BÀI 1: ( BÀI 12.6 tr 276): Vách lò thép dày 20 mm, λ = 58 W/mK; nhiệt độ khí lò tf1 = 1000 oC ; áp suất p = 34 bar. HSTN khí lò tới vách α1 = 116 W/m2K ; từ vách lò đến nước α2 = 2320 W/m2K. Xác đònh q , nhiệt độ bề mặt vách lò. Nhiệt độ nước sôi: tf1 = 240 oC Giải: HSTN qua vách phẳng: k = 106,4 W/m2K k= 1 δ + + α1 λ α MĐDN q = k(tf1 – tf2) = 80864 W/m2K. Nhiệt độ bề mặt vách lò: t w1 = t f − q α1 303 oC ; 275 oC NHẬN XÉT: - Giá trò HSTN k so với Hệ số toả nhiệt - Nhiệt độ vách chênh lệch nhiệt độ vách tw2 = t f + q α2 BÀI 2: Ống dẫn thép dtr/dng = 200 / 216 mm có λ1 = 47 W/(mK) bọc lớp cách nhiệt dày 120 mm, có λ2 = 0,8 W/(mK). Nhiệt độ t1 = 360 oC ; hệ số TNĐL phía α1 = 120 W/(m2K) . Không khí bên có t2 = 25 oC; α2 = 11 W/(m2K). - Hãy tính tổn thất nhiệt m ống qL - Xác đònh nhiệt độ bề mặt lớp cách nhiệt. Giải: kL = Hệ số truyền nhiệt, tính theo 1m chiều dài ống kL = =1,412 W / mK 0,708 d i +1 1 +∑ + ln di α d3 α1d1 2λi Tổn thất nhiệt, tính cho 1m ống: qL = πkL(tf1 – tf2) = π x 1,412(360 – 25) = 1485,28 kW/m Nhiệt độ bề mặt lớp cách nhiệt: t w3 = t f + qL α 2πd = 119,3 C o tw2 d3 qL = t w3 + ln = 340,20 C 2πλ2 d BÀI 3: (BÀI 12.9 tr 277): ống dẫn gió nóng cho lò cao, tốc độ gió ω1 = 35 m/s; tf1 = 800 oC. có 03 lớp : gạch chòu lửa δ1 = 250 mm , λ1 = 1,17 W/m; thép δ2 = 10 mm , λ2 = 46,5 W/mK; cách nhiệt δ3 = 200 mm , λ3 = 0,174 W/mK; Đường kính d1 = 1000 mm, không khí xung quanh tf2 = 10 oC , ω2 = m/s. Tính tổn thất nhiệt m đường ống (bỏ qua xạ). Giải: TN qua vách trụ lớp Tổn thất nhiệt m đường ống: ql = klπ (t f − t f ) n d 1 1 +∑ ln i +1 + Rl = = kl α1d1 i =1 2λi d i α d n +1 Với d2 = d1 + 2δ1 d3 = d2 + 2δ2 d4 = d2 + 2δ3 ¾ Cần tính HSTN phía phía ống Tính α1: Không khí chuyển động cưỡng ống KTXD d1 = 1m; NĐXĐ tf1 = 800 oC Ref1 = 2,6*105 > 104 Nuf1 = 0,018 Ref10,8 = 382 -> chảy rối -> α1 = 27,4 W/m2K Tính α2: Không khí chuyển động ngang ống đơn KTXD d4 = 1,92m; NĐXĐ tf2 = 10 oC Ref2 = 5,45*105 > 104 Nuf2 = 0,245 Ref20,6 = 680 KẾT QUẢ: -> chảy rối -> α2 = 8,85 W/m2K kl = 0,94 W/m2K ql = 2330 W/m BÀI 4: Cần gia nhiệt dầu G2 = 1000 kg/h từ t’2 = 20 oC đến t’’2 = 180 oC khói nóng có t’1 = 280 oC. Biết t’’1 = 200 oC; k = 35 W/(m2K); cp1 = 1,1 kJ/(kgK); cp2 = 2,3 kJ/(kgK). Tính diện tích TĐN (F) bố