TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM - Khoa CÔ KHÍ ÑEÀ THI …

TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM - Khoa CÔ KHÍ BM COÂNG NGHEÄ NHIEÄT LAÏNH

ÑEÀ THI CUOÁI KYØ (LAÀN I) Moân Thi : Truyeàn Nhieät Thôøi gian : 90 phuùt Ngaøy thi : 01/10/2007

----- ----- Ghi chuù: SV ñöôïc söû duïng taøi lieäu

Baøi 1: (3 ñieåm) Moät thanh hình truï coù ñöôøng kính mm.5,2d = , chieàu daøi cm.12L = , heä soá daãn nhieät

)K.m/(W115=λ . Moät ñaàu thanh ñöôïc gaén vaøo vaùch coù nhieät ñoä . C80t og =

Nhieät ñoä moâi tröôøng xung quanh . C30t of =

Heä soá toûa nhieät ñoái löu töø beà maët thanh ñeán moâi tröôøng xung quanh )K.m(W32 2=α .

1. Xaùc ñònh nhieät ñoä ñænh thanh vaø giöõa thanh. (1,5 ñieåm) 2. Xaùc ñònh nhieät löôïng truyeàn qua thanh (W). (1,5 ñieåm)

Baøi 2: (3 ñieåm) Nöôùc chaûy trong oáng thaúng coù ñöôøng kính mm.20d = vôùi vaän toác sm1,1=ω .

Nhieät ñoä nöôùc vaøo vaø ra töông öùng vaø . C55't of = C65"t o

f =

Chieàu daøi cuûa oáng laø . m.3L =

1. Xaùc ñònh heä soá trao ñoåi nhieät ñoái löu. (1,5 ñieåm) 2. Xaùc ñònh nhieät löôïng trao ñoåi vaø nhieät ñoä trung bình cuûa vaùch. (1,5 ñieåm)

Cho bieát ( ) 28,1PrPr wf ≈ .

Baøi 3: (2 ñieåm) Hai vaùch phaúng ñaët song song Vaùch I nhieät ñoä ñoä ñen C150t o

1 = 4,01 =ε Vaùch II nhieät ñoä ñoä ñen C40t o

2 = 6,02 =ε

1. Xaùc ñònh maät ñoä doøng nhieät böùc xaï giöõa hai vaùch. (1 ñieåm) 2. Ñaët giöõa hai vaùch moät maøng chaén coù ñoä ñen 05,0=ε .

Xaùc ñònh laïi maät ñoä doøng nhieät böùc xaï vaø nhieät ñoä maøng chaén. (1 ñieåm)

Baøi 4: (2 ñieåm) Thieát bò trao ñoåi nhieät löu ñoäng ngöôïc chieàu coù dieän tích truyeàn nhieät ,

heä soá truyeàn nhieät

2m.12F =)K.m(W2700k 2

F = .

Löu chaát I C90't o1 = skg4G1 = )K.kg(kJ18,4c 1p =

Löu chaát II C30't o2 = skg5,5G2 = )K.kg(kJ1,3c 2p =

1. Xaùc ñònh nhieät löôïng trao ñoåi cuûa hai löu chaát. (1 ñieåm) 2. Xaùc ñònh nhieät ñoä ra cuûa hai löu chaát. (1 ñieåm)

Chuû nhieäm BM

PGS. TS. Leâ Chí Hieäp

GV ra ñeà

Nguyeãn Toaøn Phong

Page 1 of 5 01.10.2007

Baøi giaûi

Baøi 1: (3 ñieåm) Moät thanh hình truï coù ñöôøng kính mm.5,2d = , chieàu daøi cm.12L = , heä soá daãn nhieät

)K.m/(W115=λ . Moät ñaàu thanh ñöôïc gaén vaøo vaùch coù nhieät ñoä . C80t og =

Nhieät ñoä moâi tröôøng xung quanh . C30t of =

Heä soá toûa nhieät ñoái löu töø beà maët thanh ñeán moâi tröôøng xung quanh )K.m(W32 2=α .

1. Xaùc ñònh nhieät ñoä ñænh thanh vaø giöõa thanh. (1,5 ñieåm) 2. Xaùc ñònh nhieät löôïng truyeàn qua thanh (W). (1,5 ñieåm)

Lôøi Giaûi Söû duïng coâng thöùc thanh daøi höõu haïn, boû qua toûa nhieät ôû ñænh Ñeå buø vaøo giaû thuyeát boû qua toûa nhieät ôû ñænh, ta taêng chieàu daøi thanh leân moät ñoaïn

• Chieàu cao caùnh tính toaùn

( ) ( )

mm.625,12045,21204dh

d.4d.hUfh'h 2

=+=+=

ππ+=+=

• Thoâng soá m

( ) 98776,0'h.mth

5452,2120625,01,21'h.m

m1,211150025,0

324d4

fUm 1

==×=

=×

×=

λ⋅α⋅

=⋅λ⋅α

= −

1. Xaùc ñònh nhieät ñoä ñænh thanh vaø giöõa thanh.

C8,37412,65030

)5452,2(ch5030

)'h.m(ch1tt

o

gfL

=+=+=

θ+= (0,75 ñieåm)

C45412,6925,15030

)5452,2(ch)2726,1(ch5030

)'h.m(ch

)2

'h.m(chtt

o

gf2/L

=×+=×+=

θ+= (0,75 ñieåm)

2. Xaùc ñònh nhieät löôïng truyeàn qua thanh (W). ( )

W5883,0

98776,0501,2110.908,4115

'h.mthmfQ

6

gc1

=

××××=

⋅θ⋅⋅⋅λ=

− (1,5 ñieåm)

Page 2 of 5 01.10.2007

Baøi 2: (3 ñieåm) Nöôùc chaûy trong oáng thaúng coù ñöôøng kính mm.20d = vôùi vaän toác sm1,1=ω .

Nhieät ñoä nöôùc vaøo vaø ra töông öùng vaø . C55't of = C65"t o

f =

Chieàu daøi cuûa oáng laø . m.3L =

1. Xaùc ñònh heä soá trao ñoåi nhieät ñoái löu. (1,5 ñieåm) 2. Xaùc ñònh nhieät löôïng trao ñoåi vaø nhieät ñoä trung bình cuûa vaùch. (1,5 ñieåm)

Cho bieát ( ) 28,1PrPr wf ≈ .

Lôøi Giaûi 1. Xaùc ñònh heä soá trao ñoåi nhieät ñoái löu.

Tra baûng caùc tính chaát vaät lyù cuûa nöôùc ôû 60oC:

⎪⎪⎪

⎩

⎪⎪⎪

⎨

⎧

=ρ

==ν

=

=λ

−

3f

26f

p

f

mkg2,983

98,2Prsm10.478,0

)K.k(kJ179,4c

)K.m(W659,0

Tieâu chuaån Reynolds: 4

6f

f 10.6025,410.478,002,01,1dRe =

×=

ν⋅ω

= −

Tieâu chuaån Nusselt : )10(Re 4>

192

110636,1599,121,5375021,0PrPrPrRe021,0Nu R

25,0

w

f43,0f

8,0f

=

×××××=

ε⋅ε⋅⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅⋅⋅= l

Heä soá toûa nhieät ñoái löu:

)K.m(W632702,0659,0192

dNu 2

tñ

=×=λ

⋅=α (1,5 ñieåm)

2. Xaùc ñònh nhieät ñoä trung bình cuûa vaùch Nhieät löôïng trao ñoåi

( )kW2,1410179,437065,0tcGQ

skg34,01,12,98301,0fG

fpnn

2n

=××=Δ⋅⋅=

=×××π=ω⋅⋅ρ= (0,75 ñieåm)

Nhieät ñoä trung bình cuûa vaùch ( )

( ) C91,71302,06327

10.2,1460F

Qtt

ttFQo

3

fw

fw

=××π×

+=⋅α

+=→

−⋅⋅α= (0,75 ñieåm)

Page 3 of 5 01.10.2007

Baøi 3: (2 ñieåm) Hai vaùch phaúng ñaët song song Vaùch I nhieät ñoä ñoä ñen C150t o

1 = 4,01 =ε Vaùch II nhieät ñoä ñoä ñen C40t o

2 = 6,02 =ε

1. Xaùc ñònh maät ñoä doøng nhieät böùc xaï giöõa hai vaùch. (1 ñieåm) 2. Ñaët giöõa hai vaùch moät maøng chaén coù ñoä ñen 05,0=ε .

Xaùc ñònh laïi maät ñoä doøng nhieät böùc xaï vaø nhieät ñoä maøng chaén. (1 ñieåm)

Lôøi Giaûi 1. Xaùc ñònh maät ñoä doøng nhieät böùc xaï giöõa hai vaùch

( )( )

2otñbx

2448

42

41oo

21tñ

mW402qq

mW6,127215,31315,42310.67,5

TTq

3158,01

6,01

4,01

1111

1

=⋅ε=

=−×=

−⋅σ=

=−+

=−ε+ε

=ε

−

(1 ñieåm)

2. Khi ñaët vaøo maøng chaén

• Maät ñoä doøng nhieät böùc xaï

2otñbx

2c1tñ

mW18,306,127202371,0qq

023715,02

6,01

05,012

4,01

121121

1

=×=⋅ε=

=−+×+

=−ε+ε⋅+ε

=ε

(0,5 ñieåm)

• Nhieät ñoä maøng chaén

( )4c

41oc1c1

c1c1

TTq

0465,01

05,01

4,01

1111

1

−⋅σ⋅ε=

=−+

=−ε+ε

=ε

C8,105K93,3780465,010.67,5

18,3015,423

qTT

o25,0

84

25,0

oc1

c141c

==⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

×−=

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛σ⋅ε

−=→

−

(0,5 ñieåm)

Page 4 of 5 01.10.2007

Baøi 4: (2 ñieåm) Thieát bò trao ñoåi nhieät löu ñoäng ngöôïc chieàu coù dieän tích truyeàn nhieät ,


2m.12F =)K.m(W2700k 2

F = .

