Bài tập truyền nhiệt ( Nhiệt kĩ thuật)...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
Trang 1BÀI TẬP MÔN: NHIỆT KỸ THUẬT (2TC) BÀI TẬP CHƯƠNG 6:
Bài 1) Tường lò gồm 3 lớp: lớp gạch samot (δδ1 = 200mm; λ1 = 1,20W/m.K), lớp cách nhiệt (δδ2
= 125mm; λmm; λ2 = 0,20W/m.K), lớp gạch đỏ (δδ3 = 25mm; λ0mm; λ3 = 0,8W/m.K) Nhiệt độ tường phíaW/m.K) Nhiệt độ tường phía trong là tw1 = (δ1200 + STT*10)0C và phía ngoài là tw4 = 5mm; λ00C
a Xác định dòng nhiệt tổn thất nhiệt qua tường
b Xác định nhiệt độ bề mặt tiếp xúc giữa các lớp tw2 và tw3
c Nếu thay lớp cách nhiệt bằng lớp gạch đỏ với δ2 = 25mm; λ0mm thì tổn thất nhiệt qua tường là bao nhiêu?
Bài 2) Một tường lò xây bằng hai lớp: lớp gạch samot (δδ1 = 100mm; λ1 = 0,9W/m.K); lớp gạchW/m.K); lớp gạch
đỏ (δδ3 = 200mm; λ3 = 0,7W/m.K) Nhiệt độ mặt trong và mặt ngoài tường lò là tW/m.K) Nhiệt độ mặt trong và mặt ngoài tường lò là tw1 = 10000C;
tw4 = (δSTT + 10)0C
a Tính mật độ dòng nhiệt qua vách
b Nếu thêm vào giữa một lớp bột diatômit dày δ2 = 5mm; λ0mm, có hệ số dẫn nhiệt λ2 = 0,12 + 0,0003.t, W/m.K thì bề dày lớp gạch đỏ sẽ là bao nhiêu để mật độ dòng nhiệt qua tường là không đổi
c Tính nhiệt độ ở các bề mặt tiếp xúc cho trường hợp b
Bài 3) Một ống trụ làm bằng thép có hệ số dẫn nhiệt λ1 = 5mm; λ0W/m.K, đường kính trong d1 = 600mm, có chiều dày = 20 mm Bọc ống thép bằng một lớp cách nhiệt dày 15mm; λ0mm, hệ số dẫn nhiệt λ2 = 0,1W/m.K Nhiệt độ bề mặt trong của trụ là tw1 = 100+STT*5mm; λ 0C và ngoài lớp cách nhiệt là tw2 = 5mm; λ00C Xác định tổn thất nhiệt trên ống có chiều dài 5mm; λ0 m và nhiệt độ tiếp xúc bề mặt giữa các lớp
Bài 4) Một ống dẫn hơi bằng kim loại có đường kính d2/d1 = 110/100mm, hệ số dẫn nhiệt λ1 =
30 + STT W/m.K, được bọc một lớp cách nhiệt có λ2 = 0,5mm; λW/m.K Nhiệt độ bề mặt trong và ngoài ống là tw1 = 3000C; tw3 = 400C
a Xác định chiều dày lớp cách nhiệt δ2 để tổn thất nhiệt qua vách ống qℓ không vượt quá
1000 W/m
b Tính nhiệt độ bề mặt tiếp xúc giữa 2 lớp
Bài 5) Một ống thép đường kính d1/d2 = 100/110mm được phủ hai lớp cách nhiệt có bề dày như nhau δ2 = δ3 = 60 + STT mm Nhiệt độ mặt trong của ống tw1 = 2400C và mặt ngoài của lớp cách nhiệt thứ 2 là tw4 = 400C Hệ số dẫn nhiệt của lớp cách nhiệt thứ nhất và thứ 2 lần lượt là
λ2 = 0,06 W/m.K; λ3 = 0,12 W/m.K Hệ số dẫn nhiệt của ống thép λ1 = 5mm; λ0 W/m.K
a Xác định mất mát nhiệt qua 1 mét dài ống qℓ và nhiệt độ trên bề mặt tiếp xúc giữa các lớp cách nhiệt tw3
b Nếu đổi vị trí của hai lớp cách nhiệt cho nhau, thì mất mát nhiệt trên một mét ống và nhiệt
độ giữa hai lớp cách nhiệt sẽ thay đổi thế nào?
