ĐỀ THI CUỐI KÌ MÔN TRUYỀN NHIỆT

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH GV ra đề ThS.. Năng suất giải nhiệt của thiết bị.. Chiều dài mỗi ống trong thiết bị.. Xác định

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH

GV ra đề

ThS Nguyễn Thị Minh Trinh

ĐỀ THI CUỐI KỲ – LỚP CHÍNH QUY HỌC KỲ I – NĂM HỌC (2012-2013)

Môn: Truyền Nhiệt

Thời gian: 90’

Ngày thi: 18/12/2012

- -

Ghi chú: Sinh viên được sử dụng tài liệu

Bài 1 (3 điểm)

Dầu máy biến áp được làm mát từ nhiệt độ tf 950C đến nhiệt độ tf45 0C trong một thiết bị làm mát dầu Dầu chảy trong chùm ống đặt song song với

số ống n = 6, đường kính trong mỗi ống d = 12 mm Lưu lượng dầu chảy qua thiết bị

G = 18 kg/phút Nhiệt độ bề mặt vách ống tw = 35 0C

Xác định:

1 Năng suất giải nhiệt của thiết bị

2 Chiều dài mỗi ống trong thiết bị

Bài 2 (3 điểm)

Xét hai tấm phẳng đặt song song thẳng đứng có khoảng cách  = 5 cm Nhiệt độ

và độ đen của hai tấm phẳng lần lượt là tw1 = 70 0C, 1 = 0,85 và tw2 = 15 0C, 2 = 0,75 Diện tích vách F = 15 m2

Xác định nhiệt lượng trao đổi giữa hai tấm phẳng khi môi trường giữa hai tấm là:

1 Vật liệu cách nhiệt có hệ số dẫn nhiệt  = 0,025 W/mK

2 Chân không

3 Không khí

Bài 3 (4 điểm)

Khảo sát một thiết bị đun nước nóng bằng hơi nước kiểu chùm ống Hơi nước ở trạng thái hơi bão hòa khô có áp suất p = 6 bar ngưng tụ bên ngoài chùm ống đến trạng thái lỏng sôi Hệ số tỏa nhiệt khi ngưng của hơi nước h = 7500 W/m2K

Nước chảy trong ống với tổng lưu lượng qua thiết bị V = 5,5 lít/s, đường kính trong của ống d = 17 mm, tốc độ nước chuyển động trong ống  = 1,2 m/s Nhiệt độ nước vào và ra khỏi thiết bị t2`25 0C và t2 75 0C

Bỏ qua ảnh hưởng của phương hướng dòng nhiệt và nhiệt trở vách ống, xác định:

1 Diện tích trao đổi nhiệt của thiết bị

2 Lưu lượng hơi nước cần cung cấp

3 Giả sử hiệu suất trao đổi nhiệt của thiết bị chỉ đạt 90% Các thông số khác đều giữ không đổi, xác định nhiệt độ nước ngưng tụ ra khỏi thiết bị

- HẾT -

ĐÁP ÁN

Bài 1 (3 điểm)

- Nhiệt độ tính toán:

C 70 2

t t

f     

Tra bảng thông số vật lý của dầu máy biến áp:

3

kg/m 850



s / m 4,54.10-6 2





1/K 7,15.10-4





3 , 71

kJ/kgK 964

, 1

cp 

Vận tốc dầu chảy trong 1 ống :

m/s 52 , 0 d 6

4G

2 









1375

d







4 , 20581 t

t d g

3











 Chảy tầng

05 , 22 Pr

Pr Gr Pr 0,15Re Nu

25 , 0

w

f 1 , 0 f 43 , 0 f

0,33











K W/m 5 , 195 d





- Năng suất của thiết bị

kW 46 , 29 t c G

Q d pdd 

- Chiều dài mỗi ống

Q  f  w    ong 

Bài 2 (3 điểm)

1 Dẫn nhiệt

F Q

Q1 DN w1 w2 









2 Bức xạ

W 6 , 3921 100

T 100

T 1 1 1

C F Q

Q

4 2

4 1

2 1

0 BX























































3 Đối lưu tự nhiên + bức xạ

C 5 , 42 2

t t

Tra bảng thông số vật lý của không khí:

W/mK 10

78 ,



1/K 0,00317 T

1 



3 2

3

10 721949 t

g









18 ,



W/mK 13325

, 0 tđ

tđ  



F

QĐL tđ w1 w2 







W 2 , 6120 Q

Q

Q3  ĐL BX 

Bài 3 (4 điểm)

- Xác định hệ số tỏa nhiệt về phía nước:

C 50 2

t t

2

f     

Tra bảng thông số vật lý của nước:

W/mK 10

8 ,

64 2



54 , 3

3

kg/m 1 , 988





36691

d







 Chảy rối

157 , 162 Pr

0,021Re

Nu 0,8f f0,43 R 

K W/m 6181 d



K W/m 5 , 3388 1

1

1

2 1











kW 2 , 1134 t

c V

Qn n pn n 

p = 6 bar  tf1 = 158,840C

C 84 , 133

tmax 0

C 9 , 106 t

t ln

t t

min max

min















2

m 131 , 3 t k

Q





kg/s 5436 , 0 i i

Q









G 9 , 0

Q i

i 9 , 0 i i G

Q

h v

r r

v



 nước ngưng ở trạng thái lỏng chưa sôi tại p = 6 bar  tra = 1050C