Löu chaát I C90't o1 = skg4G1 = )K.kg(kJ18,4c 1p =

Löu chaát II C30't o2 = skg5,5G2 = )K.kg(kJ1,3c 2p =

1. Xaùc ñònh nhieät löôïng trao ñoåi cuûa hai löu chaát. (1 ñieåm) 2. Xaùc ñònh nhieät ñoä ra cuûa hai löu chaát. (1 ñieåm)

Lôøi Giaûi Ñöông löôïng cuûa hai löu chaát

9806,005,1772,16CCCCKW10.05,1710.1,35,5cGC

CKW10.72,1610.18,44cGC

maxmin

max33

2p22

min33

1p11

===→⎪⎩

⎪⎨⎧

==×=⋅=

==×=⋅=

&

Ñôn vò chuyeån nhieät

9378,110.72,16122700

CFkNTU 3

min

F =×

=⋅

=

Hieäu suaát nhieät ( ){ }

( ){ } 6638,0C1NTUexpC1

C1NTUexp1=

−⋅−⋅−−⋅−−

=ε&&

&

1. Nhieät löôïng trao ñoåi cuûa hai löu chaát. ( ) ( )

kW6662,10036638,0QQW10.2,1003309010.72,16't'tCQ

lt

3321minlt

=×=⋅ε=→=−×=−⋅=

(1 ñieåm)

2. Nhieät ñoä ra cuûa hai löu chaát

⎪⎪⎩

⎪⎪⎨

⎧

=+=+=

=−=−=

C06,6905,17

66630CQ't"t

C17,5072,16

66690CQ't"t

o

222

o

111

(1 ñieåm)

Page 5 of 5 01.10.2007

ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA Tp. HCM - Tröôøng ÑH BAÙCH KHOA Khoa CÔ KHÍ

Bm COÂNG NGHEÄ NHIEÄT LAÏNH Chuû nhieäm BM GV ra ñeà

ÑEÀ THI HOÏC KYØ II – NAÊM HOÏC 2007-2008 Ñeà thi laàn II - Heä Khoâng Chính Quy

Moân Thi : Truyeàn Nhieät (210060) Thôøi gian : 90 phuùt Baét ñaàu : 15h05 NgaøyThi : 11.10.2008

PGS. TS. Leâ Chí Hieäp Nguyeãn Toaøn Phong


Ñeà thi goàm moät trang A4

Baøi 1 (3 ñieåm) Moät thanh nhoâm (heä soá daãn nhieät )K.m(W115=λ ) coù ñöôøng kính , chieàu

daøi . Moät ñaàu thanh ñöôïc gaén vaøo vaùch coù nhieät ñoä 120oC, heä soá toûa nhieät ñoái

löu treân beà maët thanh

cm3d =

cm15L =

)K.m(W30 2=α , nhieät ñoä khoâng khí xung quanh 45oC.

Khi tính toaùn coù theå boû qua toûa nhieät ôû ñænh thanh. Haõy xaùc ñònh:

1. Nhieät ñoä ñænh thanh vaø giöõa thanh. 2. Nhieät löôïng toûa ra treân thanh.

Baøi 2 (4 ñieåm) Nöôùc ñöôïc gia nhieät ñi trong oáng coù ñöôøng kính mm27d = , nhieät ñoä beà maët oáng

haèng soá . Nöôùc vaøo oáng coù nhieät ñoä , ra khoûi oáng coù nhieät ñoä , vaän toác trung bình cuûa nöôùc trong oáng laø

C110t ow =

Co

C50o't f =

90"t f = sm6,1

Haõy xaùc ñònh:

1. Heä soá trao ñoåi nhieät ñoái löu cuûa nöôùc chaûy trong oáng. 2. Chieàu daøi caàn thieát cuûa oáng trao ñoåi nhieät.

Baøi 3 (3 ñieåm) Moät thieát bò trao ñoåi nhieät kieåu chuøm oáng coù caùnh coù thoâng soá laøm vieäc nhö sau: Khoùi noùng (coù )K.kg(kJ13,1cp = ) chuyeån ñoäng beân ngoaøi chuøm oáng vôùi nhieät ñoä

vaøo 275oC vaø ra laø 165oC. Nöôùc chuyeån ñoäng trong oáng coù löu löôïng 16,5 hm3 ñöôïc haâm noùng töø 30oC ñeán 90oC. Heä soá truyeàn nhieät cuûa thieát bò )K.m(W215k 2

F =

Haõy xaùc ñònh dieän tích truyeàn nhieät cuûa thieát bò.

Löu yù: Heä soá hieäu chænh tΔε tra theo hình 1 (trang 386 hoaëc 428) neáu tính theo phöông phaùp nhieät ñoä trung bình logarith LMTD. Hieäu suaát tra theo hình e (trang 387 hoaëc 429) Saùch baøi taäp nhieät ñoäng löïc hoïc kyõ thuaät vaø truyeàn nhieät

NTU−ε

----- Heát -----

Page 1 of 4

Baøi giaûi

Baøi 1: (3 ñieåm)

• Caùc thoâng soá cô baûn

885,0h.m

898,503,0115

304d

.4fUm

=

=××

=⋅λα

=⋅λ⋅α

=

1. Nhieät ñoä giöõa thanh vaø ñænh thanh

( )( )

( )

C91,97417,17545

h.mcoshttt

C23,99417,1024,17545

h.mcosh2h.mcoshttt

o

gfhfh

o

gf2/hf2/h

=+=

θ+=θ+=

=×+=

⋅θ+=θ+=

(1,5 ñieåm)

2. Nhieät löôïng truyeàn qua thanh

( )

W485,257087,075898,510.07,7115

h.mthmfQ4

g

=××××=

⋅θ⋅⋅⋅λ=− (1,5 ñieåm)


1. Heä soá trao ñoåi nhieät ñoái löu cuûa nöôùc trong oáng

• Thoâng soá vaät lyù cuûa nöôùc ôû 70oC

⎪⎩

⎪⎨

⎧

=

=ρ

=λ

⎪⎩

⎪⎨

⎧

==

=ν −

)K.kg(kJ187,4c

mkg8,977

)K.m(W668,0

6,1Pr55,2Pr

sm10.415,0

p

3

w

f

26

• Tieâu chuaån Reynolds

446 1010.41,10

10.415,0027,06,1dRe >=

×=

ν⋅ω

= −

• Tieâu chuaån Nusselt

31,345123,142,110.32,10021,0

PrPrPrRe021,0Nu

3

R

25,0

w

f43,0f

8,0

=×××=

ε⋅ε⋅⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅⋅⋅= l

• Heä soá trao ñoåi nhieät ñoái löu

)K.m(W8543027,0668,031,345

dNu 2=×=

λ⋅=α (2 ñieåm)

Page 2 of 4

2. Chieàu daøi caàn thieát cuûa oáng trao ñoåi nhieät

• Nhieät löôïng trao ñoåi

( ) kW1505090187,48957,0tcGQ

skg8957,010.72,56,18,977fG

fp

4

=−××=Δ⋅⋅=

=××=⋅ω⋅ρ= −

• Cheânh leäch nhieät ñoä trung bình giöõa oáng vaø nöôùc

( ) C41,363ln2060

ttln

ttt o

min

max

minmax =−

=

ΔΔ

Δ−Δ=Δ

• Chieàu daøi oáng trao ñoåi nhieät

m685,5

027,04822,0

dF

m4822,041,368543

10.150t

QF 23

=×π

=⋅π

=

=×

=Δ⋅α

=

Σl

(2 ñieåm)

3. Nhieät ñoä nöôùc taïi vò trí giöõa oáng

• Heä soá NTU

55,0

187.48957,02411,08543

cG'F'NTU

m2411,02F'F

p

2

=×

×=

⋅⋅α

=

==

• Nhieät ñoä nöôùc

(0 ñieåm) ( )

( ) C36,75577,050110110

e'tttto

'NTUfww

=×−−=

⋅−−= −



⎪⎩

⎪⎨⎧

=ρ

=3

n

pn

mkg2,983

)K.kg(kJ174,4c

• Naêng suaát nhieät cuûa thieát bò

( ) kW566,112860174,42,9833600

5,16tcVQ npnnn =××⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ×=Δ⋅⋅ρ⋅= (1 ñieåm)

Page 3 of 4

1. Xaùc ñònh dieän tích truyeàn nhieät theo phöông phaùp LMTD

• Cheânh leäch nhieät ñoä theo sô ñoà ngöôïc chieàu

C69,158

135185ln

135185t ong =

−=Δ

• Heä soá hieäu chænh εΔt

95,083,1

3090165275

't"t"t'tR

245,0302753090

't't't"tP

t

22

11

21

22

=ε⇒

⎪⎪⎩

⎪⎪⎨

⎧

=−−

=−−

=

=−−

=−−

=

Δ

• Cheânh leäch nhieät ñoä trung bình logarith LMTD C7,150tt o

ngt =Δ⋅ε=Δ Δ

• Dieän tích truyeàn nhieät

23

F

m82,347,150215

10.566,1128tk

QF ≈×

=Δ⋅

= (3 ñieåm)

2. Xaùc ñònh dieän tích truyeàn nhieät theo phöông phaùp ε - NTU

• Nhieät dung löu löôïng khoái löôïng

⎪⎪⎪

⎩

⎪⎪⎪

⎨

⎧

=⋅=

==Δ

==

===−−

=

KkW26,10CCC

KkW81,1860

566,1128t

QCC

CC5454,0

11060

1652753090C

maxmin

n2max

2

1

&

&

• Hieäu suaát thieát bò

( ) ( )

⎪⎩

⎪⎨

⎧

≈==ε

=−×=−⋅=

449,07,2513

56,1128Q

Q

kW7,25133027526,10't'tCQ

max

21minmax

• Ñôn vò chuyeån nhieät Ñoà thò hình 6.e 7,0NTU =


23

F

min m4,33215

10.26,1068,0k

CNTUF ≈×=⋅= (3 ñieåm)

Page 4 of 4

Page 1 of 4 Monday, August 18, 2008



ÑEÀ THI HOÏC KYØ III – NAÊM HOÏC 2007-2008 Ñeà thi laàn I - Heä Khoâng Chính Quy





Baøi 1 (3 ñieåm) Moät thanh nhoâm coù tieát dieän hình chöõ nhaät caïnh cm43ba ×=× , chieàu daøi cm35L =

vaø heä soá daãn nhieät )K.m(W115=λ ). Moät ñaàu thanh ñöôïc gaén vaøo vaùch coù nhieät ñoä

