Đề thi + lời giải truyền nhiệt - P2
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (233.67 KB, 9 trang )
Đại Học Quốc Gia Tp. HCM
TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA
Khoa CƠ KHÍ
Bm Công Nghệ Nhiệt Lạnh
ĐỀ KIỂM TRA GIỮA HỌC KỲ I — 2007/2008
Môn Học :
Truyền Nhiệt và TB Trao Đổi Nhiệt
Thời gian : 50 phút Ngày KT : 31.10.2007
----- W X -----
Ghi chú: SV được sử dụng tài liệu
Bài 1
(5 điểm)
Thanh nhôm có tiết diện không đổi hình vuông cạnh
cm2a =
, chiều dài
cm25L =
được gắn vào vách có nhiệt độ .
C120t
o
g
=
Biết nhôm có hệ số dẫn nhiệt
)K.m(W180=λ
, không khí xung quanh có nhiệt độ
, hệ số trao đổi nhiệt đối lưu
C40t
o
f
=
)K.m(W25
2
=α
Khi tính toán có thể bỏ qua tỏa nhiệt ở đỉnh thanh.
1. Tính nhiệt lượng truyền qua thanh và nhiệt độ giữa thanh.
2. Thanh được xem là dài vô hạn nếu nhiệt thừa ở đỉnh
Hãy xác đònh chiều dài tối thiểu để có thể xem là thanh dài vô hạn.
Tính nhiệt lượng truyền qua thanh.
C5,1
o
L
≤θ
3. Khi thiết kế có nên chọn thanh làm việc ở điều kiện dài vô hạn không?
Tại sao?
Bài 2
(5 điểm)
Một ống thép đường kính
mm114100dd
21
=
, hệ số dẫn nhiệt
)K.m(W5,46
t
=λ
dẫn hơi nước bão hòa có nhiệt độ đặt trong nhà xưởng có nhiệt độ
C160t
o
1f
= C30t
o
2f
=
Ống được bọc cách nhiệt dày
mm50
CN
=δ
, hệ số dẫn nhiệt
)K.m(W055,0
CN
=λ
Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu về phía không khí
)K.m(W8
2
2
=α
.
Nhiệt độ đo được trên mặt ngoài của lớp cách nhiệt là 42
o
C.
1. Tính nhiệt lượng tổn thất ứng với một mét chiều dài ống
]m/W[q
l
.
2. Xác đònh nhiệt độ tiếp xúc giữa vách thép và lớp cách nhiệt.
3. Ống có chiều dài , hãy tính lượng nước ngưng tụ ở cuối đường ống.
m150L =
Chủ nhiệm BM
PGS. TS. Lê Chí Hiệp
GV ra đề
Nguyễn Toàn Phong
Page 1 of 3 31.10.2007
Bài giải
Bài 1
(5 điểm)
1. Tính nhiệt lượng, nhiệt độ đỉnh thanh.
• Thông số m
3176,1L.m
27,5
02,0180
254
a.
4
f.
U.
m
=
=
×
×
=
λ
α⋅
=
λ
α
=
• Tiết diện dẫn nhiệt
242
m10.402,002,0af
−
=×==
• Nhiệt lượng truyền qua thanh
( )
W3,26866,08010.418027,5
mLth..
f..mQ
4
oc
=××××=
θλ=
−
(1 điểm)
• Nhiệt độ giữa thanh
()
()
C89tC49
001,2
225,1
80
mLch
2mLch
o
L
o
oL
=→=×=⋅θ=θ
(1 điểm)
2. Chiều cao tối thiểu thanh dài vô hạn
Nhiệt lượng truyền qua thanh
• Chiều cao tối thiểu thanh dài vô hạn
()
()
cm6,88m886,0
m
5,1arch
x
C5,1
x.mch
o
o
o
x
==
θ
≥→
≤
θ
=θ
(1 điểm)
• Nhiệt lượng truyền qua thanh
(1 điểm)
W36,308010.418027,5.f..mQ
4
oc
=×××=θλ=
−
3. Chọn điều kiện làm việc (1 điểm)
Page 2 of 3 31.10.2007
Bài 2
(5 điểm)
1. Tổn thất nhiệt trên 1m chiều dài ống
()
()()
mW54,643042214,08
ttFq
2f3w2
=−××π×=
−⋅⋅α=
ll
(2 điểm)
2. Nhiệt độ tiếp xúc
C62,159
114
214
ln
055,02
54,64
42
d
d
ln
.2
q
tt
d
d
ln
.2
1
tt
q
o
2
3
CN
3w2w
2
3
CN
3w2w
=×
×π
+=⋅
λπ
+=→
⋅
λπ
−
=
l
l
(2,5 điểm)
3. Lượng nước ngưng tụ
• n nhiệt hóa hơi
kgkJ2082r =
• Tổng tổn thất nhiệt
W968154,64150qLQ =×=×=
l
• Lượng nước ngưng
hkg74,16skg10.65,4
2082
9681
r
Q
G
3
====
−
(0,5 điểm)
Page 3 of 3 31.10.2007
Đại Học Quốc Gia Tp. HCM
TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA
Khoa CƠ KHÍ
Bm Công Nghệ Nhiệt Lạnh
ĐỀ KIỂM TRA GIỮA HỌC KỲ II — 2007/2008
Môn Học :
Truyền Nhiệt và TB Trao Đổi Nhiệt
Thời gian : 45 phút Ngày KT : 25.03.2008
----- W X -----
Ghi chú: SV được sử dụng tài liệu
Bài 1
(6 điểm)