trí dòng chuyển động ngược chiều. GIẢI: Sử dụng PT TRUYỀN NHIỆT Q = kF Δt Chênh lệch nhiệt độ hai đầu thiết bò: t’1 - t’’2 = 280 – 180 = 100 oC = Δtmin t’’1 - t’2 = 200 – 20 = 180 oC = Δtmax Độ chênh nh/độ trung bình: Δt = Δt max − Δt 180 − 100 = = 136o C 180 Δt ln ln max 100 Δt Nhiệt lượng cấp cho dầu: Q = G2 cp2 (t’’2 - t’2 ) = 1000 . 2,3 (180 – 20)/3600 = 102,2 kW Vậy F = Q k Δt = 102,2 / (0,035 . 136,1) = 21,46 m2 BÀI 5: Thiết bò đun nước nóng khói thải từ ĐCĐT, loại lưu động ngược chiều, có thông số sau: Phía khói nóng: G1 = 0,8 kg/s; cp1 = 1,12 kJ/(kgK); t’1 = 450 oC. Phía nước: G2 = 3,2 kg/s; cp2 = 4,18 kJ/(kgK); t’2 = 50 oC Diện tích truyền nhiệt F = 15 m2; k = 85 W/(m2K). a) Hãy tính Q; nhiệt độ khói nước. b) Nếu động vận hành non tải với G1* = 0,5G1, điều kiện ban đầu khác không thay đổi nhiệt lượng trao đổi nhiệt độ nước bao nhiêu? GIẢI: a) Tính Q nhiệt độ cuối chất, dùng pp NTU Chênh lệch nhiệt độ hai đầu thiết bò: C1 = G1 cp1 = 0,8 . 1,12 = 0,896 kW/K = Cmin C2 = G2 cp2 = 3,2 . 4,18 = 13,376 kW/K = Cmax Nhiệt lượng truyền cực đại: Qmax = Cmin (t’1 - t’2 ) = 0,896 (450 – 50) = 358,4 kW * C = Cmin Cmax = 0,896 / 13,376 = 0,067 NTU = kF/Cmin = 85 . 15 / 896 = 1,42 Hiệu suất thiết bò (tra đồ thò): ε = 0,72 Nhiệt lượng trao đổi: Q = ε Qmax = 0,72 . 358,4 = 258 kW Nhiệt độ khói thoát: Nhiệt độ nước ra: t1’’ = t1’ – Q/C1 = 450 – 258 / 0,896 = 162 oC t2’’ = t2’ + Q/C2 = 50 + 258 / 13,376 = 69,3 oC b) Nếu động vận hành non tải với G1* = 0,5G1 Cmin giảm lần -> C* giảm lần = 0,033 NTU tăng lần = 2,84 Qmax giảm lần HS truyền nhiệt lúc = 0,92 Do vậy: Q = 0,92. 358,4 / = 164,8 kW t2’’ = 50 + 164,8 / 13,376 = 62,3 oC . t’’ 2 = 28 0 – 180 = 100 o C= Δt min t’’ 1 - t’ 2 = 20 0 – 20 = 180 o C= Δt max Độ chênh nh/độ trung bình: Nhiệt lượng cấp cho dầu: Q = G 2 c p2 (t’’ 2 -t’ 2 ) = 1000 . 2, 3 (180 – 20 )/3600 = 1 02, 2. nhiệt trên 1 m đường ống: ( ) 21 ffll ttkq − = π 12 1 1 11 1 ln 2 111 + = + ++== ∑ n n i i i il l dd d dk R αλα Với d 2 = d 1 + 2 1 d 3 = d 2 + 2 2 d 4 = d 2 + 2 3 ¾ Cần tính HSTN phía trong. Cần gia nhiệt dầu G 2 = 1000 kg/h từ t’ 2 = 20 o C đến t’’ 2 = 180 o C bằng khói nóng có t’ 1 = 28 0 o C.Biếtt’’ 1 = 20 0 o C; k = 35 W/(m 2 K); c p1 = 1,1 kJ/(kgK); c p2 = 2, 3 kJ/(kgK). Tính diện