng trung bình của hỗn hợp rượu là0,85 Kcal/kgđộ

Hệ số truyền nhiệt của thiết bị là

Bài tập 2.9: Một thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm, dùng làm lạnh

một dung dịch có lưu lượng là 90 kg/phút 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 trungbình của dung dịch và của nước lần lượt là 2800 J/kg độ và 4186 J/kg

độ, hệ số truyền nhiệt của thiết bị là 340W/m2.độ, cho nhiệt tổn thấtbằng không

Diện tích bề mặt truyền nhiệt là

Bài tập 2.10: Một thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm dùng ngưng tụ hơi

rươu êtylíc với năng suất 500 kg/h biết hơi rượu ngưng tụ ở 78 0C, vàđược làm lạnh bằng nước lạnh có nhiệt độ vào là 20oC, nước đi ra là

40oC, diên tích truyền nhiệt của thiết bị bằng 30 m2, nhiệt dung riêngcủa rượu và nước lần lượt là 0,8 kcal/kg độ, 1 kcal/kg độ, cho ẩn nhiệtngưng tụ của rượu bằng 1800 kj/kg

Hệ số truyền nhiệt của thiết bị là

Bài tập 2.11: Một thiết bị ngưng tụ ống chùm để ngưng tụ hơi benzen

ở áp suất thường với năng suất 1000 Kg benzen/h Biết nhiệt độ hơibenzen ngưng tụ ở nhiệt độ 800C và ẩn nhiệt ngưng tụ rB=9,45Kcal/Kg nước dùng làm lạnh có nhiệt độ vào 240C và nhiệt độ ra 340CCho Qtt = 0

Lượng nhiệt trao đổi là

Bài tập 2.12: Một thiết bị trao đổi nhiệt ống xoắn ruột gà có đường

kính ống 8025 Chiều dài ống bằng 30 m và làm bằng đồng thau.Hơi nước bão hòa đi trong ống có áp suất tuyện đối 6 at để đun nóngcho dung dịch với năng suất 1500 kg/h từ 300C đến 800C Cho hệ sốcấp nhiệt của hơi nước là α11050 w/m2độ, và hệ số cấp nhiệt củadung dịch là α2 200w/m2độ

Lượng nhiệt truyền đi từ hơi nước cho dung dịch là:

Bài tập 1.13: Một thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm, dùng làm lạnh dung

dịch có nhiệt độ giảm từ 1200c xuống 600C Nước làm lạnh chảyngược chiều có lượng vào thiết bị 1,2 tấn/h, nhiệt độ vào 200C và đi ra

450C Cho nhiệt dung riêng của dung dịch và nước lần lượt là 0,8Kcal/

kg độ và 1Kcal/kg độ Tổn thất nhiệt độ ra môi trường 1000 Kcal/h Lưu lượng dung dịch vào thiết bị đi vào thiết bị là::

Bài tập 3.1: Một thùng chứa 1500 kg dung dịch KCl để nâng nồng độ

của nó từ 8% lên 30% khối lượng

lượng lượng nước cần tách ra là: (sai)

Thể tích của dung dịch sau khi cô đặc là :

Bài tập 3.3: Nồng độ ban đầu của dung dịch NaOH là 80 g trong 1 lít

dung dịch Khối lượng riêng của dung dịch là 1010 kg/m3, dung dịchsau khi cô đặc là 1,555 g/cm3, tương ứng với nồng độ dung dịch là

840 g/l

Lượng nước đã bốc hơi trên 1 tấn dung dịch ban đầu là.

Bài tập 3.4: Từ 2700 kg dung dịch ở nồng độ 12 % khối lượng đếm

cô đặc thu được 1500 kg

Nồng độ cuối của dung dịch là:

Bài tập 3.5: Một thiết bị bốc hơi làm việc ở áp suất khí quyển để cô

đặc dung dịch CaCl2 từ 10% lên 48% khối lượng Năng suất theo nhậpliệu của thiết bị là 1500 kg/h Hơi đốt là hơi nước bão hòa ở áp suấttuyệt đối ở 3 kg/cm2, nhiệt độ của hơi đốt là 132,80C, ẩn nhiệt ngưng

tụ là 518,1 kcal/kg, và hàm nhiệt của hơi thứ là 639 kcal/kg Biết diệntích bề mặt truyền nhiệt của thiết bị là 52m2, lượng hơi đốt sử dụng là1420,9 kg/h

Bài tập 3.6: Một thiết bị cô đặc dung dịch với năng suất 1,5 tấn/h

Nồng độ dung dịch tăng từ 20% lên 45% khối lượng Cô đặc ở áp suất

Trong phòng đốt có 60 ống truyền nhiệt, đường kính ống 802 mm

và chiều dài mỗi ống 4 m Dung dịch vào có nhiệt độ 250C và sảnphẩm ra có nhiệt độ là 900C nhiệt độ sôi trung bình của dung dịch

850c, nhiệt dung riêng trung bình của dung dịch là 75Kcal/Kg độ.Lượng hơi đốt sử dụng là:

Bài tập 3.7: Một thiết bị cô đặc làm việc ở áp suất khí quyển có năng

suất theo nhập liệu 3500 kg/h, nồng độ ban đầu là 18% khối lượng,sau khi cô đặc nồng độ tăng lên 46% khối lượng, nhiệt độ sôi trungbình của dung dịch trong thiết bị 1050 C, hơi đốt tiêu hao là 850 kg/h

áp suất dư của hơi đốt là 2 kg/cm2 Bề mặt truyền nhiệt của phòng đốt

có hệ số truyền nhiệt k = 370 w/m2.độ Tổn thất nhiệt ra môi trườngxung quanh bằng không

Diện tích truyền nhiệt của thiết bị là

Bài tập 3.8: một thiết bị cô đặc có áp suất tuyệt đối trong phòng bốc là

0,5at, hàm nhệt của hơi thứ bay lên là 2642.kj/kg Biết lượng nướclạnh đưa vào thiết bị ngưng tụ bazômét là 35m3/h nước vào nhiệt độ

200C và đi ra có nhiệt độ 400C Dung dịch NaOH có nồng độ đầu15% Khối lượng sau khi cô đặc nồng độ tăng lên 35% khôí lượng.Xác định năng suất thiết bị cô đặc

A 127,7 kg/h

B 1332 (Kg)

gỉ dày 5 mm Lớp cách nhiệt là vải amiăng 300

mm Nhiệt độ hai bên tường lần lượt là 1200C và

450C.biết hệ số dẫn nhiệt của thép không gỉ vàamiăng lần lượt là :λ117,5 ,w/ mđộ

gỉ dày 5 mm Lớp cách nhiệt là vải amiăng 300

mm Nhiệt độ hai bên tường lần lượt là 1200C và

450C.biết hệ số dẫn nhiệt của thép không gỉ vàamiăng lần lượt là :λ117,5 ,w/ mđộ

Nhiệt độ tiếp xúc ta giữa hai lớp tường là:

A, 119,980C

Bài tập 6-2a:Một tường lò hai lớp có lớp trong là gạch chịu lửa có

chiều dày 1 =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/mh độ, và

40 kcal/mh độ nhiệt độ trong lò t1 =8000c và nhiệt độ bên ngoài môitrường bằng t2=350C Cho hệ số cấp nhiệt của không khí nóng trong lò

và hệ số cấp nhiệt của môi trường ngoài lò lần lượt là  1=30 kcal/m 2h

Bài tập 6-2b:Một tường lò hai lớp có lớp trong là gạch chịu lửa có

chiều dày 1 =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/mh độ, và

40 kcal/mh độ nhiệt độ trong lò t1 =8000c và nhiệt độ bên ngoài môitrường bằng t2=350C Cho hệ số cấp nhiệt của không khí nóng trong lò

và hệ số cấp nhiệt của môi trường ngoài lò lần lượt là  1=30 kcal/m 2h

độ và  2 =14 kcal/m 2h độ, Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xungquanh là 1888,7 (kcal/m2h)

Nhiệt độ giữa hai lớp tường lò là

A, 170,4o C

Bài tập 6-2c:Một tường lò hai lớp có lớp trong là gạch chịu lửa có

chiều dày 1 =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/mh độ, và

40 kcal/mh độ nhiệt độ trong lò t1 =8000c và nhiệt độ bên ngoài môitrường bằng t2=350C Cho hệ số cấp nhiệt của không khí nóng trong lò

và hệ số cấp nhiệt của môi trường ngoài lò lần lượt là  1=30 kcal/m 2h

độ và  2 =14 kcal/m 2h độ,

Hệ số truyền nhiệt của tiết bị là:

A, 2,469 [kcal/m2h.độ]

Bài tập 6-3a: Một thiết bị phản ứng có có 3 lớp

vỏ, lớp trong bằng thép không gỉ, lớp giữa làbông thủy tinh và lớp ngoài là thép thường Biếtnhiệt độ thành trong thiết bị có nhiệt độ là 90

C

 và nhiệt độ bề mặt ngoài là 40C Chochiều dày lần lượt 3 lớp tường thép không rỉ,bông thủy tinh và thép thường,δ 1 20mm

100mm

δ2 , δ3 5mm Hệ số dẫn nhiệt lầnlượt các bức tường là:λ117,5 ,w/ mđộ0,0372

λ2 w/ mđộ , λ346,5w/ mđộ Nhiệttổn thất q=18,59 W/m2

Nhiệt độ tiếp xúc giữa vách tường thứ hai vớitường thứ 3

A, 40.00190C

Bài tâp 6-4a: Tường lò có hai lớp

Lớp gạch chịu lửa dày 1= 400 mm

lò tới tường 1= 30 Kcal/m2.h độ Hệ số cấpnhiệt từ tường đến không khí 2= 14 Kcal/m2h

độ Hệ số truyền nhiệt của quá trình là: 0,715[kcal/m2h.độ]

Nhiệt tổn thất ra môi trường là

A, 689,97 (kcal/m2h.độ)

Bài tâp 6-4b: Tường lò có hai lớp

Lớp gạch chịu lửa dày 1= 400 mm

Lớp gạch thường dày 2= 200 mm

Nhiệt độ bên trong của lò t1= 10000C, nhiệt độ của phòng xung quanh

lò t2 = 350C.Cho hệ số dẫn nhiệt của gạch chịu lửa λ1= 1,005 w/m oc

và của gạch thường λ2= 0,28 w/mđộ Biết hệ số cấp nhiệt từ khí trong

lò tới tường 1= 30 Kcal/m2.h độ Hệ số cấp nhiệt từ tường đến khôngkhí 2= 14 Kcal/m2h độ

Nhiệt độ tại bề mặt tường ngoài của tường tT2 là

A, 84,60C

Bài tâp 6-4c: Tường lò có hai lớp

Lớp gạch chịu lửa dày 1= 400 mm

Lớp gạch thường dày 2= 200 mm

Nhiệt độ bên trong của lò t1= 10000C, nhiệt độ

của phòng xung quanh lò t2 = 350C.Cho hệ số

dẫn nhiệt của gạch chịu lửa λ1= 1,005 w/m oc

và của gạch thường λ2= 0,28 w/mđộ Biết hệ

số cấp nhiệt từ khí trong lò tới tường 1= 30

Kcal/m2.h độ Hệ số cấp nhiệt từ tường đến

không khí 2= 14 Kcal/m2h độ

Hệ số truyền nhiệt của quá trình là:

A, 0,715 [kcal/m2h.độ]

Bài tâp 6-5a: Quá trình trao đổi nhiệt giữa hai

lưu thể qua tường phẳng một lớp nhiệt độ hai

dòng lưu thể lần lược t1 = 1150C t2 = 400C Bề dày tường  = 10 mm.Biết hệ số dẫn nhiệt của tường là 46,5 w/m.độ, hệ số cấp nhiệt từ lưuthể tới tường và từ tường đến lưu thể lần lược là 1 = 250 W/m2 độ; 2

= 12 W/m2độ

Hệ số truyền nhiệt của thiết bị là

A, 11,42w/m2h.độ,

Bài tâp 6-5b: Quá trình trao đổi nhiệt giữa hai lưu thể qua tường

phẳng một lớp nhiệt độ hai dòng lưu thể lần lược t1 = 115 0C t2 = 400C

Bề dày tường  = 10 mm Biết hệ số dẫn nhiệt của tường là 46,5w/m.độ, hệ số cấp nhiệt từ lưu thể tới tường và từ tường đến lưu thểlần lược là 1 = 250 W/m2 độ; 2 = 12 W/m2độ

Hệ số truyền nhiệt của thiết bị là 11,42w/m2h.độ,

Lượng nhiệt truyền đi từ lưu thể nóng tới lưu thể nguội là

A, 856,5 [w/m2 oC]

Bài tập 6-6a: Một tường lò 2 lớp, gồm Lớp vữa chịu lửa dày 1 =500mm, và lớp gạch dày 2 = 250 mm Nhiệt độ là 13000C Nhiệt độbên ngoài lò 400C.biết hệ số cấp nhiệt của không khí nóng tới tường là



1= 35kcal/m2 h độ, hệ số cấp nhiệt từ tường tới không khí bên ngoài

là 

2 = 8 kcal/m2 hđộ, cho 1 = 3 kcal/m.h.độ, 2 = 0,5 kcal/mh.độ

hệ số truyền nhiệt của quá trình là 1,21 (kcal/m2h.độ)

Lượng nhiệt truyền đi qua tường là

A, 30492 (kcal/h)