110oC, heä soá toûa nhieät ñoái löu treân beà maët thanh )K.m(W28 2=α , nhieät ñoä khoâng khí

xung quanh 45oC. Khi tính toaùn coù theå boû qua toûa nhieät ôû ñænh thanh. Haõy xaùc ñònh:



haèng soá C100t ow = . Nöôùc vaøo oáng coù nhieät ñoä C50't o

f = , ra khoûi oáng coù nhieät ñoä C90"t o

f = , vaän toác trung bình cuûa nöôùc trong oáng laø sm5,1

Haõy xaùc ñònh:




F =


Löu yù: Heä soá hieäu chænh tΔε tra theo hình 1 (trang 386 hoaëc 428) neáu tính theo phöông phaùp nhieät ñoä trung bình logarith LMTD. Hieäu suaát NTU−ε tra theo hình e (trang 387 hoaëc 429) Saùch baøi taäp nhieät ñoäng löïc hoïc kyõ thuaät vaø truyeàn nhieät

----- Heát -----


Baøi giaûi



( )

865,1h.m

33,510.12115

2810.72ba

ba2fUm 4

2

=

=×

××=

×⋅λα⋅+

=⋅λ⋅α

= −

−


( )( )

( )

C66,6466,1945307,36545

h.mcoshttt

C84,7384,2845307,3467,16545

h.mcosh2h.mcoshttt

o

gfhfh

o

gf2/hf2/h

=+=+=

θ+=θ+=

=+=×+=

⋅θ+=θ+=

(1,5 ñieåm)


( )

W57,45953,06533,510.12115

h.mthmfQ4

g

=××××=

⋅θ⋅⋅⋅λ=− (1,5 ñieåm)




⎪⎩

⎪⎨

⎧

=

=ρ

=λ

⎪⎩

⎪⎨

⎧

==

=ν −

)K.kg(kJ187,4c

mkg8,977

)K.m(W668,0

75,1Pr55,2Pr

sm10.415,0

p

3

w

f

26


446 1010.29,12

10.415,0034,05,1dRe >=

×=

ν⋅ω

= −


93,4061,149,110.792,11021,0

PrPrPrRe021,0Nu

3

R

25,0

w

f43,0f

8,0

=×××=

ε⋅ε⋅⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅⋅⋅= l


)K.m(W7995034,0668,093,406

dNu 2=×=





( ) kW02,2235090187,4332,1tcGQ

skg332,110.95,18,977fG

fp

4

=−××=Δ⋅⋅=

=××=⋅ω⋅ρ= −


( ) C85,245ln1050

ttln

ttt o

min

max

minmax =−

=

ΔΔ

Δ−Δ=Δ


m51,10

034,01224,1

dF

m1224,185,247995

10.02,223t

QF 23

=×π

=⋅π

=

=×

=Δ⋅α

=

Σl

(2 ñieåm)



⎪⎩

⎪⎨⎧

=ρ

=3

n

pn

mkg2,983

)K.kg(kJ174,4c


( ) kW47,94050174,42,9833600


⎜⎝⎛ ×=Δ⋅⋅ρ⋅= (1 ñieåm)



C477,154

120195ln

120195t ong =

−=Δ


94,05,2

3585155280

't"t"t'tR

204,035280

3585't't't"tP

t

22

11

21

22

=ε⇒

⎪⎪⎩

⎪⎪⎨

⎧

=−−

=−−

=

=−

−=

−−

=

Δ

• Cheânh leäch nhieät ñoä trung bình logarith LMTD C145tt o

ngt =Δ⋅ε=Δ Δ


23

F

m83,2814522510.47,940

tkQF ≈

×=

Δ⋅= (2 ñieåm)




⎪⎪⎪

⎩

⎪⎪⎪

⎨

⎧

=⋅=

==Δ

==

===−−

=

KkW028,9CCC

KkW571,2250

566,1128t

QCC

CC4,0

12550

1552803585C

maxmin

n2max

2

1

&

&


( ) ( )

⎪⎩

⎪⎨

⎧

≈==ε

=−×=−⋅=

425,02212

47,940Q

Q

kW221235280028,9't'tCQ

max

21minmax



23

F

min m28,27225

10.028,968,0k


Page 1 of 4



ÑEÀ THI HOÏC KYØ I – NAÊM HOÏC 2007-2008 Ñeà thi laàn I - Heä Khoâng Chính Quy





Baøi 1 (3 ñieåm) Moät thanh nhoâm (heä soá daãn nhieät )K.m(W115=λ ) coù ñöôøng kính cm3d = , chieàu

daøi cm35L = . Moät ñaàu thanh ñöôïc gaén vaøo vaùch coù nhieät ñoä 140oC, heä soá toûa nhieät ñoái

löu treân beà maët thanh )K.m(W35 2=α , nhieät ñoä khoâng khí xung quanh 50oC.


1. Nhieät ñoä ñænh thanh vaø giöõa thanh. (1,5 ñieåm) 2. Nhieät löôïng toûa ra treân thanh. (1,5 ñieåm)


haèng soá C120t ow = . Nöôùc vaøo oáng coù nhieät ñoä C50't o

f = , ra khoûi oáng coù nhieät ñoä C90"t o

f = , vaän toác trung bình cuûa nöôùc trong oáng laø sm2

Haõy xaùc ñònh:

1. Heä soá trao ñoåi nhieät ñoái löu cuûa nöôùc chaûy trong oáng. (2 ñieåm) 2. Chieàu daøi caàn thieát cuûa oáng trao ñoåi nhieät. (1,5 ñieåm) 3. Nhieät ñoä cuûa nöôùc taïi vò trí giöõa oáng. (0,5 ñieåm)



F =


Löu yù: Heä soá hieäu chænh tΔε tra theo hình 1 (trang 386 hoaëc 428) neáu tính theo phöông phaùp nhieät ñoä trung bình logarith LMTD. Hieäu suaát NTU−ε tra theo hình e (trang 387 hoaëc 429) Saùch baøi taäp nhieät ñoäng löïc hoïc kyõ thuaät vaø truyeàn nhieät

----- Heát -----

Page 2 of 4

Baøi giaûi



23,2h.m

37,603,0115

354d

.4fUm

=

=××

=⋅λα

=⋅λ⋅α

=


( )( )

( )

C14,6959,2150702,49050

h.mcosh50tt

C32,8232,3250702,4688,19050

h.mcosh2h.mcosh50tt

o

ghfh

o

g2/hf2/h

=+=+=

θ+=θ+=

=+=×+=

⋅θ+=θ+=

(1,5 ñieåm)


( )

W54,4598,09037,610.07,7115

h.mthmfQ4

g

=××××=

⋅θ⋅⋅⋅λ=− (1,5 ñieåm)




⎪⎩

⎪⎨

⎧

=

=ρ

=λ

⎪⎩

⎪⎨

⎧

==

=ν −

)K.kg(kJ187,4c

mkg8,977

)K.m(W668,0

47,1Pr55,2Pr

sm10.415,0

p

3

w

f

26


446 1010.38,16

10.415,0034,02dRe >=

×=

ν⋅ω

= −


06,53515,149,110.845,14021,0

PrPrPrRe021,0Nu

3

R

25,0

w

f43,0f

8,0

=×××=

ε⋅ε⋅⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅⋅⋅= l


)K.m(W512.10034,0668,006,535

dNu 2=×=


Page 3 of 4



( ) kW36,2975090187,47755,1tcGQ

skg7755,110.928,977fG

fp

4

=−××=Δ⋅⋅=

=××=⋅ω⋅ρ= −


( ) C2,4737ln3070

ttln

ttt o

min

max

minmax =−

=

ΔΔ

Δ−Δ=Δ


m61,5

034,0599,0

dF

m599,02,47512.10

10.36,297t

QF 23

=×π

=⋅π

=

=×

=Δ⋅α

=

Σl

(1,5 ñieåm)

3. Nhieät ñoä nöôùc taïi vò trí giöõa oáng

• Heä soá NTU

424,0

187.47755,13,0512.10

cG'F'NTU

m2996,02F'F

p

2

=×

×=

⋅⋅α

=

==

• Nhieät ñoä nöôùc

( )

( ) C2,74655,050120120

e'tttto

'NTUfww

=×−−=

⋅−−= −

(0,5 ñieåm)



⎪⎩

⎪⎨⎧

=ρ

=3

n

pn

mkg2,983

)K.kg(kJ174,4c


( ) kW566,112860174,42,9833600


⎜⎝⎛ ×=Δ⋅⋅ρ⋅= (1 ñieåm)

Page 4 of 4



C46,139

125155ln

125155t ong =

−=Δ


945,05,1

3090155245

't"t"t'tR

28,0302453090

't't't"tP

t

22

11

21

22

=ε⇒

⎪⎪⎩

⎪⎪⎨

⎧

=−−

=−−

=

=−−

=−−

=

Δ


ngt =Δ⋅ε=Δ Δ


23

F

m38132225

10.566,1128tk

QF ≈×

=Δ⋅

= (2 ñieåm)



⎪⎪⎪

⎩

⎪⎪⎪

⎨

⎧

=⋅=

==Δ

==

===−−

=

KkW54,12CCC

KkW81,1860

566,1128t

QCC

CC667,0

9060

1552453090C

maxmin

n2max

2

1

&

&


( ) ( )

⎪⎩

⎪⎨

⎧

≈==ε

=−×=−⋅=

418,01,2696

56,1128Q

Q

kW1,26963024554,12't'tCQ

max

21minmax



23

F

min m39225

10.54,127,0k


Ñaïi Hoïc Quoác Gia Tp. HCM TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA - Khoa CÔ KHÍ

Bm Coâng Ngheä Nhieät Laïnh

GV duyeät GV ra ñeà

ÑEÀ THI CUOÁI HOÏC KYØ II – NAÊM HOÏC 2007-2008 Moân Thi : Truyeàn Nhieät vaø TB Trao Ñoåi Nhieät Thôøi gian : 90 phuùt Ngaøy thi : 12.06.2008

TS. Nguyeãn Vaên Tuyeân Nguyeãn Toaøn Phong


Baøi 1 (3,5 ñieåm) Buoàng ñoát coù kích thöôùc ba chieàu daøi, roäng, cao nhö sau 234HWL ××=×× m, nhieät ñoä

beà maët , ñoä ñen . Moâi tröôøng khoâng khí xung quanh coù nhieät ñoä . C240t ow = 7,0w =ε C40t o

f =

1. Tính toång toån thaát nhieät töø caùc beà maët xung quanh vaùch ra moâi tröôøng Qt [kW]. 2. Neáu boïc vaùch baèng lôùp caùch nhieät coù heä soá daãn nhieät )K.m(W07,0CN =λ .

