Bài tập truyen nhiet

Hai lưu thể chuyển động ngược chiều trong chế độ chảy xoáy, nước đi ngoài ống, toluen đi trong ống.. Hàm phụ thuộc của chuẩn số Nu được biểu thị bằng phương trình: Nu=C.dtđ.Re0,6.Pr0,33

Bài 1:

Tính toán một tháp trao đổi nhiệt ống trùm để làm nguội G1=5 kg/s toluen từ t1đ=

105oC đến t1c=30oC bằng nước có t2đ=15oC và t2c=45oC Hai lưu thể chuyển động ngược chiều trong chế độ chảy xoáy, nước đi ngoài ống, toluen đi trong ống Những đặc tính hoá lý của từng lưu chất cho ở nhiệt độ trung bình của chúng như sau:

của toluen (ở 67,5oC) c1=1780,7 J/kg.K, của nước (ở 30oC) c2=4184 J/kg.K;

trở của lớp cặn phía toluen là rc1=1/5800 m2.K/W; phía nước là rc2=1/2500 m2.K/W

Hàm phụ thuộc của chuẩn số Nu được biểu thị bằng phương trình:

Nu=C.(dtđ.Re)0,6.Pr0,33 trong đó hệ số C=1,72 ứng với trường hợp có tấm ngăn ngoài

để đảm bảo chế độ chảy xoáy của dòng nước

Yêu cầu xác định:

1) Lượng nhiệt tải của Toluen, Q, W

2) Tiêu hao nước làm nguội, kg/s

3) Hiệu số nhiệt trung bình, Δtt tb , oC

5) Diện tích bề mặt truyền nhiệt, F, m2

Bài 2:

đáy nồi chưng với lượng là G1=6 Kg/s, nhiệt độ giảm từ t1đ = 102,50C đến t1c = 300C

và chất làm nguội là nước, nhiệt độ tăng từ t2đ = 20 0C đến t2c = 400C Cặn đáy nồi chưng là chất lỏng hữu cơ ăn mòn mạnh và dễ gây bẩn Ở nhiệt độ trung bình là

nhiệt độ trung bình là 300C có C2 = 4180 J/kgK

Yêu cầu:

1.Tính nhiệt tải của thiết bị trao đổi nhiệt Q, W

2.Tính tiêu hao nước cho quá trình làm nguội, G2, kg/s

3 Xác định xem lưu thể nào chuyển động trong ống và lưu thể nào chuyển động

ngoài ống là hợp lý Đặt hệ số cấp nhiệt đối với lưu thể chảy trong ống là α1

Nu = 0,023.Re0,8.Pr0,4.(

Pr

PrT )0,25 Trong đó, cho trước Re=13100 và bỏ qua giá trị của tỷ số trong ngoặc đơn vì khác biệt giữa Pr và PrT không đáng kể

W/mK; nhiệt độ của lớp cặn bám trên hai mặt thành ống là rc1 = rc2 = 1/5800 m2K/ W

5 Xác định hiệu số nhiệt độ trung bình của máy trao đổi nhiệt Δtt tbc ; biết rằng

Sau đó xác định bề mặt trao đổi nhiệt, F, m2

Bài 3:

Tính toán máy làm nguội khí cốc bằng nước kiểu ống chùm Hai dòng lưu thể

một lượng nhiệt là 36071775 kcal/h

Vận tốc của nước trong các ống là v = 0,28 m/s Ở nhiệt độ trung bình của nước

độ nhớt

z = 0,725.10-3kg/m.s; γ = 994 kg/m3

Yêu cầu xác định:

1 Lượng nhiệt trao đổi giữa hai lưu thể sau 1h, Q, kcal/h Lượng nước làm nguội tiêu hao trong 1h, W, kg/h?

trong hỗn hợp khí được xác định theo công thức:

Lg α1 = 1,69 + 0,0246.x, với x=26,1 % thể tích

truyền nhiệt là d = 76/82 mm

bám trên thành ống là rc= 0,001 m2.h.độ/kcal Ta bỏ qua nhiệt trở của thành ống

4 Hiệu số nhiệt độ trung bình logarit, Δtt t b , 0C

5 Bề mặt truyền nhiệt đòi hỏi, F, m2

Bài 4:

Tính toán một máy trao đổi nhiệt để gia nhiệt dung dịch NaOH 10% từ nhiệt độ

600C đến 100 0C Tiêu hao dung dịch NaOH là 1000 kg/h Ở nhiệt độ trung bình t2

nhiệt ta dùng hơi nước bảo hoà áp suất 0,3 MPa ứng với nhiệt độ ngưng tụ t1 = 132,9 0C và nhiệt ngưng tụ r = 2171 kJ/kg

Yêu cầu:

1) Xác định lượng nhiệt mà hơi nước đã cung cấp cho dung dịch NaOH 10% sau 1giây, Q, W

2) Xác định lượng hơi nước bão hào tiêu hao để cung cấp nhiệt cho dung dịch sút

đó sau 1 giây, G1, kg/s

3) Chọn chiều của hai lưu thể sao cho có lợi cho quá trình trao đổi nhiệt Hãy chứng minh cho sự lựa chọn đó

của lớp cặn bám trên hai thành ống Cho biết:

W/mK

- Nhiệt trở của lớp cặn bám trên bề mặt thành ống về phía hơi là rc1 =

1

m2K/W và về phía dung dịch là rc2 =

1

5) Hệ số truyền nhiệt chung, K, W/m2K, và diện tích bề mặt truyền nhiệt, F, m2

cho biết: