ĐẠI HỌC QUỐC GIA Tp HCM - Trường ĐH BÁCH KHOA Khoa CƠ KHÍ BM CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH GV đề TS Hà Anh Tùng ĐỀ KIỂM TRA HỌC KỲ I – NH 2011-2012 Moân Thi: Truyền Nhiệt (lớp Việt Pháp) Thời gian : 90 phút NgàyThi : 04/11/2011 - - Ghi chú: SV sử dụng tài liệu Bài 1: ( điểm) Lõi dây điện có đường kính mm, bên ngồi bọc lớp cách điện có hệ số dẫn nhiệt = 0,1 W/(m.oC) Nếu biết nhiệt độ bề mặt lõi dây điện tw = 90oC, nhiệt độ mơi trường khơng khí xung quanh tf = 25oC hệ số tỏa nhiệt bề mặt dây = 14 W/(m2.oC), hỏi: a) Nhiệt lượng m dây điện truyền xung quanh trường hợp không bọc cách điện b) Phải bọc lõi dây điện với lớp cách điện có bề dày để nhiệt lượng truyền đạt giá trị cực trị Bài 2: ( điểm) Một vách phẳng cao 2m cấu tạo lớp gạch dày = 200 mm, hệ số dẫn nhiệt = 1,1 W/(m.độ) Mặt ngồi vách có nhiệt độ tw = 70oC tiếp xúc với môi trường khơng khí xung quanh có tf2 = 30oC Hãy xác định: a) Hệ số tỏa nhiệt đối lưu từ bề mặt vách ngồi mơi trường b) Nhiệt độ mơi chất nóng tf1 (tiếp xúc với mặt vách) biết hệ số tỏa nhiệt đối lưu từ bề mặt vách đến mơi chất nóng = 130 W/(m2.độ) Bài 3: ( điểm) Một thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lồng ống có diện tích trao đổi nhiệt F = 15 m2 Nước làm mát chảy ống có nhiệt độ vào t’2 = 25oC, nhiệt độ t”2 = 55oC, tốc độ 2 = m/s Chất lỏng nóng bên ngồi ống có nhiệt độ vào t’1 = 120oC, nhiệt dung riêng cp1 = 2,5 kJ/(kg.độ), lưu lượng G1 = kg/s Biết thiết bị trao đổi nhiệt theo kiểu lưu đồ ngược chiều ống có đường kính dtr = 30 mm, xác định hệ số truyền nhiệt k thiết bị - Hết - ĐÁP ÁN Bài 1: ( điểm) a) Trường hợp không bọc cách điện: qL tw t f 90 25 14,3 W / m 1 d * 0,005 *14 (1 điểm) b) Gọi bề dày lớp cách điện D d 2 q L tw t f cực trị f D D ln 2 d D f D D 2 D cực trị ln 2 d D (1 điểm) 2 * 0,1 d 0,005 0,0046 m 2 14 Nhiệt lượng truyền cực trị bọc dây với lớp cách điện dày 4,6 mm (1 điểm) Bài 2: ( điểm) a) Xác định hệ số tỏa nhiệt - Kích thước xác định: l = h = m - Nhiệt độ xác định: t m t f tw 30 70 50 o C Tra bảng thơng số vật lý khơng khí 50oC suy ra: = 0,0283 W/(m.độ) = 17,95*10-6 m2/s Pr = 0,698 = 1/Tm = 1/(50+273) = 0,0031 K-1 g l 9,81 * 0,0031 * Gr T * 70 30 3,0203 *1010 17,95 *10 Gr * Pr 3,0203 *1010 * 0,698 2,108 *1010 Chảy rối: C = 0,135; n = 1/3 Phương trình tiêu chuẩn: Nu C Gr Pr 0,135 * 2,108 *1010 n 1/ 372,93 Hệ số tỏa nhiệt : Nu * 372,93 * 0,0283 5,3 W/(m2.độ) l b) Biết 1 = 130 W/(m2.độ) q t w t f 70 30 212 W 1 2 5,3 t f q t w 110,2 o C 1 (2,5 điểm) t f tw 1 (1,5 điểm) Bài 3: ( điểm) Nhiệt độ nước làm mát trung bình chảy ống: t Tra bảng thông số vật lý nước 40oC, ta có: 992,2 kg / m t 2' t 2" 40 o C c p 4,174 kJ /( kg.đo) Nhiệt lượng trao đổi thiết bị: d2 0,03 Q Q2 tr c p t * * * 992,2 * 4,174 * 30 263,5 kJ Mà Q Q1 G1c p1t1 * 2,5 * 120 t1" 263,5 Lưu động ngược chiều, ta có: (1 điểm) t1" 98,9 o C t max 98,9 25 73,9 o C t 120 55 65 o C t t t max 69,4 o C t max ln t Q kF t Q 263,5 *10 k 253,1 W /( m do) 15 * 69,4 F t (1 điểm) (1 điểm) ... nước làm mát trung bình chảy ống: t Tra bảng thông số vật lý nước 40oC, ta có: 992,2 kg / m t 2' t 2" 40 o C c p 4,174 kJ /( kg.đo) Nhiệt lượng trao đổi thiết bị: d2 0,03 Q ... nhiệt - Kích thước xác định: l = h = m - Nhiệt độ xác định: t m t f tw 30 70 50 o C Tra bảng thơng số vật lý khơng khí 50oC suy ra: = 0,0283 W/(m.độ) = 17,95*10-6 m2/s Pr = 0,698