Giaû thieát nhieät ñoä vaùch buoàng ñoát tieáp xuùc lôùp caùch nhieät khoâng thay ñoåi, heä soá trao ñoåi nhieät ñoái löu giöõ nguyeân nhö vöøa tính ôû treân, ñoä ñen maët ngoaøi cuûa vaùch 0*

w =ε

a. Xaùc ñònh chieàu daøy lôùp caùch nhieät ñeå toån thaát nhieät giaûm 12 laàn. b. Tính nhieät ñoä beà maët ngoaøi cuûa lôùp caùch nhieät.

Baøi 2 (4 ñieåm) Trong heä thoáng saáy ngöôøi ta duøng hôi nöôùc ñeå gia nhieät cho khoâng khí. Thieát bò trao ñoåi

nhieät laø chuøm oáng boá trí song song, oáng coù kích thöôùc 2127φ mm, soá haøng oáng theo chieàu chuyeån ñoäng cuûa khoâng khí . 12n =

Hôi nöôùc ñi vaøo trong oáng coù aùp suaát 4p = bar, ñoä khoâ 1x = , ra khoûi oáng ôû traïng thaùi loûng soâi. Heä soá trao ñoåi nhieät ñoái löu cuûa hôi beân trong oáng )K.m(W7000 2

h =α

Khoâng khí coù löu löôïng hm5000V 3kk = vaøo chuøm oáng coù nhieät ñoä , ra khoûi

chuøm oáng coù nhieät ñoä . Vaän toác qua choå heïp nhaát

C30't of =

C110"t of = sm10max =ω

Boû qua nhieät trôû daãn nhieät cuûa vaùch oáng, haõy xaùc ñònh: 1. Heä soá trao ñoåi nhieät ñoái löu trung bình veà phía khoâng khí. 2. Naêng suaát nhieät Q [kW] vaø toång chieàu daøi oáng truyeàn nhieät Σl [m] cuûa thieát bò.

3. Löu löôïng hôi nöôùc caàn cung caáp laø bao nhieâu Gh [kg/h].

Baøi 3 (2,5 ñieåm) Thieát bò trao ñoåi nhieät löu ñoäng ngöôïc chieàu coù dieän tích truyeàn nhieät ,


2m16F =

)K.m(W2100k 2= . Bieát:

Löu chaát I coù C120't o1 = skg6G1 = )K.kg(kJ2,3c 1p =

Löu chaát II coù C30't o2 = skg5,5G2 = )K.kg(kJ18,4c 2p =

1. Xaùc ñònh naêng suaát nhieät cuûa thieát bò. 2. Tính nhieät ñoä ra cuûa hai löu chaát. 3. Tröôøng hôïp löu ñoäng cuøng chieàu thì naêng suaát nhieät cuûa thieát bò taêng hay giaûm?

Giaûi thích taïi sao? ‐‐‐‐‐ Heát ‐‐‐‐‐

Page 1 of 6 6/12/2008

Ñaùp aùn 12.06.2008 Baøi 1 (3,5 ñieåm)

1. Toång toån thaát nhieät töø vaùch ñeán moâi tröôøng

bxñltt QQQ +=

• Thoâng soá vaät lyù cuûa lôùp khoâng khí ôû nhieät ñoä trung bình 140oC

⎪⎩

⎪⎨

⎧

==ν

=λ

→= −

684,0Prsm10.8,27

)K.m(W0349,0

C140t 26otb

• Tieâu chuaån Grashof

( ) 10122

3

2

3

10.917,410.8,27413

40240281,9tHgGr =×

−××=

νΔ⋅⋅β⋅

= −

• Tieâu chuaån Rayleigh

( )1371010 1010.210.3636,3684,010.917,4PrGrRa ÷∈=×=⋅=

• Caùc heä soá töø baûng 10.1

⎩⎨⎧

==

333,0n135,0C


( ) 43,43510.364,3135,0RaCNu333,010n =×=⋅=


)K.m(W6,72

0349,043,435H

Nu 2=×=λ


• Maät ñoä doøng nhieät

( ) ( )

{ }2

bxñl

2444

f4

wobx

2fwñl

mW3888qqq

mW236813,313,567,57,0100T

100TCq

mW1520402406,7ttq

=+=→

⎪⎪⎩

⎪⎪⎨

⎧

=−××=⎪⎭

⎪⎬⎫

⎪⎩

⎪⎨⎧

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛⋅⋅ε=

=−×=−⋅α=

• Toån thaát nhieät

( ) ( )

kW86,108W864.108283888FqQ

kW30,66W304.66282368FqQ

kW56,42W560.42281520FqQ

m282432HLW2F

bxbx

ñlñl

2

==×=⋅=

==×=⋅=

==×=⋅=

=×+×=×+×=

(1 ñieåm)

Page 2 of 6 6/12/2008

2. Vaùch ñöôïc boïc caùch nhieät • Maät ñoä doøng nhieät yeâu caàu

2mW32412q'q ==

i. Chieàu daøy lôùp caùch nhieät

m034,06,7

1324

4024007,0

1q

tt

1ttq

fwCNCN

CN

CN

fw

=⎭⎬⎫

⎩⎨⎧ −

−×=

⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

α−

−⋅λ=δ→

α+

λδ

−=

(0,5 ñieåm)

ii. Nhieät ñoä beà maët

( )

C6,826,7

32440qt't

t'tqo

fw

fw

=+=α

+=→

−⋅α= (0,5 ñieåm)

Page 3 of 6 6/12/2008

Baøi 2 (4 ñieåm) 1. Heä soá trao ñoåi nhieät ñoái löu trung bình veà phía khoâng khí

• Thoâng soá vaät lyù ôû nhieät ñoä trung bình

⎪⎪⎪

⎩

⎪⎪⎪

⎨

⎧

=

=ρ

==ν

=λ

→=

−

−

)K.kg(kJ005,1c

mkg029,1

694,0Prsm10.02,20

)K/m(W10.96,2

C70t

p

3

26

2

okk

• Kích thöôùc tính toaùn m027,0mm27ddtñ ===


336

tñ 1010.486,1310.02,20027,010dRe >=

×=

ν⋅ω

= −


27,9311877,05,48322,0

PrPrPrRe22,0Nu

25,0

w

f36,065,0

=××××=

ε⋅⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅⋅⋅= ψ

81,935,483194,0

Re194,0Nu 65,0*

=×=

⋅=


)K.m(W25,102027,0

0296,027,93d

Nu 2

tñn3 =×=

λ×=α →

)K.m(W84,102027,0

0296,081,93d

Nu 2

tñn3

* =×=λ

×=α →

• Heä soá hieäu chænh soá haøng oáng theo chieàu doøng löu ñoäng

( ) 958,012

109,06,0n

2n21n =

++=

−+ε+ε=ε


)K.m(W5,9884,102958,0

)K.m(W9825,102958,02

n3*

nss*

2n3nss

=×=α⋅ε=α

=×=α⋅ε=α

→

→ (1,5 ñieåm)

Page 4 of 6 6/12/2008

2. Naêng suaát nhieät vaø dieän tích truyeàn nhieät cuûa thieát bò • Thoâng soá hôi nöôùc

⎪⎩

⎪⎨⎧

==

→=kgkJ2133rC62,143t

bar4po

bhh

a. Naêng suaát nhieät cuûa thieát bò

( ) kW9,11430110005,1

3600029,15000

tcGQ kpkkk

=−××⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ×

=

Δ⋅⋅= (0,5 ñieåm)

b. Dieän tích truyeàn nhieät cuûa thieát bò • Heä soá truyeàn nhieät

)K.m(W2111,8k

)K.m(W1648,8

027,09810

021,070001

d1

ddln

.21

d1k

*

2k1

2

t1h

=

=

×++

×

π=

⋅α+

λ+

⋅α

π=

l

l

(0,5 ñieåm)

• Cheânh leäch nhieät ñoä trung bình

( ) ( )( )( )

C7,65

11062,1433062,143ln

11062,1433062,143

ttln

ttt o

min

max

minmax =

−−

−−−=

ΔΔ

Δ−Δ=Δ (0,5 ñieåm)

• Toång chieàu daøi oáng truyeàn nhieät

m213

7,65211,810.9,114

tkQ

m2,2147,65165,8

10.9,114tk

Q

3*

3

=×

=Δ⋅

=

=×

=Δ⋅

=

Σ

Σ

l

l

l

l

(0,5 ñieåm)

3. Löu löôïng hôi caàn cung caáp cho thieát bò

hkg9,19336002133

9,114rQGh =×== (0,5 ñieåm)

Page 5 of 6 6/12/2008

Baøi 3 (2,5 ñieåm) 1. Naêng suaát nhieät cuûa thieát bò

• Ñöông löôïng löu löôïng khoái löôïng cuûa hai löu chaát

835,099,222,19CCC

CKkW99,2218,45,5cGC

CKkW2,192,36cGC

maxmin

max2p22

min1p11

===→

⎪⎩

⎪⎨⎧

==×=⋅=

==×=⋅=

&

(0,5 ñieåm)

• Hieäu suaát nhieät cuûa thieát bò

( ){ }( ){ }( ){ }

( ){ } 67,0835,0175,1exp835,01

835,0175,1exp1C1NTUexpC1

C1NTUexp1

75,110.2,19

162100C

FkNTU 3min

F

=−×−×−

−×−−=

−⋅−⋅−−⋅−−

=ε→

=×

=⋅

=

&&

& (0,5 ñieåm)


( ) ( )

kW1158172867,0QQ

kW1728301202,19't'tCQ

max

21minmax

=×=⋅ε=

=−×=−⋅= (0,5 ñieåm)


C36,80

99,22115830

CQ't"t

C7,592,19

1158120CQ't"t

o

222

o

111

=+=+=

=−=−= (0,5 ñieåm)

3. Giaûi thích naêng suaát nhieät giaûm

(0,5 ñieåm)

Page 6 of 6 6/12/2008



GV duyeät GV ra ñeà

ÑEÀ THI CUOÁI HOÏC KYØ II – NAÊM HOÏC 2007-2008 Moân Thi : Truyeàn Nhieät vaø TB Trao Ñoåi Nhieät Thôøi gian : 90 phuùt Ngaøy thi : 12.06.2008



Baøi 1 (3,5 ñieåm) Vaùch cuûa buoàng ñoát coù kích thöôùc ba chieàu daøi, roäng, cao nhö sau 234HWL ××=×× m,

nhieät ñoä beà maët , ñoä ñen C240t ow = 7,0w =ε . Moâi tröôøng khoâng khí xung quanh coù nhieät ñoä

. C40t of =

1. Tính toång toån thaát nhieät töø caùc beà maët xung quanh vaùch ra moâi tröôøng Qt [kW]. 2. Neáu boïc vaùch baèng lôùp caùch nhieät coù heä soá daãn nhieät )K.m(W07,0CN =λ .

