Bài giảng Truyền nhiệt: Chương 9 - Ngô Quang Nguyên và Trần Nam Dương

Bài giảng "Truyền nhiệt" Chương 9 cung cấp những kiến thức như: Trao đổi nhiệt kết hợp; Truyền nhiệt qua vách phẳng; Truyền nhiệt qua vách trụ; Truyền nhiệt qua vách có canh; Hạn chế truyền nhiệt; Thiết bị trao đổi nhiệt. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Truyền nhiệt: Chương 9 - Ngô Quang Nguyên và Trần Nam DươngTRUYỀN NHIỆTNgô Quang Nguyên – Trần Nam DươngNỘI DUNG BUỔI HỌCCHƯƠNG 9: TRUYỀN NHIỆT VÀ TRAO ĐỔI NHIỆT KẾT HỢP1, Trao đổi nhiệt kết hợp2, Truyền nhiệt qua vách phẳng3, Truyền nhiệt qua vách trụ4, Truyền nhiệt qua vách có canh5, Hạn chế truyền nhiệt6, Thiết bị trao đổi nhiệt1, TRAO ĐỔI NHIỆT KẾT HỢP❖ Khái niệm- Dẫn nhiệt: trao đổi nhiệt qua vật rắn- Đối lưu: trao đổi nhiệt qua chất lỏng, chất khí- Bức xạ: trao đổi nhiệt được thực hiện bằng sóng điện từ→ Trao đổi nhiệt kết hợp là các các quá trình trao đổi nhiệt diễn ra song songvới nhau→ Truyền nhiệt là các cơ chế xảy ra nối tiếp nhau 1, TRAO ĐỔI NHIỆT KẾT HỢP❖ Nhiệt lượng: q = q dl + q bx = ( dl +  bx )(t w − t f ) q dl =  dl (t w − t f ) q bx =  bx (t w − t f )Trong đó:+ tw Nhiệt độ bề mặt [oC] + αdl Hệ số tỏa nhiệt đối lưu [W/m2K]+ tf Nhiệt độ môi trường [oC] + αbx Hệ số tỏa nhiệt bức xạ [W/m2K] 1, TRAO ĐỔI NHIỆT KẾT HỢP- Hệ số tỏa nhiệt tổng hợp  =  dl +  bx (Tw 4 − Tf 4 )  bx =  qd .0 . TW − Tf- Trong trường hợp trao đổi nhiệt kết hợp, nếu không ghi chú gì thêm thì chúng ta sẽ phải hiểu đó là hệ số tỏa nhiệt tổng hợp- Trường hợp giọt lỏng bao quanh bề mặt vật rắn thì bỏ qua trao đổi nhiệt bức xạ. VÍ DỤ 1Ống khói có đường kính trong 600 mm, khói chuyển động trong ống có hệ số traođổi nhiệt đối lưu là 40 W/m2K. Hệ số trao đổi nhiệt bức xạ của khói với vách ống là6 W/m2K. Xác định nhiệt trở tỏa nhiệt hỗn hợp.a, 0,1017 mK/W b, 0,0243 mK/W c, 0,0115 mK/W 2, TRUYỀN NHIỆT QUA VÁCH PHẲNG - Mật độ dòng nhiệt truyền qua vách: q = k(t f 1 − t f 2 )W / m 2 ]Trong đó: 1 k= 1 n i 1+ k là hệ số truyền nhiệt [W/m2K] + ++ λ Hệ số dẫn nhiệt [W/mK] 1 1 i 2+ tw Nhiệt độ bề mặt [oC]+ tf Nhiệt độ môi trường [oC]+ α Hệ số tỏa nhiệt [W/m2K]+ δ Chiều dày [m]+ R Nhiệt trở [mK/W] R=1/k3, TRUYỀN NHIỆT QUA VÁCH TRỤMật độ dòng nhiệt truyền qua vách trụ: q = k(t f 1 − t f 2 ) 1 k= 1 n 1  d i +1  1 + ln   + 1d1 1 2 i  d i   2 d 2Trong đó:+ k là hệ số truyền nhiệt [W/m2K]+ λ Hệ số dẫn nhiệt [W/mK]+ tw Nhiệt độ bề mặt [oC]+ tf Nhiệt độ môi trường [oC]+ α Hệ số tỏa nhiệt [W/m2K]+ d đường kính [m]+ R Nhiệt trở [mK/W] VÍ DỤ 2Vách phẳng 2 lớp có chiều dày các lớp là 170 mm, 210mm. Hệ số dẫn nhiệt tương ứng là0,47 W/mK và 0,74 W/mK. Khí nóng có nhiệt độ tf1=238 oC tiếp xúc với lớp 1, không khí cónhiệt độ tf2 tiếp xúc với lớp 2. Biết hệ số tỏa nhiệt đối lưu từ khí nóng tới bề mặt là 20W/m2K, hệ số tỏa nhiệt đối lưu từ bề mặt lớp 2 tới không khí là 16 W/m2K. Nhiệt độ bề mặttiếp xúc giữa lớp 1 và lớp 2 là 120 oC. Xác định nhiệt độ không khíA, 27,41 oC B, 20,75 oC C, 24,08 oC4, TRUYỀN NHIỆT QUA VÁCH CÓ CÁNHMật độ dòng nhiệt phía không làm cánh q1 và làm cánh q2 Q (t f 1 − t f 2 ) q1 = = [W / m 2 ] F1 1  F1 1 + + 1  F2  2 Q (t f 1 − t f 2 ) q2 = = [W / m 2 ] F2 1 F2  F2 1 + + 1 F1  F1  2Trong đó:+ F1 là diện tích bề mặt phía ko làm cánh [m2]+ F2 là diện tích bền mặt phía làm cánh [m2]+ Hệ số làm cánh F2/F1CHÚ Ý- Đổi đơn vị 1 cal= 4,18 J- Hệ số làm cánh F2/F1- Nhiệt trở R [m2K/W], hệ số truyền nhiệt k=1/R [W/m2K]- Dòng nhiệt vách phẳng Q=q.F- Dòng nhiệt vách trụ Q=q.l VÍ DỤ 3Vách phẳng có cánh dày 22mm, hệ số dẫn nhiệt bằng 47 W/mK, hệ số làm cánh là 12,hệ số tỏa nhiệt phía không có cánh là 190 W/m2K, hệ số tỏa nhiệt phía làm cánh là 12W/m2K. Nếu biết nhiệt độ môi trường phía có cánh bằng 22 oC, phía không làm cánh là77 oC. Tính mật độ dòng nhiệt phía không làm cánh.A, 361,58 W/m2 B, 4339,02 W/m2 C, 6682,08 W/m24, HẠN CHẾ TRUYỀN NHIỆT❖Mục đích- Giảm lượng nhiệt truyền ra bên ngoài bằng cách bổ sung thêm một lớp vật liệucách nhiệt có hệ số dẫn nhiệt rất bé.- Chú ý rằng khi bọc cách nhiệt: +Đối với vách phẳng thì nhiệt trở toàn phần tăng +Đối với vách trụ thì nhiệt trở toàn phần giảm mặc dù nhiệt trở dẫn nhiệt tăng4, HẠN CHẾ TRUYỀN NHIỆT❖Với vách p ...