Bài tập 6-6b: Một tường lò 2 lớp, gồm Lớp vữa chịu lửa dày 1 =

500mm, và lớp gạch dày 2 = 250 mm Nhiệt độ là 13000C Nhiệt độbên ngoài lò 400C.biết hệ số cấp nhiệt của không khí nóng tới tường là

 1= 35kcal/m 2 h độ, hệ số cấp nhiệt từ tường tới không khí bên ngoài

là  2 = 8 kcal/m 2 hđộ, cho 1 = 3 kcal/m h.độ, 2 = 0,5 kcal/mh.độ. Nhiệt độ ta giữa 2 lớp tường là

A, 1002,34 0C

Bài tập 6-6c: Một tường lò 2 lớp, gồm Lớp vữa chịu lửa dày 1 =

500mm, và lớp gạch dày 2 = 250 mm Nhiệt độ là 13000C Nhiệt độbên ngoài lò 400C.biết hệ số cấp nhiệt của không khí nóng tới tường là

 1= 35kcal/m 2 h độ, hệ số cấp nhiệt từ tường tới không khí bên ngoài

là  2 = 8 kcal/m 2 hđộ, cho 1 = 3 kcal/m h.độ, 2 = 0,5 kcal/mh.độ.

Hệ số truyền nhiệt của quá trình là:

A, 1,21 (kcal/m2h.độ)

NHỮNG VÍ DỤ TÍNH TOÁN VẾ TRAO ĐỔI NHIỆT

Bài tập 7-1: Để nâng nhiệt độ của 100 kg H2O từ nhiệt độ 200C lên

800C.Biết nhiệt dung riêng của nước là 1kcal/kg độ

Lượng nhiệt cần thiết cần cung cấp là

A, 6000 [kcal]

Bài tập 7-2: Để làm bay hơi hoàn toàn 500 kg nước ở 119,80C Ápsuất làm việc là áp suất dư và bằng 1 at Biết ẩn nhiệt hoá hơi củanước là 427 kcal/kg

Lượng nhiệt cần thiết cần cung cấp là

A, 213500 [kcal]

Bài tập 7-3a: Một thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống lồng ống, dùng làm

lạnh một dung dịch có lưu lượng là 1200 kg/h từ nhiệt độ 100oC đến

60oC Dung dịch được làm lạnh bằng nước lạnh chảy cùng chiều, cónhiệt độ vào là 20oC, đi ra có nhiệt độ là 35oC Cho nhiệt dung riêngtrung bình của dung dịch và của nước lần lượt là 3800 J/kg độ và 1kcal/kg độ,

Lưu lượng nước cần sử dụng là

A, 2904,9 [kg/h]

Bài tập 7-3b: Một thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống lồng ống, dùng làm

lạnh một dung dịch có lưu lượng là 1200 kg/h từ nhiệt độ 100oC đến

60oC Dung dịch được làm lạnh bằng nước lạnh chảy cùng chiều, có

nhiệt độ vào là 20oC, đi ra có nhiệt độ là 35oC Cho nhiệt dung riêngtrung bình của dung dịch và của nước lần lượt là 3800 J/kg độ và 1kcal/kg độ, diện tích truyền nhiệt của thiết bị là 12 m2, cho luợng nhiệttrao đổi là 43573,8 [kcal/h]

Hệ số truyền nhiệt của của thiết bị là

A, 70,5 [kcal/m2h.độ]

Bài tập 7-3c: Một thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống lồng ống, dùng làm

lạnh một dung dịch có lưu lượng là 1200 kg/h từ nhiệt độ 100oC đến

60oC Dung dịch được làm lạnh bằng nước lạnh chảy cùng chiều, cónhiệt độ vào là 20oC, đi ra có nhiệt độ là 35oC Cho nhiệt dung riêngtrung bình của dung dịch và của nước lần lượt là 3800 J/kg độ và 1kcal/kg độ,

Luợng nhiệt trao đổi là

A, 43573,8 [kcal/h]

Bài tập 7-4a: Một thiết bị ngưng tụ ống chùm dùng ngưng tụ hơi êtylic

ở nhiệt độ không đổi 900C với năng suất 1,5Kg/s êtylic Nước lạnh vào

có nhiệt độ 250C vàđi ra 500C Cho ẩn nhiệt hóa hơi của rượu ở 1at làR=826 KJ/Kg

Lưu lượng nước lạnh vào thiết bị là

A, 11,83 kg/s

Bài tập 7-4b: Một thiết bị ngưng tụ ống chùm dùng ngưng tụ hơi êtylic

ở nhiệt độ không đổi 900C với năng suất 1,5Kg/s êtylic Nước lạnh vào

có nhiệt độ 250C vàđi ra 500C Cho ẩn nhiệt hóa hơi của rượu ở 1at làR=826 KJ/Kg Hệ số truyền nhiệt của thiết bị là 250 Kcal/m2h0C Luợng nhiệt trao đổi là 43573,8 [kcal/h]

Diện tích bề mặt truyền nhiệt là:

A, 81,19 [m2]

Bài tập 7-4c: Một thiết bị ngưng tụ ống chùm dùng ngưng tụ hơi êtylic

ở nhiệt độ không đổi 900C với năng suất 1,5Kg/s êtylic Nước lạnh vào

có nhiệt độ 250C vàđi ra 500C

Hiệu số nhiệt độ trung bình của của hai dòng lưu thể là:

BÀI TẬP TRAO ĐỔI NHIỆT.

Bài tập 7-1a: Tính lượng nhiệt chứa trong 1000 kg H2O ở 250C Biếtnhiệt dung riêng của nước là 4186 j/kg độ

Đs : A, 104650000 [w]

Bài tập 7-1b: Tính lượng nhiệt chứa trong 1000 kg H2O ở 500C Biếtnhiệt dung riêng của nước là 4186 j/kg độ

A, 209300000 [w]

Bài tập 7-2: Tính lượng nhiệt cần thiết làm bay hơi hoàn toàn 10 kg

nước ở nhiệt độ sôi (áp suất làm việc là 1 at) Biết ẩn nhiệt hoá hơicủa nước là 2264 kj/kg

A, 22640 [ kj]

Bài tập 7-3: Dùng hơi nước bão hòa ở áp suất dư 2 at để gia nhiệt

cho 1500 kg/h hỗn hợp rượu etylic từ 250C lên 850C Biết nhiệt dungriêng của rượu là 3500 j/kg độ, và ẩn nhiệt hoá hơi của hơi nước bãohoà là 518,1 kcal/kg

lượng hơi đốt cần thiết là:

A, 142,5 kg/h

Bài tập 7-4a: Một thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm làm việc

ngược chiều để đun nóng một hỗn hợp rượu với năng suất 600kg/h từnhiệt 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 riêngtrung bình của chất thải hữu cơ là 0,45 kcal/kgđộ và nhiệt dung riêngtrung bình của hỗn hợp rượu là 0,85 Kcal/kgđộ

Lưu lượng chất thải hữu cơ đưa vào đun nóng là:

A, 1558,3 kg/h,

Bài t p 7-4b: ập 2.8: Một thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm có diện tích bềmặt truyền nhiệt là 10 m2, làm việc ngược chiều để đun nóng một hỗnhợp rượu với năng suất 600kg/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 là0,45 kcal/kgđộ và nhiệt dung riêng trung bình của hỗn hợp rượu là0,85 Kcal/kgđộ

Hệ số truyền nhiệt của thiết bị là

A, 87,9 kcal/m2h độ

Bài tập 7-5a: Một thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm, dùng làm lạnh

một dung dịch có lưu lượng là 90 kg/phút 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 trungbình của dung dịch và của nước lần lượt là 2800 J/kg độ và 4186 J/kg

độ, cho nhiệt tổn thất bằng không

Lưu lượng nước cần sử dụngđể làm lạnh là:

A, 2,849 kg/s

Bài tập 7-5b: Một thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm, dùng làm lạnh

một dung dịch có lưu lượng là 90 kg/phút 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 trungbình của dung dịch và của nước lần lượt là 2800 J/kg độ và 4186 J/kg

độ, hệ số truyền nhiệt của thiết bị là 340W/m2.độ, cho nhiệt tổn thấtbằng không

Diện tích bề mặt truyền nhiệt là

b 17,6 m2

Bài tập 7-6a: Một thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm dùng ngưng tụ hơi

rươu êtylíc với năng suất 500 kg/h biết hơi rượu ngưng tụ ở 78 0C, vàđược làm lạnh bằng nước lạnh có nhiệt độ vào là 20oC, nước đi ra là

40oC, nhiệt dung riêng của rượu và nước lần lượt là 0,8 kcal/kg độ, 1kcal/kg độ, cho ẩn nhiệt ngưng tụ của rượu bằng 1800 kj/kg

Lượng nước lạnh đưa vào thiết bị là:

A, 10750 kg/h

Bài tập 7-6b: Một thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm dùng ngưng tụ hơi

rươu êtylíc với năng suất 500 kg/h biết hơi rượu ngưng tụ ở 78 0C, vàđược làm lạnh bằng nước lạnh có nhiệt độ vào là 20oC, nước đi ra là

40oC, diên tích truyền nhiệt của thiết bị bằng 30 m2, nhiệt dung riêngcủa rượu và nước lần lượt là 0,8 kcal/kg độ, 1 kcal/kg độ, cho ẩn nhiệtngưng tụ của rượu bằng 1800 kj/kg

Hệ số truyền nhiệt của thiết bị là

b 223,9 kcal/m2h độ

Bài tập 7-7a: Một thiết bị ngưng tụ ống chùm để ngưng tụ hơi benzen

ở áp suất thường với năng suất 1000 Kg benzen/h Biết nhiệt độ hơibenzen ngưng tụ ở nhiệt độ 800C và ẩn nhiệt ngưng tụ rB=9,45Kcal/Kg nước dùng làm lạnh có nhiệt độ vào 240C và nhiệt độ ra 340C.Cho Qtt = 0

Lượng nước đưa vào thiết bị là:

A, = 9450 kg/h

Bài tập 7-7b: Một thiết bị ngưng tụ ống chùm để ngưng tụ hơi benzen

ở áp suất thường với năng suất 1000 Kg benzen/h Biết nhiệt độ hơibenzen ngưng tụ ở nhiệt độ 800C và ẩn nhiệt ngưng tụ rB=9,45Kcal/Kg nước dùng làm lạnh có nhiệt độ vào 240C và nhiệt độ ra 340CCho Qtt = 0

Lượng nhiệt trao đổi là

A, 94500 Kcal/h

Bài tập 7-7c: Một thiết bị ngưng tụ ống chùm để ngưng tụ hơi benzen

ở áp suất thường với năng suất 1000 Kg benzen/h Biết nhiệt độ hơibenzen ngưng tụ ở nhiệt độ 800C và ẩn nhiệt ngưng tụ rB=9,45Kcal/Kg nước dùng làm lạnh có nhiệt độ vào 240C và nhiệt độ ra 340Cdiện tích bề mặt truyền nhiệt là 20 m2 Cho Qtt = 0

Hệ số truyền nhiệt của thiết bị là

c) 92,6 kcal/m2h0C

MỘT SỐ VÍ DỤ VỀ CÔ ĐẶC Bài tập 8-1: Một thùng chứa 1500 kg dung dịch KCl để nâng nồng độ

của nó từ 8% lên 30% khối lượng

lượng lượng nước cần tách ra là:

A, 1100 [kg]

Bài tập 8-2a: Cần làm bốc hơi nước từ 1 m3 dung dịch NaOH có khốilượng riêng 1560 kg/m3 nồng độ 65,% khối lượng để có khối lượngriêng 1840 kg/m3 (98,% khối lượng)

Thể tích của dung dịch sau khi cô đặc là :

A, 0,5623 [m3]

Bài tập 8-2b: Cần làm bốc hơi nước từ 1 m3 dung dịch NaOH có khốilượng riêng 1560 kg/m3 nồng độ 65,% khối lượng để có khối lượngriêng 1840 kg/m3 (98,% khối lượng)

lượng nước cần tách ra là :

A, 525,3 [kg]

Bài tập 8-2c: Cần làm bốc hơi bao nhiêu nước từ 1 m3 dung dịchNaOH có khối lượng riêng 1560 kg/m3 nồng độ 65,% khối lượng để cókhối lượng riêng 1840 kg/m3 (98,% khối lượng)

Khối lượng dung dịch sau khi cô đặc là :

A, 1034,7 [kg]

BÀI TẬP VỀ CÔ ĐẶC Bài tập 8-1: Nồng độ ban đầu của dung dịch NaOH là 80 g trong 1 lít

dung dịch Khối lượng riêng của dung dịch là 1010 kg/m3, dung dịchsau khi cô đặc là 1,555 g/cm3, tương ứng với nồng độ dung dịch là

840 g/l

Lượng nước đã bốc hơi trên 1 tấn dung dịch ban đầu là

A, w=853,7 kg

Bài tập 8-2: Từ 2700 kg dung dịch ở nồng độ 12 % khối lượng đếm

cô đặc thu được 1500 kg

Nồng độ cuối của dung dịch là:

A, 27% [khối lượng]

Bài tập 8-3a: Một thiết bị bốc hơi làm việc ở áp suất khí quyển để cô

đặc dung dịch CaCl2 từ 10% lên 48% khối lượng Năng suất theo nhập

lượng hơi thứ bốc hơi là:

A, 1187,5 (kg/h)