Giaû thieát nhieät ñoä vaùch buoàng ñoát tieáp xuùc lôùp caùch nhieät khoâng thay ñoåi, heä soá trao ñoåi nhieät ñoái löu giöõ nguyeân nhö vöøa tính ôû treân, ñoä ñen maët ngoaøi cuûa vaùch 0*

w =ε

a. Xaùc ñònh chieàu daøy lôùp caùch nhieät ñeå toån thaát nhieät giaûm 12 laàn. b. Tính nhieät ñoä beà maët ngoaøi cuûa lôùp caùch nhieät.

Baøi 2 (4 ñieåm) Trong heä thoáng saáy ngöôøi ta duøng hôi nöôùc ñeå gia nhieät cho khoâng khí. Thieát bò trao ñoåi

nhieät laø chuøm oáng boá trí song song, oáng coù kích thöôùc 2127φ mm, soá haøng oáng theo chieàu chuyeån ñoäng cuûa khoâng khí . 12n =

Hôi nöôùc ñi vaøo trong oáng coù aùp suaát 4p = bar, ñoä khoâ 1x = , ra khoûi oáng ôû traïng thaùi loûng soâi. Heä soá trao ñoåi nhieät ñoái löu cuûa hôi beân trong oáng )K.m(W7000 2

h =α

Khoâng khí coù löu löôïng hm5000V 3kk = vaøo chuøm oáng coù nhieät ñoä , ra khoûi

chuøm oáng coù nhieät ñoä . Vaän toác qua choå heïp nhaát

C30't of =

C110"t of = sm10max =ω

Boû qua nhieät trôû daãn nhieät cuûa vaùch oáng, haõy xaùc ñònh: 1. Heä soá trao ñoåi nhieät ñoái löu trung bình veà phía khoâng khí. 2. Naêng suaát nhieät Q [kW] vaø toång chieàu daøi oáng truyeàn nhieät Σl [m] cuûa thieát bò.

3. Löu löôïng hôi nöôùc caàn cung caáp laø bao nhieâu Gh [kg/h].

Baøi 3 (2,5 ñieåm) Thieát bò trao ñoåi nhieät löu ñoäng ngöôïc chieàu coù dieän tích truyeàn nhieät ,


2m16F =

)K.m(W2100k 2= . Bieát:

Löu chaát I coù C120't o1 = skg6G1 = )K.kg(kJ2,3c 1p =

Löu chaát II coù C30't o2 = skg5,5G2 = )K.kg(kJ18,4c 2p =

1. Xaùc ñònh naêng suaát nhieät cuûa thieát bò. 2. Tính nhieät ñoä ra cuûa hai löu chaát. 3. Tröôøng hôïp löu ñoäng cuøng chieàu thì naêng suaát nhieät cuûa thieát bò taêng hay giaûm?

Giaûi thích taïi sao?

6/7/2008Page 1 of 6

‐‐‐‐‐ Heát ‐‐‐‐‐

Ñaùp aùn 12.06.2008 Baøi 1 (3,5 ñieåm)

1. Toång toån thaát nhieät töø vaùch ñeán moâi tröôøng

bxñltt QQQ +=

• Thoâng soá vaät lyù cuûa lôùp khoâng khí ôû nhieät ñoä trung bình 140oC

⎪⎩

⎪⎨

⎧

==ν

=λ

→= −

684,0Prsm10.8,27

)K.m(W0349,0

C140t 26otb

• Tieâu chuaån Grashof

( ) 10122

3

2

3

10.917,410.8,27413

40240281,9tHgGr =×

−××=

νΔ⋅⋅β⋅

= −


( )1371010 1010.210.3636,3684,010.917,4PrGrRa ÷∈=×=⋅=

• Caùc heä soá töø baûng 10.1

⎩⎨⎧

==

333,0n135,0C


( ) 43,43510.364,3135,0RaCNu333,010n =×=⋅=


)K.m(W6,72

0349,043,435H

Nu 2=×=λ



( ) ( )

{ }2

bxñl

2444

f4

wobx

2fwñl

mW3888qqq

mW236813,313,567,57,0100T

100TCq

mW1520402406,7ttq

=+=→

⎪⎪⎩

⎪⎪⎨

⎧

=−××=⎪⎭

⎪⎬⎫

⎪⎩

⎪⎨⎧

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛⋅⋅ε=

=−×=−⋅α=

• Toån thaát nhieät

( ) ( )

kW86,108W864.108283888FqQ

kW30,66W304.66282368FqQ

kW56,42W560.42281520FqQ

m282432HLW2F

bxbx

ñlñl

2

==×=⋅=

==×=⋅=

==×=⋅=

=×+×=×+×=

(1 ñieåm)

Page 2 of 6 6/7/2008

2. Vaùch ñöôïc boïc caùch nhieät • Maät ñoä doøng nhieät yeâu caàu

2mW32412q'q ==

i. Chieàu daøy lôùp caùch nhieät

m034,06,7

1324

4024007,0

1q

tt

1ttq

fwCNCN

CN

CN

fw

=⎭⎬⎫

⎩⎨⎧ −

−×=

⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

α−

−⋅λ=δ→

α+

λδ

−=

(0,5 ñieåm)

ii. Nhieät ñoä beà maët

( )

C6,826,7

32440qt't

t'tqo

fw

fw

=+=α

+=→

−⋅α= (0,5 ñieåm)

Page 3 of 6 6/7/2008

Baøi 2 (4 ñieåm) 1. Heä soá trao ñoåi nhieät ñoái löu trung bình veà phía khoâng khí

• Thoâng soá vaät lyù ôû nhieät ñoä trung bình

⎪⎪⎪

⎩

⎪⎪⎪

⎨

⎧

=

=ρ

==ν

=λ

→=

−

−

)K.kg(kJ005,1c

mkg029,1

694,0Prsm10.02,20

)K/m(W10.96,2

C70t

p

3

26

2

okk



336

tñ 1010.486,1310.02,20027,010dRe >=

×=

ν⋅ω

= −


27,9311877,05,48322,0

PrPrPrRe22,0Nu

25,0

w

f36,065,0

=××××=

ε⋅⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅⋅⋅= ψ

81,935,483194,0

Re194,0Nu 65,0*

=×=

⋅=


)K.m(W25,102027,0

0296,027,93d

Nu 2

tñn3 =×=

λ×=α →

)K.m(W84,102027,0

0296,081,93d

Nu 2

tñn3

* =×=λ

×=α →

• Heä soá hieäu chænh soá haøng oáng theo chieàu doøng löu ñoäng

( ) 958,012

109,06,0n

2n21n =

++=

−+ε+ε=ε


)K.m(W5,9884,102958,0

)K.m(W9825,102958,02

n3*

nss*

2n3nss

=×=α⋅ε=α

=×=α⋅ε=α

→

→ (1,5 ñieåm)

Page 4 of 6 6/7/2008

2. Naêng suaát nhieät vaø dieän tích truyeàn nhieät cuûa thieát bò • Thoâng soá hôi nöôùc

⎪⎩

⎪⎨⎧

==

→=kgkJ2133rC62,143t

bar4po

bhh

a. Naêng suaát nhieät cuûa thieát bò

( ) kW9,11430110005,1

3600029,15000

tcGQ kpkkk

=−××⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ×

=

Δ⋅⋅= (0,5 ñieåm)

b. Dieän tích truyeàn nhieät cuûa thieát bò • Heä soá truyeàn nhieät

)K.m(W2111,8k

)K.m(W1648,8

027,09810

021,070001

d1

ddln

.21

d1k

*

2k1

2

t1h

=

=

×++

×

π=

⋅α+

λ+

⋅α

π=

l

l

(0,5 ñieåm)

• Cheânh leäch nhieät ñoä trung bình

( ) ( )( )( )

C7,65

11062,1433062,143ln

11062,1433062,143

ttln

ttt o

min

max

minmax =

−−

−−−=

ΔΔ

Δ−Δ=Δ (0,5 ñieåm)

• Toång chieàu daøi oáng truyeàn nhieät

m213

7,65211,810.9,114

tkQ

m2,2147,65165,8

10.9,114tk

Q

3*

3

=×

=Δ⋅

=

=×

=Δ⋅

=

Σ

Σ

l

l

l

l

(0,5 ñieåm)

3. Löu löôïng hôi caàn cung caáp cho thieát bò

hkg9,19336002133

9,114rQGh =×== (0,5 ñieåm)

Page 5 of 6 6/7/2008

Baøi 3 (2,5 ñieåm) 1. Naêng suaát nhieät cuûa thieát bò

• Ñöông löôïng löu löôïng khoái löôïng cuûa hai löu chaát

835,099,222,19CCC

CKkW99,2218,45,5cGC

CKkW2,192,36cGC

maxmin

max2p22

min1p11

===→

⎪⎩

⎪⎨⎧

==×=⋅=

==×=⋅=

&

(0,5 ñieåm)

• Hieäu suaát nhieät cuûa thieát bò

( ){ }( ){ }( ){ }

( ){ } 67,0835,0175,1exp835,01

835,0175,1exp1C1NTUexpC1

C1NTUexp1

75,110.2,19

162100C

FkNTU 3min

F

=−×−×−

−×−−=

−⋅−⋅−−⋅−−

=ε→

=×

=⋅

=

&&

& (0,5 ñieåm)


