BÀI TẬP NHIỆT ĐỘNG HỌC KỸ THUẬT

Bài 1: Một dây dẫn điện làm từ nhôm có đường kính là 5mm ở nhiệt độ không đổi là 900C . Dòng không khí chuyểnđộng vuông góc với dây dẫn có áp suất là 1,01bar ở nhiệtđộ 100C và vận tốc của không khí là 1m/s. Điện trở xuất củaNhôm là 1/35 olm mm2 /m. Hãy xác định hệ số tỏa nhiệtgiữa không khí và dây dẫn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
BÀI TẬP NHIỆT ĐỘNG HỌC KỸ THUẬT BÀI TẬP NHIỆT ĐỘNG HỌC KỸ THUẬT I. Môi chất chuyển động ngoài vậtBài 1: Một dây dẫn điện làm từ nhôm có đường kính là 5mm ở nhiệt độ không đổi là 900 C . Dòng không khí chuyểnđộng vuông góc với dây dẫn có áp suất là 1,01bar ở nhiệtđộ 100 C và vận tốc của không khí là 1m/s. Điện trở xuất củaNhôm là 1/35 olm mm 2 / m . Hãy xác định hệ số tỏa nhiệtgiữa không khí và dây dẫn. Hệ số tỏa nhiệt sẽ bằng baonhiêu ở các điều kiện sau:a. Tăng vận tốc dòng khí lên 2 lần.b. Tăng đường kính dây dẫn lên 2 lần.c. Không khí được thay là khí hiđrô, quan hệ giữa các thông số vậy lý của khí lý hiđrô không khí như sau: Đáp số: α = 48,9W/mm 2 độ a. α = 67, 4W/mm 2 độ b. α = 33, 7W/mm 2 độ c. α = 130W / mm2 độBài 2: Khói chuyển động vuông góc một chùm ống trong lòhơi được bố trí so le với 4 hàng ống , đường kính ngoài củaống là 83mm. Khoảng cách giữa các ống theo phươngchuyển động của dòng khói là 350mm và theo phươngvuông góc với dòng khói là 200mm. Nhiệt độ trung bình củakhói trước khi vào ống là 10200 C và ra khỏi chùm ống là9500 C . Vận tốc trung bình của khói ở tiết diện bé nhất là11m/s. Hãy xác định hệ số tỏa nhiệt giữa khói và chùm ống. Đáp số: 56,4 W/m 2 độBài 3: Hãy xác định hệ số tỏa nhiệt giữa khói và chùm ốngcủa lò hơi. Nếu dòng khói chuyển động vuông góc vớichùm ống có vận tốc trung bình tại tiết diện bé nhất là 11m/s. Đường kính ngoài của ống là 38mm. Chùm ống được bốtrí đặt so le trong (như hình vẽ 3.7/t42). Chùm ống có 30hàng ống. Khoảng cách giữa các ống theo phương chuyểnđộng của dòng khí là 75mm và vuông góc là 95mm. Nhiệtđộ của khói trước và sau chùm ống là 6800 C và 3450 C . Hệsố tỏa nhiệt sẽ bằng bao nhiêu nếu:a. Chùm ống bố trí đặt song song như hình vẽ 3.8/t43.b. Dòng khói chuyển động xuyên góc với chùm ống 1 góc 600 . Đáp số: α = 84W / m 2 độ a. α = 78W / m 2 độ b. α = …... W/m 2 độBài 4: Các ống thiết bị quá nhiệt của nồi hơi được bố trínhư trên hình vẽ 3.9/t43. Khói chuyển động trong ống cóđường kính trong là 68mm và hơi chuyển động trong ốngnhỏ có đường kính trong là 20mm và ngoài là 24mm. Hãyxác định hệ số tỏa nhiệt giữa khói và ống dẫn hơi nếu vậntốc trung bình và nhiệt độ của nước là 26m/s và 5000 C . Ốngcó chiều dài là 1,9m và nhiệt độ bề mặt ngoài của ống dẫnhơi là 2500 C Đáp số: α = 273 W/m2. II. Tỏa nhiệt khi chất lỏng chuyển động cưỡngbức.Bài 1: Hãy xác định chế độ chuyển động của chất