Bài tập 8-3b: Một thiết bị bốc hơi làm việc ở áp suất khí quyển để cô

đặc dung dịch CaCl2 từ 10% lên 48% khối lượng Năng suất theo nhậpliệu của thiết bị là 1500 kg/h dòng nhập liệu có nhiệt độ đầu là 200C

và sản phẩm ra có nhiệt độ 1100C, nhiệt độ sôi trung bình của dungdịch bằng 1070C Nhiệt dung riêng của dung dịch coi như không đổi vàbằng 0,8 kcal/kg độ Hơi đốt là hơi nước bão hòa ở áp suất tuyệt đối ở

3 kg/cm2, nhiệt độ của hơi đốt là 132,80C, ẩn nhiệt ngưng tụ là 518,1kcal/kg, và hàm nhiệt của hơi thứ là 639 kcal/kg

Chi phí hơi đốt là

A, 1420,9 (kg/h)

Bài tập 8-3c: Một thiết bị bốc hơi làm việc ở áp suất khí quyển để cô

đặc dung dịch CaCl2 từ 10% lên 48% khối lượng Năng suất theo nhậpliệu của thiết bị là 1500 kg/h Hơi đốt là hơi nước bão hòa ở áp suấttuyệt đối ở 3 kg/cm2, nhiệt độ của hơi đốt là 132,80C, ẩn nhiệt ngưng

tụ là 518,1 kcal/kg, và hàm nhiệt của hơi thứ là 639 kcal/kg Biết diệntích bề mặt truyền nhiệt của thiết bị là 52m2, lượng hơi đốt sử dụng là1420,9 kg/h

Hệ số truyền nhiệt

A, 548,7 [kcal/m2h.độ]

BÀI TẬP MỞ RỘNG VÀ NÂNG CAO NÂNG CAO

Bài tập 6-1b: Một lò đốt ba lớp hình

trụ, có đường kính trong lò là 1m, lớptrong xây bằng gạch chịu lửa dày 25

cm, lớp giữa là bông thuỷ tinh dày 30

cm, lớp ngoài cùng băng thép dày1cm, chiều dài tương bằng 3 m Biếtnhiệt độ trong lò t1=8500c, nhiệt độkhông khí bên ngoài lò băng t2=

300C Cho hệ só cấp nhiệt của khôngkhí nóng và của không khí bên ngoàilần lượt là  1=30kcal/m 2h độ và 2=11kcal/m 2h độ

Hệ số truyền nhiệt của quátrình là :

A, 0,08977 9 (kcal/ m2h.đ )ộ)

Bài tập 6-1a: Một lò đốt ba lớp hình

trụ, có đường kính trong lò là 1m, lớptrong xây bằng gạch chịu lửa dày 25

cm, lớp giữa là bông thuỷ tinh dày 30

cm, lớp ngoài cùng băng thép dày1cm, chiều dài tương bằng 3 m Biếtnhiệt độ trong lò t1=8500c, nhiệt độkhông khí bên ngoài lò băng t2=

300C Cho hệ só cấp nhiệt của khôngkhí nóng và của không khí bên ngoàilần lượt là  1=30kcal/m 2h độ và 2=11kcal/m 2h độ Hệ số truyền nhiệtcủa quá trình là 0,08977 9 (kcal/

cm, lớp giữa là bông thuỷ tinh dày 30

cm, lớp ngoài cùng băng thép dày1cm, chiều dài tương bằng 3 m Biếtnhiệt độ trong lò t1=8500c, nhiệt độkhông khí bên ngoài lò băng t2=

khí nóng và của không khí bên ngoài lần lượt là  1=30kcal/m 2h độ

và  2=11kcal/m 2h độ

Lương nhiệt tổn thất ra môi trường là1386,8 [kcal]

Nhiệt độ giữa hai vách tường 1 và 2 là :

A, ta =810,50 C

Bài tập 6-1d: 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 t1=8500c, nhiệt độ

không khí bên ngoài lò băng t2=

300C Cho hệ só cấp nhiệt của không

khí nóng và của không khí bên ngoài

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 t1=8500c, nhiệt độ

không khí bên ngoài lò băng t2=

300C Cho hệ só cấp nhiệt của không

khí nóng và của không khí bên ngoài

lần lượt là  1=30kcal/m 2h độ và 

2=11kcal/m 2h độ

Lương nhiệt tổn thất ra môi trường

là1386,8 [kcal]

Nhiệt độ bề mặt ngoài cùng của tường là :

A, tT2 =36,3 0C

Bài tập 6-2a: Một thiết bị trao đổi nhiệt ống xoắn ruật gà với ống

truyền nhiệt có đường kính 1002 mm dài 20 m được làm bằngđồng đỏ Biết lưu thể nóng đi trong ống truyền nhiệt là hơi nước bãohoà có áp suất tuyệt đối bằng 2 at nhiệt độ 119,6 oC, nhiệt độ của lưuthể nguội bên ngoài ống truyền nhiệt là 1080C, hệ số cấp nhiệt củahơi nước bão hoà là 9800 w/m2 độ, hệ số cấp nhiệt của lưu thể nguội

là 350w/m2 độ

Hệ số truyền nhiệt của thiết bị là:

A, 337,3 w/m2độ

Bài tập 6-2b: Một thiết bị trao đổi nhiệt ống xoắn ruật gà với ống

truyền nhiệt có đường kính 1002 mm dài 20 m được làm bằngđồng đỏ Biết lưu thể nóng đi trong ống truyền nhiệt là hơi nước bãohoà có áp suất tuyệt đối bằng 2 at, nhiệt độ của lưu thể nguội bênngoài ống truyền nhiệt là 1080C, Hệ số truyền nhiệt của thiết bị là337,3 w/m2độ

Lương nhiệt truyền đi từ lưu thể nóng tới lưu thể nguội là :

B, 24062,9 [w]

Bài tập 6-3a: Một thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm với số ống truyền

nhiệt là 90 đường kính 602 mm Chiều dài ống 3 m, ống làm bằngđồng thau Thiết bị dùng làm nguội dung dịch từ 1200C xuống 400Cbằng nước lạnh chảy ngược chiều, nước vào 200C và đi ra 350C Biết

hệ số cấp nhiệt của dung dịch là 240 Kcal/m2h độ, hệ số cấp nhiệt củanước lạnh là 150Kcal/m2h độ

Hệ số truyền nhiệt của thiết bị là:

A, 92 kcal/m2h độ

Bài tập 6-3b: Một thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm với số ống truyền

nhiệt là 90 đường kính 602 mm Chiều dài ống dây 3 m, ống làm bằng đồng thau Thiết bị dùng làm nguội dung dịch từ 1200C xuống

400C bằng nước lạnh chảy ngược chiều, nước vào 200C và đi ra 350C

Hệ số truyền nhiệt của thiết bị là 92 kcal/m2h độ

Lượng nhiệt trao đổi giữa 2 lưu thể là :

A, 203111,4 (Kcal/h)