( ) ( )

kW1158172867,0QQ

kW1728301202,19't'tCQ

max

21minmax

=×=⋅ε=

=−×=−⋅= (0,5 ñieåm)


C36,80

99,22115830

CQ't"t

C7,592,19

1158120CQ't"t

o

222

o

111

=+=+=

=−=−= (0,5 ñieåm)

3. Giaûi thích naêng suaát nhieät giaûm

(0,5 ñieåm)

Page 6 of 6 6/7/2008

TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA TP. HOÀ CHÍ MINH BOÄ MOÂN COÂNG NGHEÄ NHIEÄT LAÏNH

----------o0o---------- ÑEÀ THI

Moân thi: TRUYEÀN NHIEÄT

Thôøi gian : 90 phuùt (Sinh vieân ñöôïc pheùp söû duïng taøi lieäu vaø maùy tính)

Baøi 1 (4 ñieåm) Daàu maùy bieán aùp coù nhieät ñoä 800C chaûy trong oáng vôùi toác ñoä 1,2 m/s. Cho bieát

ñöôøng kính trong cuûa oáng laø 40 mm, chieàu daøi cuûa oáng laø 8 m vaø nhieät ñoä beà maët trong cuûa oáng

laø 650C

a. Xaùc ñònh heä soá toûa nhieät ñoái löu giöõa daàu vaø vaùch oáng.

b. Neáu söû duïng nhieät löôïng toûa ra töø beà maët ngoaøi cuûa oáng ñeå gia nhieät cho moät khoái nöôùc

coù theå tích 500 lít, tính thôøi gian (giaây) caàn thieát ñeå nhieät ñoä trung bình cuûa khoái nöôùc

taêng 200C (boû qua nhieät trôû cuûa vaùch oáng theùp khi tính toaùn).

Baøi 2 (3 ñieåm) Moät vaùch phaúng ñaët thaúng ñöùng ñöôïc laøm baèng 2 taám kim loaïi moûng, ôû giöõa laø

khoâng khí (boû qua nhieät trôû daãn nhieät cuûa kim loaïi), khoaûng caùch giöõa 2 taám kim loaïi laø

cm4=δ , dieän tích beà maët vaùch F = 6 m2, ñoä ñen cuûa beà maët caùc vaùch kim loaïi laø

8,0=21 == εεε . Cho bieát nhieät ñoä beà maët vaùch phía ngoaøi laø vaø nhieät ñoä beà maët

vaùch phía trong

Ct ow 801 =

Cow 202 =t

a. Tính nhieät löôïng truyeàn qua vaùch do böùc xaï [W]

b. Tính nhieät löôïng toång coäng truyeàn qua vaùch [W]

t/1 1

//t

t/2

//t2Baøi 3 (3 ñieåm) Moät thieát bò trao ñoåi nhieät daïng

oáng loàng oáng nhö hình veõ. Chaát loûng noùng

chuyeån ñoäng beân trong oáng nhoû vôùi caùc thoâng

soá nhö sau: löu löôïng 100 lít/h, nhieät ñoä vaøo

, nhieät ñoä ra t , nhieät dung

rieâng Cp1 = 3 kJ/kg.ñoä, khoái löôïng rieâng . Chaát loûng laïnh laø nöôùc chuyeån ñoäng

beân trong khoâng gian hình vaønh khaên giöõa 2 oáng vôùi löu löôïng 200 lít/h vaø nhieät ñoä vaøo

. Cho bieát heä soá truyeàn nhieät cuûa thieát bò laø k = 1400 W/m2 ñoä

Ct o100'1 =

Ct o10'2 =

Co50"1 =

31 /1200 mkg=ρ

a. Tính dieän tích truyeàn nhieät cuûa thieát bò

b. Dieän tích truyeàn nhieät thay ñoåi nhö theá naøo trong tröôøng hôïp 2 chaát loûng noùng vaø laïnh

chuyeån ñoäng ngöôïc chieàu.

Page 1 of 4



ÑEÀ THI HOÏC KYØ I – NAÊM HOÏC 2007-2008 Ñeà thi laàn II - Lôùp Hoïc Laïi - Heä Khoâng Chính Quy Moân Thi : Truyeàn Nhieät (210060) Thôøi gian : 90 phuùt Baét ñaàu : 9h05 NgaøyThi : 18/04/2008




Baøi 1: (3 ñieåm) Moät thanh nhoâm (heä soá daãn nhieät )K.m(W180=λ ) coù ñöôøng kính cm3d = , chieàu

daøi cm25L = . Moät ñaàu thanh ñöôïc gaén vaøo vaùch coù nhieät ñoä 120oC, heä soá toûa nhieät ñoái




Baøi 2: (3 ñieåm) Moät ñöôøng oáng daãn hôi coù ñöôøng kính ngoaøi mm150d = ñöôïc ñaët naèm ngang trong

phoøng roäng. Cho bieát nhieät ñoä trong phoøng C35t of = , nhieät ñoä beà maët oáng C45t o

w = , ñoä ñen beà maët oáng 7,0=ε . Chieàu daøi oáng m50=l

Haõy xaùc ñònh toån thaát nhieät treân ñöôøng oáng.

Baøi 3: (4 ñieåm) Moät thieát bò trao ñoåi nhieät kieåu chuøm oáng coù caùnh coù thoâng soá laøm vieäc nhö sau:

Khoùi noùng (coù )K.kg(kJ13,1cp = ) chuyeån ñoäng beân ngoaøi chuøm oáng vôùi nhieät ñoä

vaøo 260oC vaø ra laø 150oC. Nöôùc chuyeån ñoäng trong oáng coù löu löôïng 16,5 hm3 ñöôïc haâm noùng töø 30oC ñeán

90oC. Heä soá truyeàn nhieät cuûa thieát bò )K.m(W225k 2

F =

Haõy xaùc ñònh dieän tích truyeàn nhieät cuûa thieát bò theo hai phöông phaùp:

1. Phöông phaùp nhieät ñoä trung bình logarith LMTD. (2 ñieåm) 2. Phöông phaùp hieäu suaát NTU−ε . (2 ñieåm)

Löu yù: Heä soá hieäu chænh tΔε tra theo hình 1 (trang 386 hoaëc 428) Hieäu suaát NTU−ε tra theo hình e (trang 387 hoaëc 429) Saùch baøi taäp nhieät ñoäng löïc hoïc kyõ thuaät vaø truyeàn nhieät

----- Heát -----

Page 2 of 4

Baøi giaûi



273,1h.m

092,503,0180

354d

.4fUm

=

=××

=⋅λα

=⋅λ⋅α

=


( )( )

( )

C3,8659,2150925,17050

h.mcosh50tt

C9444,3150925,1209,17050

h.mcosh2h.mcosh50tt

o

ghfh

o

g2/hf2/h

=+=+=

θ+=θ+=

=+=×+=

⋅θ+=θ+=

(1,5 ñieåm)


( )

W75,,3885,070092,510.07,7180

h.mthmfQ4

g

=××××=

⋅θ⋅⋅⋅λ=− (1,5 ñieåm)


1. Heä soá trao ñoåi nhieät ñoái löu

• Thoâng soá vaät lyù cuûa khoâng khí ôû 40oC

⎪⎪

⎩

⎪⎪

⎨

⎧

==β

==ν

=λ

−

−

1

26

K15,3131T1

699,0Prsm10.69,16

)K.m(W0276,0


6

122

3

2

3

10.653,2699,010.69,1615,3131015,081,9

PrtdgPrGrRa

=××

××=

⋅ν

Δ⋅⋅β⋅=⋅=

−

Page 3 of 4


( )

79,2136,4054,0RaCNu

25,0n54,0C

10.250010.653,2Ra

n

76

=×=⋅=⎩⎨⎧

==

→

÷∈=


)K.m(W415,0

0276,079,21d

Nu 2=×=λ


2. Nhieät löôïng toån thaát

• Toån thaát ñoái löu

( )

W48,9424056,23qFQ

mW40104ttq

ñlñl

2fwñl

=×=⋅=

=×=−⋅α=

• Toån thaát böùc xaï

( )W1149765,4856,23qFQ

mW765,480815,31815,367,57,0

100T

100TCq

bxbx

244

4f

4w

obx

=×=⋅=

=−××=

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛⋅⋅ε=

• Toång toån thaát

W5,2091QQQt

mW765,88qqq

bxñl

2bxñlt

=+=

=+= (1,5 ñieåm)



⎪⎩

⎪⎨⎧

=ρ

=3

n

pn

mkg2,983

)K.kg(kJ174,4c


( ) kW566,112860174,42,9833600


⎜⎝⎛ ×=Δ⋅⋅ρ⋅=

Page 4 of 4



C55,143

120170ln

120170t ong =

−=Δ


94,083,1

3090150260

't"t"t'tR

261,030260

3090't't't"tP

t

22

11

21

22

=ε⇒

⎪⎪⎩

⎪⎪⎨

⎧

=−−

=−−

=

=−

−=

−−

=

Δ


ngt =Δ⋅ε=Δ Δ


23

F

m17,37135225

10.566,1128tk

QF =×

=Δ⋅

= (2 ñieåm)



⎪⎪⎪

⎩

⎪⎪⎪

⎨

⎧

=⋅=

==Δ

==

===−−

=

KkW26,10CCC

KkW81,1860

566,1128t

QCC

CC545,0

11060

1502603090C

maxmin

n2max

2

1

&

&


( ) ( )

⎪⎩

⎪⎨

⎧

≈==ε

=−×=−⋅=

478,02360

56,1128Q

Q

kW23603026026,10't'tCQ

max

21minmax



23

F

min m11,35225

10.26,1077,0k

CNTUF =×=⋅= (2 ñieåm)



ÑEÀ THI HOÏC KYØ I – NAÊM HOÏC 2007-2008 Ñeà thi laàn I - Lôùp Hoïc Laïi - Heä Khoâng Chính Quy Moân Thi : Truyeàn Nhieät (210060) Thôøi gian : 90 phuùt Baét ñaàu : 6h30 NgaøyThi : 29/01/2008




Baøi 1: (3 ñieåm) Moät thanh nhoâm (heä soá daãn nhieät )K.m(W180=λ ) coù ñöôøng kính , chieàu

daøi . Moät ñaàu thanh ñöôïc gaén vaøo vaùch coù nhieät ñoä 120

cm2d =

cm35L = oC, heä soá toûa nhieät ñoái




Baøi 2: (3 ñieåm) Moät ñöôøng oáng daãn hôi coù ñöôøng kính ngoaøi mm150d = ñöôïc ñaët naèm ngang trong

phoøng roäng. Cho bieát nhieät ñoä trong phoøng , nhieät ñoä beà maët oáng , ñoä ñen beà maët oáng

C35t of = C45t o

w =7,0=ε . Chieàu daøi oáng m50=l

Haõy xaùc ñònh toån thaát nhieät treân ñöôøng oáng.