lỏng vàhệ số tỏa nhiệt khi nước chảy trong ống có đường kínhtrong là 10mm, chiều dài ống là 2m, nhiệt độ trung bình củanước là 600 C , nhiệt độ thành ống là 200 C , vận tốc củanước là 0,13m/s. Đáp số: α = 930W/m 2 độBài 2: Một nồi hơi khói chuyển động bên ngoài song songvới trục ống như trên hình… Đường kính ngoài của ống là83mm, chiều dài ống là 4,5m, vận tốc và nhiệt độ trungbình của khói là 5m/s và 10000 C .Hãy xác định:a. Hệ số tỏa nhiệt giữa các ống và khói ?b. Nếu vận tốc trung bình của khói tăng lên 15m/s thì hệ số tỏa nhiệu là bao nhiêu ? Đáp số: a. α = 4,96W / m 2 độ b. α = 11,95W / m 2 độBài 3: Một ống xoắn ruột gà như trên hình vẽ. Có đườngkính trung bình là 300mm. Nước đi trong ống có đường kínhtrong là 12mm. Vận tốc và nhiệt độ trung bình của nước là0,6m/s và 500 C . Hãy xác định:a. Hệ số tỏa nhiệt giữa nước và thành ống ?b. Nếu vận tốc của nước giảm xuống cồn 0,1m/s thì hệ số tỏa nhiệt là bao nhiêu ? Đáp số: a. α = 4340W / m2 b. α = 925W / m 2Bài 4: Xác định hệ số tỏa nhiệt giữa nước và thành ống khinước đi trong ống có đường kính trong là 17mm, chiều dàilà 2m, vận tốc trung bình và nhiệt độ của nước là 2m/s và200 C . Đáp số: α = 7160W / m 2 độBài 5: Một ống dẫn nước nóng cung cấp cho thành phố cóđường kính trong là 32mm. Vận tốc và nhiệt độ trung bìnhcủa nước đi trong ống là 0,5m/s và 2000 C . Hãy xác định hệsố tỏa nhiệt giữa nước và thành ống. Đáp số: α = 4220W / m 2 độBài 6: Hãy xác định hệ số tỏa nhiệt giữa hơi và thành ốngcủa thiết bị quá nhiệt hơi nước khi hơi đi trong ống cóđường kính trong là 31mm, vận tốc là 25m/s, và nhiệt độtrung bình là 4000 C ở áp suất 39,2bar. Đáp số: α = 1069W / m 2 độBài 7: Nước đi trong ống có tiết diện là 20 × 20 mm. ở ápsuất là 0,98bar, nhiệt độ là 600 C với vận tốc trung bình là1m/s. Hãy xác định hệ số tỏa nhiệt và lượng nhiệt thải ragiữa nước và thành ống nếu nhiệt độ thành ống là 200 C . Đáp số: α = 4430W / m 2 độ Q = 4, 25.104 WBài 8: Một vách phẳng có chiều cao là 5m và dài là 8m.Không khí chuyển động dọc theo chiều dài của vách có vậntốc là 2m/s và nhiệt độ là 600 C . Trong quá trình trao đổinhiệt độ của vách từ 3000 C giảm xuống còn 1500 C . Hãyxác định hệ số tỏa nhiệt giữa không khí và vách ống. Đáp số: α = 6,3W / m 2 độ III. Truyền nhiệtBài 1: Một nồi hơi với khói đi trong ống với nhiệt độ là10000 C hệ số tỏa nhiệt là 35W / m 2 độ. Nước sôi bên ngoàiống có nhiệt độ là 1500 C hệ số tỏa nhiệt là 5800W / m2 độ.Ống được làm từ thép có độ dày là 10mm và cho biết tỷ sốgiữa đường kính ngoài và trong của ống nhỏ hơn nhiều so dnvới 2 = 2. Hãy xác định mật độ dòng nhiệt và nhiệt độ Đáp số: q = 1118w / m 2 .Bài 5: một lò sưởi được làm bằng gạch 2 lớp, lớp trong làgạch chịu lửa có chiều dày là 250mm, hệ số dẫn nhiệt là0,35W / m độ và lớp ngoài là gạch hồng c ...