ĐỀ THI CUỐI KÌ MÔN TRUYỀN NHIỆT

ĐỀ THI CUỐI KỲ – LỚP CHÍNH QUY HỌC KỲ I – NĂM HỌC (2012-2013) ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ – BỘ MƠN CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH GV đề Mơn: Thời gian: Ngày thi: Truyền Nhiệt 90’ 18/12/2012 - Ghi chú: Sinh viên sử dụng tài liệu ThS Nguyễn Thị Minh Trinh Bài (3 điểm) Dầu máy biến áp làm mát từ nhiệt độ tf  95 0C đến nhiệt độ tf  45 0C thiết bị làm mát dầu Dầu chảy chùm ống đặt song song với số ống n = 6, đường kính 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: Năng suất giải nhiệt thiết bị Chiều dài ống thiết bị Bài (3 điểm) Xét hai phẳng đặt song song thẳng đứng có khoảng cách  = cm Nhiệt độ độ đen hai phẳng tw1 = 70 0C, 1 = 0,85 tw2 = 15 0C, 2 = 0,75 Diện tích vách F = 15 m2 Xác định nhiệt lượng trao đổi hai phẳng môi trường hai là: Vật liệu cách nhiệt có hệ số dẫn nhiệt  = 0,025 W/mK Chân khơng Khơng khí Bài (4 điểm) Khảo sát thiết bị đun nước nóng nước kiểu chùm ống Hơi nước trạng thái bão hòa khơ có áp suất p = bar ngưng tụ bên chùm ống đến trạng thái lỏng sôi Hệ số tỏa nhiệt ngưng nước h = 7500 W/m2K Nước chảy ống với tổng lưu lượng qua thiết bị V = 5,5 lít/s, đường kính ống d = 17 mm, tốc độ nước chuyển động ống  = 1,2 m/s Nhiệt độ nước vào khỏi thiết bị t2`  25 0C t2  75 0C Bỏ qua ảnh hưởng phương hướng dòng nhiệt nhiệt trở vách ống, xác định: Diện tích trao đổi nhiệt thiết bị Lưu lượng nước cần cung cấp Giả sử hiệu suất trao đổi nhiệt thiết bị đạt 90% Các thông số khác giữ không đổi, xác định nhiệt độ nước ngưng tụ khỏi thiết bị - HẾT - ĐÁP ÁN Bài (3 điểm) Nhiệt độ tính tốn: t  t t f  f f  70 C Tra bảng thông số vật lý dầu máy biến áp:   850 kg/m3   0,1064 W/mK   4,54.10 -6 m2 / s   7,15.10 -4 1/K Pr f  71,3 Pr w  173,5 cp  1,964 kJ/kgK - Vận tốc dầu chảy ống : 4G   0,52 m/s 6d 2 d Re   1375  gd t f  t w  Gr   20581 ,4 2  Chảy tầng Nu  0,15Re  - 0,33 f 0, 43 f Pr  Pr  Gr  f   Prw  0,1 f 0, 25    22,05 Nu  195 ,5 W/m2 K d Năng suất thiết bị Q  G d cpd t d  29,46 kW - Chiều dài ống Q  dLt f  t w   L  114 ,3 m  1 ong  19,05 m Bài (3 điểm) Dẫn nhiệt Q1  Q DN  F  t w1  t w   412 ,5 W  Bức xạ 4 F.C0  T1   T2   Q  Q BX       3921,6 W  1 100 100        1  1  Đối lưu tự nhiên + xạ t w1  t w  42,50 C Tra bảng thơng số vật lý khơng khí:   2,78.10 2 W/mK   17,2.10 -6 m2 / s tf    0,00317 1/K T Pr f  0,699 g 3t Gr   721949  10   tđ  0,18Gr Pr  0, 25  4,797  tđ  . tđ  0,13325 W/mK Q ĐL  F  tđ t w1  t w   2198 ,6 W  Q3  QĐL  QBX  6120 ,2 W Bài (4 điểm) Xác định hệ số tỏa nhiệt phía nước: t  t t f  2  50 C Tra bảng thông số vật lý nước:   0,556.10 -6 m2 / s   64,8.10 2 W/mK cp  4,174 kJ/kgK Pr f  3,54 -   988,1 kg/m3 d Re   36691   Chảy rối 0, 43 Nu  0,021Re 0,8   R  162 ,157 f Prf Nu 2   6181 W/m2 K d k  3388 ,5 W/m2 K 1  1  Q  n Vn cpn t n  1134 ,2 kW p = bar  tf1 = 158,840C t max  133,84 C t  83,84 C t  t t  max  106 ,90 C t max ln t Q F  3,131 m k t Q Gh   0,5436 kg/s i  i Q Q  G h i v  i r .0,9  i r  i v   438 ,67 kJ/kg 0,9.G h  nước ngưng trạng thái lỏng chưa sôi p = bar  tra = 1050C ... f 0, 43 f Pr  Pr  Gr  f   Prw  0,1 f 0, 25    22,05 Nu  195 ,5 W/m2 K d Năng suất thi t bị Q  G d cpd t d  29,46 kW - Chiều dài ống Q  dLt f  t w   L  114 ,3 m  1