Baøi 3: (4 ñieåm) Moät thieát bò trao ñoåi nhieät kieåu chuøm oáng coù caùnh coù thoâng soá laøm vieäc nhö sau:

Khoùi noùng (coù )K.kg(kJ13,1cp = ) chuyeån ñoäng beân ngoaøi chuøm oáng vôùi nhieät ñoä

vaøo 215oC vaø ra laø 95oC. Nöôùc chuyeån ñoäng trong oáng coù löu löôïng 16,5 hm3 ñöôïc haâm noùng töø 30oC ñeán

90oC. Heä soá truyeàn nhieät cuûa thieát bò )K.m(W225k 2

F =

Haõy xaùc ñònh dieän tích truyeàn nhieät cuûa thieát bò theo hai phöông phaùp:

1. Phöông phaùp nhieät ñoä trung bình logarith LMTD. (2 ñieåm) 2. Phöông phaùp hieäu suaát NTU−ε . (2 ñieåm)

Löu yù: Heä soá hieäu chænh tΔε tra theo hình 1 (trang 386 hoaëc 428) Hieäu suaát tra theo hình e (trang 387 hoaëc 429) Saùch baøi taäp nhieät ñoäng löïc hoïc kyõ thuaät vaø truyeàn nhieät

NTU−ε

----- Heát -----

Page 1 of 4

Baøi giaûi



84466,1h.m

27,502,0180

254d

.4fUm

=

=××

=⋅λα

=⋅λ⋅α

=


( )( )

( )

C59,7159,2150242,37050

h.mcosh50tt

C44,8144,3150242,3456,17050

h.mcosh2h.mcosh50tt

o

ghfh

o

g2/hf2/h

=+=+=

θ+=θ+=

=+=×+=

⋅θ+=θ+=

(1,5 ñieåm)


( )

W84,1995,07027,510.14,3180

h.mthmfQ4

g

=××××=

⋅θ⋅⋅⋅λ=− (1,5 ñieåm)


1. Heä soá trao ñoåi nhieät ñoái löu

• Thoâng soá vaät lyù cuûa khoâng khí ôû 40oC

⎪⎪

⎩

⎪⎪

⎨

⎧

==β

==ν

=λ

−

−

1

26

K15,3131T1

699,0Prsm10.69,16

)K.m(W0276,0


6

122

3

2

3

10.653,2699,010.69,1615,3131015,081,9

PrtdgPrGrRa

=××

××=

⋅ν

Δ⋅⋅β⋅=⋅=

−

Page 2 of 4


( )

79,2136,4054,0RaCNu

25,0n54,0C

10.250010.653,2Ra

n

76

=×=⋅=⎩⎨⎧

==

→

÷∈=


)K.m(W415,0

0276,079,21d

Nu 2=×=λ


2. Nhieät löôïng toån thaát

• Toån thaát ñoái löu

( )

W48,9424056,23qFQ

mW40104ttq

ñlñl

2fwñl

=×=⋅=

=×=−⋅α=

• Toån thaát böùc xaï

( )W1149765,4856,23qFQ

mW765,480815,31815,367,57,0

100T

100TCq

bxbx

244

4f

4w

obx

=×=⋅=

=−××=

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛⋅⋅ε=

• Toång toån thaát

W5,2091QQQt

mW765,88qqq

bxñl

2bxñlt

=+=

=+= (1,5 ñieåm)



⎪⎩

⎪⎨⎧

=ρ

=3

n

pn

mkg2,983

)K.kg(kJ174,4c


( ) kW566,112860174,42,9833600


⎜⎝⎛ ×=Δ⋅⋅ρ⋅=

Page 3 of 4



C75,91

65125ln

65125t ong =

−=Δ


88,02

309095215

't"t"t'tR

324,0302153090

't't't"tP

t

22

11

21

22

=ε⇒

⎪⎪⎩

⎪⎪⎨

⎧

=−−

=−−

=

=−−

=−−

=

Δ

• Cheânh leäch nhieät ñoä trung bình logarith LMTD C7,80tt o

ngt =Δ⋅ε=Δ Δ


23

F

m12,627,80225

10.566,1128tk

QF =×

=Δ⋅

= (2 ñieåm)



⎪⎪⎪

⎩

⎪⎪⎪

⎨

⎧

=⋅=

==Δ

==

===−−

=

KkW4,9CCC

KkW81,1860

566,1128t

QCC

CC5,0

12060

952153090C

maxmin

n2max

2

1

&

&


( ) ( )

⎪⎩

⎪⎨

⎧

≈==ε

=−×=−⋅=

65,087,173956,1128

QQ

kW87,1739302154,9't'tCQ

max

21minmax



23

F

min m6,60225

10.4,945,1k

CNTUF =×=⋅= (2 ñieåm)

Page 4 of 4



GV duyeät ñeà GV ra ñeà

ÑEÀ THI CUOÁI HOÏC KYØ I – NAÊM HOÏC 2007-2008 Moân Thi : Truyeàn Nhieät vaø TB Trao Ñoåi Nhieät Thôøi gian : 90 phuùt Ngaøy thi : 14.01.2008



Baøi 1 (3 ñieåm) Hôi nöôùc baõo hoøa khoâ chuyeån ñoäng trong oáng theùp coù ñöôøng kính 210190dd 21 = mm,

heä soá daãn nhieät )K.m(W5,46t =λ . Löu löôïng hôi nöôùc hkg10.8G 3h = , aùp suaát 6 bar.

OÁng ñöôïc boïc caùch nhieät coù chieàu daøy 70CN =δ mm, heä soá daãn nhieät )K.m(W07,0CN =λ

Khoâng khí beân ngoaøi coù nhieät ñoä , heä soá trao ñoåi nhieät ñoái löu C30t of =

)K.m(W12 2f =α . OÁng coù chieàu daøi m200=l .

1. Tính heä soá trao ñoåi nhieät ñoái löu cuûa hôi nöôùc ñi beân trong oáng. (1,5 ñieåm) (khi tính toaùn boû qua aûnh höôûng cuûa phöông höôùng doøng nhieät)

2. Tính nhieät löôïng trao ñoåi giöõa oáng vaø moâi tröôøng Q [kW]. (1,5 ñieåm)

Baøi 2 (3 ñieåm) Xeùt vaùch kính hai lôùp vôùi thoâng soá nhö sau:

Kính coù chieàu daøy vaø heä soá daãn nhieät: 5k =δ mm, )K.m(W7,0k =λ Khoâng khí giöõa hai lôùp kính coù chieàu daøy 20kh =δ mm. Khoâng khí ngoaøi trôøi coù nhieät ñoä , heä soá trao ñoåi nhieät ñoái löu C36t o

1f = )K.m(W15 21 =α

Khoâng khí trong phoøng coù nhieät ñoä , h/s trao ñoåi nhieät ñoái löu C24t o2f = )K.m(W12 2

2 =α

Tính maät ñoä doøng nhieät qF [ 2mW ] trao ñoåi trong hai tröôøng hôïp:

1. Lôùp khoâng khí giöõa hai lôùp kính xem nhö ñöùng yeân. Tính nhieät ñoä phía trong cuûa hai lôùp kính. (1,5 ñieåm)

2. Coù xeùt ñeán aûnh höôûng ñoái löu cuûa lôùp khoâng khí giöõa hai lôùp kính. (1,5 ñieåm)

Löu yù: Cho pheùp laáy thoâng soá vaät lyù cuûa khoâng khí ôû 30oC

Baøi 3 (4 ñieåm) Cho thieát bò trao ñoåi nhieät loaïi voû boïc – chuøm oáng. Hôi nöôùc baõo hoøa ngöng tuï phía voû

boïc thaønh loûng soâi, nöôùc ñöôïc gia nhieät ñi trong chuøm oáng. Hôi nöôùc coù heä soá trao ñoåi nhieät ñoái löu )K.m(W500.7 2

h =α , aùp suaát bar5ph =

Nöôùc chaûy trong chuøm oáng coù löu löôïng hm27V 3= , nhieät ñoä nöôùc vaøo ,

nhieät ñoä nöôùc ra , heä soá trao ñoåi nhieät ñoái löu .

C30't o2 =

C55"t o2 = )K.m/(W000.6 2

n =α

Boû qua nhieät trôû vaùch oáng. 1. Xaùc ñònh dieän tích trao ñoåi nhieät caàn thieát F [m2]. (2 ñieåm)

2. Sau moät thôøi gian vaän haønh, do bò baùm caùu baån neân nhieät ñoä nöôùc ra chæ ñaït 50oC. Haõy xaùc ñònh nhieät trôû lôùp caùu. Chieàu daøy trung bình cuûa lôùp caùu, bieát heä soá daãn nhieät cuûa lôùp caùu khoaûng )K.m(W5,1caùu =λ . (2 ñieåm)

Ñaùp aùn 14.01.2008

Baøi 1 (3 ñieåm) 1. Heä soá trao ñoåi nhieät ñoái löu

• Thoâng soá vaät lyù

⎪⎪

⎩

⎪⎪

⎨

⎧

=ρ

==ν

=λ

→=→=−

−

3

26

2

ohh

mkg258,3

18,1Prsm10.39,4

)K/m(W10.012,3

C84,158tbar6p


• Vaän toác tính toaùn

sm24258,319,0.3600

10.84d.