Bài tâp 6-4: Một ống truyền nhiệt có đường kính

1002 mm dài 40m được làm bằng đồng đỏ Nhiệt

độ 2 bên tường lần lượt là 1150C và 450C

lượng nhiệt dẫn qua tường ống là

A, 165312 [kw]

Bài tâp 6-5a: 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 dày 30

mm Nhiệt độ bề mặt ngoài lớp cách nhiệt là 450C, bề mặt trong ống là

2000C Cho hệ số dẫn nhiệt của chất cách nhiệt làm bằng sợi amiăngbằng 0,115 w/mđộ.và của thép không gỉ là 17,5 W/m2 độ

lượng nhiệt tổn thất của ống dẫn hơi là

A, 5033,4 [w]

Bài tâp 6-6a: Ống dẫn hơi nước bão hoà có đường kính 1002 mm,

làm bằng đồng thanh.Bên ngoài bọc lớp cách nhiệt bằng bông thủytinh dày 50 mm Biết nhiệt độ tT 1 = 1200C và tT 2 = 350C

Lượng nhiệt tổn thất qua 1m chiều dài ống là

A, 18,5[ w],

Bài tâp 6-6b: Ống dẫn hơi nước bão hoà có đường kính 1002 mm,

làm bằng đồng thanh.Bên ngoài bọc lớp cách nhiệt bằng bông thủytinh dày 50 mm như Biết nhiệt độ tT 1 = 1200C và tT 2 = 350C

nhiệt độ tiếp xúc giữa hai lớp tường là:

A, 119,98oC ,

Bài tâp 6-7a Một thiết bị phản ứng làm bằng thép inox dày

10 mm nếu như nhiệt độ mặt lớp bọc cách nhiệt ngoài của

nồi là 400C Chiều dày lớp bọc cách nhiệt là 300 mm

Nhiệt kế cắm sâu vào 80 mm kể từ bề mặt ngoài và chỉ 700C Hệ sốdẫn nhiệt của lớp bọc cách nhiệt 0,279 w/mđộ, của inox là 30 w/mđộ.Nhiệt tổn thất ra môi trường là:

A, 104,6 w/m2 ,

Bài tâp 6-7b Một thiết bị phản ứng làm bằng thép inox dày

10 mm nếu như nhiệt độ mặt lớp bọc cách nhiệt ngoài của

nồi là 400C

Chiều dày lớp bọc cách nhiệt là 300 mm

Nhiệt kế cắm sâu vào 80 mm kể từ bề mặt ngoài và chỉ

700C Hệ số dẫn nhiệt của lớp bọc cách nhiệt 0,279 w/mđộ,

của inox là 30 w/mđộ

Nhiệt độ tiếp xúc giữa hai lớp vỏ thép là :

A, 152,4 oC

Bài tâp 6-8a: Thiết bị trao đổi nhiệt làm bằng thép không gỉ có chiều

dày 1= 5mm Lớp cách nhiệt làm bằng sợi amiăng có chiều dày 2=50

mm, và hệ số dẫn nhiệt là 0,1115 w/m độ Cho 1 = 200 w/m2độ ; 2 =

12 w/m2độ Nhiệt độ chất lỏng bên trong thiết bị trao đổi nhiệt t1 =

800C Nhiệt độ không khí bên ngoài t2 = 300C

Nhiệt độ tổn thất ra môi trường là

A, 93 w/m2 ,

Bài tâp 6-8b: Thiết bị trao đổi nhiệt làm bằng thép không gỉ có chiều

dày 1= 5mm Lớp cách nhiệt làm bằng sợi amiăng có chiều dày 2=50

mm, và hệ số dẫn nhiệt là 0,1115 w/m độ Cho 1 = 200 w/m2độ ; 2 =

12 w/m2độ Nhiệt độ chất lỏng bên trong thiết bị trao đổi nhiệt t1 =

800C Nhiệt độ không khí bên ngoài t5 = 300C

Nhiệt độ bề mặt trong của thiết bị là:

A, 79,53oc

Bài tập 6-9a 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 chodung dịch bên trong ống truyền nhiệt Vỏ thiết bị được làm bằng thépdày 4 mm Nhiệt độ không khí xung quanh là 300C cho hệ số cấp

Hình 21

Hình 21

6-nhiệt của không khí và của hơi nước lần lượt là 16 kcal/m2h độ và

11500 kcal/m2h độ

Lượng nhiệt tổn thất là:

A, 1432.5 kcal/m2hđộ ,

Bài tập 6-9b 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 chodung dịch bên trong ống truyền nhiệt Vỏ thiết bị được làm bằng thépdày 4 mm Nhiệt độ không khí xung quanh là 300C cho hệ số cấpnhiệt của không khí và của hơi nước lần lượt là 16 kcal/m2h độ và

mm hệ số dẫn nhiệt là 17,5 w/m độ, diện tích của vỏ bọc ngoài củathiết bị là 12 m2 Nhiệt độ không khí xung quanh là 350C Cho hệ sốcấp nhiệt của không khí và của hơi nước lần lượt là 16,5 w/m2độ, và

mm, diện tích của vỏ bọc ngoài của thiết bị là 12 m2 Nhiệt độ khôngkhí xung quanh là 350C Cho hệ số cấp nhiệt của không khí và của hơinước lần lượt là 16,5 w/m2độ, và 12000 w/m2độ

Nhiệt độ bên bề mặt trong của vỏ thiết bị

A, 132.78oC,

Bài tập 7-1a: Một thiết bị trao đổi nhiệt ống xoắn ruột gà có đường

kính ống 8025 Chiều dài ống bằng 30 m và làm bằng đồng thau.Hơi nước bão hòa đi trong ống có áp suất tuyện đối 6 at để đun nóngcho dung dịch từ 300C đến 800C với năng suất 1500 kg/h Cho hệ sốcấp nhiệt của hơi nước là α11050 w/m2độ, và hệ số cấp nhiệt củadung dịch là α2 200w/m2độ

Hệ số truyền nhiệt của thiết bị là:

A, K=6,8 W/m2 .độ

Bài tập 7-1b: Một thiết bị trao đổi nhiệt ống xoắn ruột gà có đường

kính ống 8025 Chiều dài ống bằng 30 m và làm bằng đồng thau.Hơi nước bão hòa đi trong ống có áp suất tuyện đối 6 at để đun nóngcho dung dịch với năng suất 1500 kg/h từ 300C đến 800C Cho hệ sốcấp nhiệt của hơi nước là α11050 w/m2độ, và hệ số cấp nhiệt củadung dịch là α2 200w/m2độ

Lượng nhiệt truyền đi từ hơi nước cho dung dịch là:

A, 129457,17 (Kcal/h)

Bài tập 7-1: Một thiết bị trao đổi nhiệt ống xoắn ruột gà có đường kính

ống 8025 Chiều dài ống bằng 30 m và làm bằng đồng thau Hơinước bão hòa đi trong ống có áp suất tuyện đối 6 at để đun nóng chodung dịch từ 300C đến 800C với năng suất 1500 kg/h Cho hệ số cấpnhiệt của hơi nước là α11050 w/m2độ, và hệ số cấp nhiệt của dungdịch là α2 200w/m2độ

Lượng nhiệt truyền đi từ hơi nước cho dung dịch là:

A, 129457,17 (Kcal/h)

Bài tập 7-2a: Một thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm, dùng làm lạnh dung

dịch có nhiệt độ giảm từ 1200c xuống 600C Nước làm lạnh chảyngược chiều có lượng vào thiết bị 1,2 tấn/h, nhiệt độ vào 200C và đi ra

450C Cho nhiệt dung riêng của dung dịch và nước lần lượt là 0,8Kcal/

kg độ và 1Kcal/kg độ Tổn thất nhiệt độ ra môi trường 1000 Kcal/h Lưu lượng dung dịch vào thiết bị đi vào thiết bị là::

A, 645,83 kg/h

Bài tập 7-2b: Một thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm có số ống là 100,

đường kính ống 1002 chiều dài ống 3m, dùng làm lạnh dung dịch

có nhiệt độ giảm từ 1200c xuống 600C Nước làm lạnh chảy ngượcchiều có lượng vào thiết bị 1,2 tấn/h, nhiệt độ vào 200C và đi ra 450C.Cho nhiệt dung riêng của dung dịch và nước lần lượt là 0,8Kcal/kg độ

và 1Kcal/kg độ Tổn thất nhiệt độ ra môi trường 1000 Kcal/h

Hệ số truyền nhiệt của thiết bị là:

A, 5,84 kcal/m2h0C

Bài tập 7-3a: Một thiết bị truyền nhiệt ống chùm dùng làm nguội khí

Nitơ từ nhiệt độ 800C xuống 350C bằng nước lạnh chảy ngược chiều

có nhiệt độ vào 220C và đi ra 320C Năng suất ở diều kiện tiêu chuẩn

là 1240m3/h Khối lượng riêng của khí Nitơ là 1,25Kg/m3 nhiệt dungriêng của khí Nitơ là Cn=0,25 Kcal/Kg độ Hệ số truyền nhiệt của thiết

bị K=60 kcal/m2h độ

Lượng nhiệt truyền cho khí N2 là

A, 17437,5(Kcal/h)

Bài tập 7-3b: Một thiết bị truyền nhiệt ống chùm dùng làm nguội khí

Nitơ từ nhiệt độ 800C xuống 350C bằng nước lạnh chảy ngược chiều

có nhiệt độ vào 220C và đi ra 320C Năng suất ở diều kiện tiêu chuẩn

là 1240m3/h Khối lượng riêng của khí Nitơ là 1,25Kg/m3 nhiệt dungriêng của khí Nitơ là Cn=0,25 Kcal/Kg độ Hệ số truyền nhiệt của thiết

bị K=60 kcal/m2h độ

Lượng nước làm lạnh cần thiết là

A, 1743,8 kg/h

Bài tập 7-3c: Một thiết bị truyền nhiệt ống chùm dùng làm nguội khí

Nitơ từ nhiệt độ 800C xuống 350C bằng nước lạnh chảy ngược chiều

có nhiệt độ vào 220C và đi ra 320C Năng suất ở diều kiện tiêu chuẩn

là 1240m3/h Khối lượng riêng của khí Nitơ là 1,25Kg/m3 nhiệt dungriêng của khí Nitơ là Cn=0,25 Kcal/Kg độ Hệ số truyền nhiệt của thiết

bị K=60 kcal/m2h độ

Diện tích bề mặt truyền nhiệt

A F = 10,8 m2

Bài tập 7-4: Có 5 tấn dung dịch clorua canxi được đun nóng sau 3 h,

bằng 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 môitrường xung quanh trung bình là 600 kcal/h Nhiệt độ ban đầu củadung dịch 200C

Nhiệt dung riêng trung bình của dung dịch là 0,7 kcal/kgđộ

Nhiệt độ của dung dịch sau khi đun nóng là

A 64,6 oC

Bài tập 7-5a: Một thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm dùng đun nóng một

dung dịch đường với năng suất 800 kg/h, từ nhiệt độ 300C đến 800C,lưu thể nóng có nhiệt độ giảm từ 120 xuống 850C Biết hệ số truyềnnhiệt của thiết bị

k= 30kcal/m2h độ, nhiệt dung riêng của dung dịch đường và của lưuthể nóng lần lượt là 480 kj/kg độ,310 kj/kgđộ

lượng lưu thể nóng vào thiết bị là

A, G1= 1770,9 kg/h

Bài tập 7-5b: Một thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm dùng đun nóng một

dung dịch đường với năng suất 800 kg/h, từ nhiệt độ 300C đến 800C,lưu thể nóng có nhiệt độ giảm từ 120 xuống 850C Biết hệ số truyềnnhiệt của thiết bị

k= 30kcal/m2h độ, nhiệt dung riêng của dung dịch đường và của lưuthể nóng lần lượt là 480 kj/kg độ,310 kj/kgđộ

Diện tích bề mặt truyền nhiệt của thiết bị là

A, 32,18 m2

Bài tập 7-6a: 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 1000C.Hơi nước có hàm nhiệt là 2677.103J/kg dung môi được đun nóng cólưu lượng là 800kg/h từ 250C lên 700C, với nhiệt dung riêng của dungmôi coi như không đổi và bằng 3200J/Kg độ Nhiệt tổn thất bằng 5%tổng lượng nhiệt vào, cho hệ số truyền nhiệt là 570Kcal/m2h độ

Lưu lượng hơi đốt cần dùng là

A, = 55,73 kg/h ,

Bài tập 7-6b: 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 1000C.Hơi nước có hàm nhiệt là 2677.103J/kg dung môi được đun nóng cólưu lượng là 800kg/h từ 250C lên 700C, với nhiệt dung riêng của dungmôi coi như không đổi và bằng 3200J/Kg độ Nhiệt tổn thất bằng 5%tổng lượng nhiệt vào, cho hệ số truyền nhiệt là 570Kcal/m2h độ

Bề mặt truyền nhiệt cần thiết là

A, 1 m2

Bài tập 8-1a: Một thiết bị cô đặc làm việc ở áp suất khí quyển có năng

suất theo nhập liệu 3500 kg/h, nồng độ ban đầu là 18% khối lượng,sau khi cô đặc nồng độ tăng lên 46% khối lượng, nhiệt độ sôi trungbình của dung dịch trong thiết bị 1050 C, hơi đốt tiêu hao là 850 kg/h

áp suất dư của hơi đốt là 2 kg/cm2 Bề mặt truyền nhiệt của phòng đốt

có hệ số truyền nhiệt k = 370 w/m2.độ Tổn thất nhiệt ra môi trườngxung quanh bằng không