BÀI TẬP CHƯƠNG 8:
Bài 6) Cho hai tấm thép đặt song song Tấm thứ nhất có t1 = 627W/m.K) Nhiệt độ mặt trong và mặt ngoài tường lò là t0C, độ đen ε1 = 0,7W/m.K) Nhiệt độ mặt trong và mặt ngoài tường lò là t Tấm thứ 2
có t2 = 27W/m.K) Nhiệt độ mặt trong và mặt ngoài tường lò là t0C, độ đen ε2 = 0,6
a Tính năng suất bức xạ của mỗi tấm E1, E2 ; độ đen qui dẫn và nhiệt lượng trao đổi bức
xạ giữa hai tấm
Trang 2b Nếu đặt giữa hai tấm một màn chắn có độ đen εm = 0,1 thì lượng nhiệt trao đổi giảm bao nhiêu lần
Bài 7) Nhiệt độ của hai tấm phẳng đặt trong môi trường trong suốt lần lượt bằng 127W/m.K) Nhiệt độ mặt trong và mặt ngoài tường lò là t0C và (δSTT + 300)0C, độ đen của hai tấm ε1 = ε2 = 0,8W/m.K) Nhiệt độ tường phía Giữa hai tấm có đặt một màn chắn có độ đen bằng εm = 0,05mm; λ
a Tính mật độ dòng nhiệt trao đổi bằng bức xạ và nhiệt độ của màn chắn
b Nếu muốn mật độ dòng nhiệt giảm 7W/m.K) Nhiệt độ mặt trong và mặt ngoài tường lò là t9W/m.K); lớp gạch lần thì số màn chắn là bao nhiêu
c Nếu màn chắn có độ đen là 0,1 thì mật độ dòng nhiệt giảm bao nhiêu lần với số màn chắn như câu b
Bài 8) Xác định tổn thất nhiệt bức xạ của một ống thép có đường kính d = (δ5mm; λ0+STT)mm, dài ℓ
= 10m, nhiệt độ bề mặt ống t1 = 227W/m.K) Nhiệt độ mặt trong và mặt ngoài tường lò là t0C trong hai trường hợp:
a Ống đặt trong phòng rộng có nhiệt độ bề mặt tường bao bọc t2 = 27W/m.K) Nhiệt độ mặt trong và mặt ngoài tường lò là t0C
b Ống đặt trong cống có kích thước 0,3x0,3m và nhiệt độ vách cống t2 = 27W/m.K) Nhiệt độ mặt trong và mặt ngoài tường lò là t0C
Biết độ đen của ống thép ε1 = 0,9W/m.K); lớp gạch5mm; λ và của vách cống ε2 = 0,3
BÀI TẬP CHƯƠNG 9:
Bài 9) Một vách phẳng làm bằng gạch chiều dày = 25mm; λ0mm, có hệ số dẫn nhiệt =
0,07W/m.K) Nhiệt độ mặt trong và mặt ngoài tường lò là tW/mK, bên trong tiếp xúc với khói có nhiệt độ tf1 = 8W/m.K) Nhiệt độ tường phía5mm; λ00C, hệ số toả nhiệt từ khói đến vách là 1 = 20W/m2K Bên ngoài tiếp xúc với không khí có nhiệt độ tf2 = 5mm; λ00C, hệ số toả nhiệt
từ vách đến không khí là 2 = 10W/m2K Tính mật độ dòng nhiệt truyền qua vách và nhiệt độ tại các bề mặt vách
Bài 10) Một vách phẳng 2 lớp: bên trong là gạch chịu lửa, dày (δ1= 100 + STT*5mm; λ)mm, hệ số dẫn nhiệt bằng 1= 0,38W/m.K) Nhiệt độ tường phía4W/m.K, nhiệt độ bên trong vách phân bố đều và bằng tW1= 12000C, bên ngoài là lớp gạch đỏ dày 2= 25mm; λ0mm hệ số dẫn nhiệt 2= 0,69W/m.K); lớp gạch5mm; λW/m.K, bề mặt bên ngoài tường lò tiếp xúc với môi trường không khí có hệ số toả nhiệt = 12W/m2.K và nhiệt độ tf = 35mm; λ0C Xác định mật độ dòng nhiệt qua vách, nhiệt độ bề mặt tiếp xúc giữa 2 lớp gạch (δtW2) và nhiệt độ bề mặt ngoài của tường(δtW3)
Bài 11) Vách trụ 2 lớp, lớp trong d2/d1 = 100/7W/m.K) Nhiệt độ mặt trong và mặt ngoài tường lò là t5mm; λmm, 1 = 0,5mm; λ W/m.K, tiếp xúc với dòng không khí nóng có hệ số toả nhiệt 1 = 9W/m.K); lớp gạch0W/m2.K và nhiệt độ tf1 = 25mm; λ00C Lớp ngoài d3/d2 = 125mm; λ/100mm, 2 = 0,2 W/m.K, tiếp xúc với dòng không khí lạnh có hệ số toả nhiệt 2 = STT W/m2.K và nhiệt độ tf2 = 200C Xác định dòng nhiệt qua 1m chiều dài vách qℓ và nhiệt độ bề mặt trong tW1, bề mặt ngoài tW3
Lưu ý: - Thay số STT = hai số cuối của mã số sinh viên; ví dụ: MSSV:104101061145 thì STT = 45.Ghi rõ số thứ tự vào đầu bài làm
- Làm hết bài tập, tập hợp bài theo nhóm Các nhóm trưởng nộp lại bài ngay trước giờ thi (không nộp bài hay nộp bài quá hạn sẽ không có điểm bài tập)