G4fG

2

3

2tñ

=×π×

×=

ρ⋅π⋅

=ρ⋅

=ω


46

tñ 10.118,10410.39,4

19,024dRe =×

=ν⋅ω

= −

• Tieâu chuaån Nusselt 410Re >

1469074,165166021,0

PrPrPrRe021,0Nu R

25,0

w

f43,08,0

=××=

ε⋅ε⋅⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅⋅⋅= l


)K.m(W23319,0

03012,01469d

Nu 2

tñh =×=

λ×=α (1,5 ñieåm)

2. Nhieät löôïng trao ñoåi

)K.m(W8,0

35,0121

2135ln

07,021

1921ln

5,4621

19,02331

d1

ddln

.21

ddln

.21

d1

k

3k2

3

CN1

2

t1h

=

×+

×+

×+

×

π=

⋅α+

λ+

λ+

⋅α

π=l

⇒ Nhieät löôïng toån thaát

( ) kW7,20W701.203084,1588,0200tkQ ==−××=Δ⋅⋅= ∑ ll (1,5 ñieåm)

Baøi 2 (3 ñieåm) 1. Tröôøng hôïp xem khoâng khí ñöùng yeân

• Thoâng soá vaät lyù cuûa lôùp khoâng khí

⎪⎩

⎪⎨

⎧

==ν

=λ

→= −

701,0Prsm10.16

)K/m(W027,0

C30t 26otb


2

23

3

2

2

1

1

1

2f1f

m/W67,12

81

7,0005,0

027,002,0

7,0005,0

151

2436

11ttq

=++++

−=

α+

λδ

+λδ

+λδ

+α

−=

(0,5 ñieåm)

• Nhieät ñoä beân trong cuûa 2 lôùp kính

⎪⎪⎩

⎪⎪⎨

⎧

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +⋅+=

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +⋅−=

C67,2581

7,0005,0qtt

C06,357,0

005,0151qtt

o2f3

o1f2

(0,5 ñieåm)

2. Tröôøng hôïp coù xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa ñoái löu • Tieâu chuaån Rayleigh

( ) 3

122

3

2

3

106660701,010.16303

67,2506,3502,081,9

PrtdgPrGrRa

>=××

−××=

⋅ν

Δ⋅⋅β⋅=⋅=

−

• Heä soá daãn nhieät hieäu chænh laïi

)K.m(W044,0027,0626,1

626,1Ra18,0

tñtñ

25,0tñ

=×=λ⋅ε=λ=⋅=ε


2

23

3

2

2

1

1

1

2f1f

m/W14,18

81

7,0005,0

044,002,0

7,0005,0

151

2436

11ttq

=++++

−=

α+

λδ

+λδ

+λδ

+α

−=

(0,5 ñieåm)

Baøi 3 (4 ñieåm) 1. Xaùc ñònh dieän tích trao ñoåi nhieät cuûa thieát bò

• Nhieät ñoä baõo hoøa cuûa hôi nöôùc C84,151tbar5p o

1h =→=

• Ñoä cheânh leäch nhieät ñoä trung bình logarith

151,84oC

C86,108

84,9684,121ln

25t o==Δ

• Heä soá truyeàn nhieät

)K.m/(W3333

000.61

500.71

111

1k 2

nh

F =+

=

α+

α

=


kW52,77625174,42,992600.327t.c.GQ npnn =××⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ ×=Δ=


23

F

m14,286,1083333

10.52,776t.k

QF =×

=Δ

= (2 ñieåm)

2. Xaùc ñònh nhieät trôû lôùp caùu • Ñoä cheânh leäch nhieät ñoä trung bình logarith

C54,111

84,10184,121ln

20't o==Δ

• Heä soá truyeàn nhieät khi bò baùm caùu

t.k't.'k

t't

Q'Q

't.F.'k't.c.G'Q

t.F.kt.c.GQ

F

F

n

n

Fnpnn

Fnpnn

ΔΔ

=ΔΔ

=→⎪⎩

⎪⎨⎧

Δ=Δ=

Δ=Δ=

Hay )K.m/(W260254,11186,108

25203333

'tt.

t't.k'k 2

n

nFF =××=

ΔΔ

ΔΔ

=

96,84oC84oC121,

55oC

30oCF

151,84oC

101,84oC84oC121,

50oC

30oCF

• Nhieät trôû lôùp caùu

W/)K.m(10.4245,8

2602333326023333

'k.k'kkR

Rk1

'k1

25

FF

FFc

cFF

−=

×−

=−

=→

+=

(1 ñieåm)

• Chieàu daøy trung bình cuûa lôùp caùu

mm126,0

m10.126,05,110.4245,8RR 35ccc

c

cc

=

=×=λ⋅=δ→λδ

= −−

(0,5 ñieåm)

3. Xaùc ñònh aùp suaát laøm vieäc • Ñoä cheânh leäch nhieät ñoä trung bình logarith

C44,1392602333386,108

'kkt"t"t.F.'kt.F.kQ o

F

FFF =×=⋅Δ=Δ⇒Δ=Δ=

• Nhieät ñoä ngöng tuï cuûa hôi

tk

C44,139

55t30tln

25"t o

k

k=

−−

=Δ 55t k −30t k −

55oC

30oCF

bar58,10pC3,182t179,044,139

2555t30tln k

ok

k

k ≈→=→==−− (0,5 ñieåm)



ÑEÀ THI HOÏC KYØ III – NAÊM HOÏC 2007-2008 Ñeà thi laàn II - Heä Khoâng Chính Quy





Baøi 1 (3 ñieåm) Moät thanh nhoâm coù tieát dieän hình chöõ nhaät caïnh cm123ba , chieàu daøi

vaø heä soá daãn nhieät cm35L )K.m(W115 ). Moät ñaàu thanh ñöôïc gaén vaøo vaùch coù

nhieät ñoä 125oC, heä soá toûa nhieät ñoái löu treân beà maët thanh )K.m(W28 2 , nhieät ñoä

khoâng khí xung quanh 35oC. Khi tính toaùn coù theå boû qua toûa nhieät ôû ñænh thanh. Haõy xaùc ñònh:


Baøi 2 (4 ñieåm) Nöôùc ñöôïc gia nhieät ñi trong oáng coù ñöôøng kính mm34d , nhieät ñoä beà maët oáng

haèng soá . Nöôùc vaøo oáng coù nhieät ñoä , ra khoûi oáng coù nhieät ñoä , vaän toác trung bình cuûa nöôùc trong oáng laø

C100t ow

Co

C50o't f

90"t f sm25,1

Haõy xaùc ñònh:


Baøi 3 (3 ñieåm) Moät thieát bò trao ñoåi nhieät kieåu chuøm oáng coù caùnh coù thoâng soá laøm vieäc nhö sau: Khoùi noùng (coù )K.kg(kJ13,1cp ) chuyeån ñoäng beân ngoaøi chuøm oáng vôùi nhieät ñoä


F


Löu yù: Heä soá hieäu chænh t tra theo hình 1 (trang 386 hoaëc 428) neáu tính theo phöông phaùp nhieät ñoä trung bình logarith LMTD. Hieäu suaát tra theo hình e (trang 387 hoaëc 429) Saùch baøi taäp nhieät ñoäng löïc hoïc kyõ thuaät vaø truyeàn nhieät

NTU

----- Heát -----

Page 1 of 4 Friday, November 21, 2008

Baøi giaûi


Caùc thoâng soá cô baûn

57655,1h.m

5044,410.36115

2810.152ba

ba2fUm 4

2


C68,7068,3535522,29035

h.mcoshttt

C35,8235,4735522,2327,19035

h.mcosh2h.mcoshttt

o

gfhfh

o

gf2/hf2/h

(1,5 ñieåm)


W08,154918,0905,410.36115

h.mthmfQ4

g

(1,5 ñieåm)



Thoâng soá vaät lyù cuûa nöôùc ôû 70oC

)K.kg(kJ187,4c

mkg8,977

)K.m(W668,0

75,1Pr55,2Pr

sm10.415,0

p

3

w

f

26

Tieâu chuaån Reynolds

446 1010.24,10

10.415,0034,025,1dRe

Tieâu chuaån Nusselt

7,3511,149,110.192,10021,0

PrPrPrRe021,0Nu

3

R

25,0

w

f43,0f

8,0

Heä soá trao ñoåi nhieät ñoái löu

)K.m(W6910034,0668,07,351

dNu 2

(2 ñieåm)



Nhieät löôïng trao ñoåi

kW85,1855090187,411,1tcGQ

skg1097,110.925,18,977fG

fp

4

Cheânh leäch nhieät ñoä trung bình giöõa oáng vaø nöôùc

C85,245ln1050

ttln

ttt o

min

max

minmax

Chieàu daøi oáng trao ñoåi nhieät

m13,10

034,00823,1

dF

m0823,185,246910

10.85,185t

QF 23

(2 ñieåm)


Thoâng soá vaät lyù cuûa nöôùc ôû 65oC

3

n

pn

mkg5,980

)K.kg(kJ183,4c

Naêng suaát nhieät cuûa thieát bò

kW89,112760183,45,9803600

5,16tcVQ npnnn

(1 ñieåm)


Cheânh leäch nhieät ñoä theo sô ñoà ngöôïc chieàu

C73,163

140190ln

140190t ong

Heä soá hieäu chænh t

95,083,1

3595175285

't"t"t'tR

24,035285

3595't't't"tP

t

22

11

21

22

Cheânh leäch nhieät ñoä trung bình logarith LMTD C5,155tt o

ngt

Dieän tích truyeàn nhieät

23

F

m527,315,155230

10.89,1127tk

QF

(2 ñieåm)


2. Xaùc ñònh dieän tích truyeàn nhieät theo phöông phaùp - NTU

Nhieät dung löu löôïng khoái löôïng

KkW2535,10CCC

KkW798,1860

89,1127t

QCC

CC5454,0

11060

1752853595C

maxmin

n2max

2

1

Hieäu suaát thieát bò

44,04,2563

89,1127Q

Q

kW4,2563352852535,10't'tCQ

max

21minmax

Ñôn vò chuyeån nhieät Ñoà thò hình 6.e 68,0NTU

Dieän tích truyeàn nhieät

23

F

min m76,30230

10.2535,1069,0k

CNTUF (2 ñieåm)


Documents

TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM - Khoa CÔ KHÍ ÑEÀ THI …