Lương nước tách ra khỏi dung dịch là

A, 2130,4 kg/h

Bài tập 8-1b: Một thiết bị cô đặc làm việc ở áp suất khí quyển có năng

suất theo nhập liệu 3500 kg/h, nồng độ ban đầu là 18% khối lượng,sau khi cô đặc nồng độ tăng lên 46% khối lượng, nhiệt độ sôi trungbình của dung dịch trong thiết bị 1050 C, hơi đốt tiêu hao là 850 kg/h

áp suất dư của hơi đốt là 2 kg/cm2 Bề mặt truyền nhiệt của phòng đốt

có hệ số truyền nhiệt k = 370 w/m2.độ Tổn thất nhiệt ra môi trườngxung quanh bằng không

Diện tích truyền nhiệt của thiết bị là

b 49,78m2

Bài tập 8-2: một thiết bị cô đặc có áp suất tuyệt đối trong phòng bốc là

0,5at Biết lượng nước lạnh đưa vào thiết bị ngưng tụ bazômét là35m3/h nước vào nhiệt độ 250C và đi ra có nhiệt độ 400C Dung dịchNaOH có nồng độ đầu 15% Khối lượng sau khi cô đặc nồng độ tănglên 35% khôí lượng Xác định năng suất thiết bị cô đặc

Đs : Gđ=1332 (Kg/h)

Bài tập 8-3: Một thiết bị cô đặc dung dịch với năng suất 1,5 tấn/h

Nồng độ dung dịch tăng từ 20% lên 45% khối lượng Cô đặc ở áp suấtkhí quyển Hơi đốt đưa vào thiết bị có áp suất dư là 7at độ ẩm 5%.Trong phòng đốt có 60 ống truyền nhiệt, đường kính ống 802 mm

và chiều dài mỗi ống 4 m Dung dịch vào có nhiệt độ 250C và sảnphẩm ra có nhiệt độ là 900C nhiệt độ sôi trung bình của dung dịch

850c, nhiệt dung riêng trung bình của dung dịch là 75Kcal/Kg độ Xácđịnh :

a)Lượng hơi đốt sử dụng

b)Hệ số truyền nhiệt của thiết bị

Đs : a) D=960,7(Kg/h)

b) K=95,62 kcal/m2h độ

Bài tập 8-4 Một thiết bị cô đặc 1 nồi làm việc liên tục dùng cô đặc

dung dịch NaNO3 từ nồng độ 12% đến 4% khối lượng và năng suấttheo vật liệu vào 5000Kg/h dung dịch có nhiệt dung riêng 0,88Kcal/Kg độ Dung dịch vào có nhiệt độ 340C và nhiệt độ dung dịch ra

là 730C, nhiệt độ sôi trung bình của dung dịch là 700C hơi đốt vào thiết

bị có áp suất 4at , nhiệt độ 1430C và ẩn nhiệt r=511,1 Kcal/Kg Thiết

bị làm việc ở áp suất chân không với áp suất tuyệt đối là 0,2 at hàmnhiệt hơi thứ I=2609KJ/Kg Cho nhiệt tổn thất Qtt=1500Kcal/h, diệntích truyền nhiệt F=50m2

Tính:

a)Lượng hơi thứ bay lên

b)Lượng hơi đốt vào thiết bị

c)T ính hệ số truyền nhiệt thiết bị

Đs : a) W =3500 (kg/h)

b) D = 4105 (kg/h)

c) K = 547,8 kcal/m2h độ

Bài tập 8-5: Dung dịch xút nhập liệu vào thiết bị cô đặc làm việc ở áp

suất chân không bằng 0,6 at, nhiệt lượng riêng của hơi thứ là 629,2kcal/kg Với năng suất theo nhập liệu là.2500 kg/h dung dịch NaOH,nồng độ từ 8% lên 35% khối lượng.hơi đốt là hơi nước bão hoà có ápsuất tuyệt đối là 2 at, nhiệt độ của hơi đốt là 119,6 oC Biết rằng nhiệt

độ của nhập liệu và sản phẩm là 250C và 850C Ẩn nhiệt ngưng tụ củahơi đốt là 2208 kj/kg, dung riêng của dung dịch đầu là 3,2 kJ/kg.độ.tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh là 120 kcal, và hệ số truyềnnhiệt K = 220 kcal/m2h độ, nhiệt độ sôi trung bình của dung dịch trongthiết bị bằng 800C

Tính:

a)Tính lượng hơi thứ tách ra khỏi dung dịch?

b)Tính lượng hơi đốt cần thiết ?

c)Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt?

Đs : a) w = 1928,5 kg/h ,

b) D =2207,2 kg/h ,

c) F = 133,64 m2

HƯỚNG DẪN GIẢI CÁC BÀI TẬP VÀ ĐÁP ÁN

TRONG SÁCH GIÁO TRÌNH

Bài tâp 6-1:

Tường phẳng 2 lớp, Lớp thép không gỉ dày

5 mm Lớp cách nhiệt là vải amiăng 300 mm

Nhiệt độ hai bên tường lần lượt là 1200C và

450C.Biết hệ số dẫn nhiệt của thép không rỉ và của

Theo phương trình dẫn nhiệt qua tường phẳng

0,005120 45λ

1

T2 T1

δ

ttF

0,005120

λ

δqt

t

1

1 T1

a     69,73 =119,98 0C

Bài tập 6-2: Một tường lò hai lớp có lớp trong là gạch chịu lửa có

chiều dày 1 =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/mh độ, và

40 kcal/mh độ nhiệt độ trong lò, t1 =8000C và nhiệt độ bên ngoài môitrường bằng t2=35 0C Cho hệ số cấp nhiệt của không khí nóng trong

lò và hệ số cấp nhiệt của môi trường ngoài lần lượt là  1=30 kcal/m 2h

nhiệt truyền đi theo công thức sau

2 1

1 1

01

01

3

030

b)Nhiệt độ giữa hai vách tường:

Vì truyền nhiệt ổn định nên q1 =q =1(t1-tT1)

1888 = 170,40C

Bài tập 6-3: 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 Biếtnhiệt độ thành trong thiết bị có nhiệt độ là 90C và nhiệt độ bề mặtngoài là 40C Cho chiều dày lần lượt 3 lớp tường thép không gỉ,bông thủy tinh và thép thường,δ120mm, δ2 100mm, δ3 5mm Hệ

số dẫn nhiệt lần lượt các bức tường là:λ117,5 ,w/mđộ λ20,0372w/mđộ, λ3 46,5w/mđộ

Xác định :

a)Lượng nhiệt tổn thất qua 1m2 tường

b)Nhiệt độ tiếp xúc giữa các vách tường

0,117,5

0,02

4090λ

δλ

δ

λ

δ

tt

3

3 2

2

1

1

T2 T1

δ

ttF

17,5

0,0218,5990

λ

δqt

t

1

1 T1