ng dẫn nước có đường kính trong 38 mm, chiều dày 2 mm bằng thép có hệ số dẫn
nhiệt
)K.m(W45
th
=λ
được đặt trong môi trường không khí có nhiệt độ 35
o
C với hệ số
trao đổi nhiệt đối lưu
)K.m(W20
2
ng
=α
Nước nóng chảy trong ống có nhiệt độ trung bình 90
o
C với hệ số trao đổi nhiệt đối
lưu
)K.m(W4000
2
tr
=α
Hãy xác đònh
1. Tổng nhiệt trở truyền nhiệt và tổn thất nhiệt ứng với 1 m chiều dài ống.
2. Tổn thất nhiệt sẽ là bao nhiêu nếu bỏ qua nhiệt trở dẫn nhiệt qua vách ống.
Nhận xét.
3. ng được bọc cách nhiệt bằng vật liệu có hệ số dẫn nhiệt
)K.m(W055,0
CN
=λ
dày ; Giả sử hệ số trao đổi nhiệt đối lưu trên bề mặt không thay đổi
Xác đònh phần trăm tổn thất nhiệt giảm so với trường hợp không bọc cách nhiệt.
mm30
CN
=δ
Bài 2
(4 điểm)
Thanh trụ có đường kính 2,5 cm làm bằng nhôm có hệ số dẫn nhiệt
)K.m(W237=λ
đặt trong môi trường không khí có nhiệt độ 35
o
C với hệ số trao đổi nhiệt đối lưu trên bề mặt
thanh
)K.m(W40
2
=α
. Một đầu thanh gắn vào vách có nhiệt độ .
C100t
o
g
=
Khi tính toán có thể bỏ qua tỏa nhiệt ở đỉnh thanh.
1. Xác đònh chiều dài nếu nhiệt lượng tỏa ra trên thanh bằng 81% so với trường
hợp thanh dài vô hạn.
2. Xác đònh nhiệt lượng dẫn qua thanh, nhiệt độ giữa thanh bằng bao nhiêu?
3. Tại sao khi tính tỏa nhiệt qua thanh thường bỏ qua tỏa nhiệt ở đỉnh? Việc này
ảnh hưởng đến kết quả tính như thế nào? Giải thích?
GV duyệt
TS. Nguyễn Văn Tuyên
GV ra đề
Nguyễn Toàn Phong
Page 1 of 3 25.03.2008
Bài giải
Bài 1
(6 điểm)
1. Tổn thất nhiệt ứng với 1 m ống
• Hệ số truyền nhiệt và nhiệt trở
W)K.m(3814,0R
)K.m(W622,2
20021,0
1
38
42
ln
45
1
4000019,0
1
2
r
1
r
r
ln
1
r
1
2
R
1
k
ng21
2
thtr1
=
=
×
+⋅+
×
π
=
α⋅
+⋅
λ
+
α⋅
π
==
Σ
Σ
l
•
Tổn thất nhiệt ứng với 1 m ống
() ( )
mW21,1443590622,2ttkq
2f1f
=−×=−⋅=
ll
(2 điểm)
2. Bỏ qua nhiệt trở dẫn nhiệt
() ()
mW34,1443590624,2ttkq
)K.m(W624,2
20021,0
1
4000019,0
1
2
r
1
r
1
2
R
1
k
2f1f
ng2tr1
=−×=−⋅=
=
×
+
×
π
=
α⋅
+
α⋅
π
==
Σ
ll
l
(2 điểm)
3. Lượng nhiệt giảm khi bọc cách nhiệt
() ()
mW17,203590367,0ttk'q
)K.m(W367,0
20051,0
1
42
102
ln
055,0
1
38
42
ln
45
1
4000019,0
1
2
r
1
r
r
ln
1
r
r
ln
1
r
1
2
R
1
k
2f1f
ng32
3
CN1
2
thtr1
=−×=−⋅=
=
×
+⋅+⋅+
×
π
=
α⋅
+⋅
λ
+⋅
λ
+
α⋅
π
==
Σ
ll
l
•
Tổn thất nhiệt giảm
%86
21,144
17,2021,144
q
=
−
=
−
l
ll
(2 điểm)
Page 2 of 3 25.03.2008
