Bài giảng Truyền nhiệt - Bài tập Chương 3: Dẫn nhiệt ổn định một chiều - Nguyễn Thị Minh Trinh

Nội dung text: Bài giảng Truyền nhiệt - Bài tập Chương 3: Dẫn nhiệt ổn định một chiều - Nguyễn Thị Minh Trinh

1. CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH BÀI TẬP CHƯƠNG 3 DẪN NHIỆT ỔN ĐỊNH MỘT CHIỀU Bài 3.1 Vách phẳng một lớp có hệ số dẫn nhiệt 0,7 W/mK, nhiệt lượng truyền qua 20 m2 vách phẳng trong 5 phút là 42 kJ. Xác định giá trị tuyệt đối của gradient nhiệt độ trong vách. ĐS 10 K/m Bài 3.2 Xác định quy luật phân bố nhiệt độ và mật độ dòng nhiệt qua vách phẳng làm bằng thép có chiều dày 20 mm, hệ số dẫn nhiệt 50 W/mK, nhiệt độ trên 2 bề mặt vách phẳng là 250 0C và 200 0C. ĐS q = 125 kW/m2 Bài 3.3 Vách phẳng một lớp có chiều dày 65 mm, độ chênh nhiệt độ giữa 2 bề mặt là 500C. Để tổn thất nhiệt qua 1 m2 vách trong 1 giờ không lớn hơn 684 kJ cần chọn vật liệu làm vách có hệ số dẫn nhiệt như thế nào? ĐS  < 0,247 W/mK Bài 3.4 Tính bề dày lớp cách nhiệt của một vách phẳng để tổn thất nhiệt không vượt quá 400 W/m2. Cho biết nhiệt độ bề mặt trong của vách là 350 0C và bề mặt ngoài là 50 0C, hệ số dẫn nhiệt của lớp cách nhiệt biến thiên theo nhiệt độ như sau:  = 0,09 + 0,0000872t ĐS  = 80,6 mm Bài 3.5 (Bài 9.8 sách bài tập NĐLHKT & TN) Vách lò gồm 2 lớp: lớp trong là gạch chịu lửa, lớp ngoài là gạch cách nhiệt. Chiều dày lớp gạch chịu lửa 1 = 200 mm, hệ số dẫn nhiệt 1 = 1,8 W/mK. Lớp gạch cách nhiệt có 0 hệ số dẫn nhiệt 2 = 0,054 (1 + 0,0024t). Nhiệt độ bề mặt trong của vách tw1 = 800 C Xác định bề dày lớp cách nhiệt để tổn thất nhiệt không vượt quá 1100 W/m2 khi nhiệt độ bề mặt ngoài cùng không vượt quá 50 0C. ĐS 2 57,6 mm Bài tập truyền nhiệt – Chương Dẫn nhiệt ổn định Trang 1/4
2. CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH Bài 3.10 Hơi nước nóng được dẫn trong ống thép có hệ số dẫn nhiệt 1 = 35 W/mK, đường kính ống d1/d2 = 100/115 mm. Bên ngoài ống thép được bọc một lớp cách nhiệt có bề dày 50 mm, hệ số dẫn nhiệt 2 = 0,15 W/mK. Mật độ dòng nhiệt tính trên 1m chiều dài ống là 105 W/m và nhiệt độ bề mặt ngoài của ống là 45 0C. a/ Xác định nhiệt độ bề mặt trong của ống thép b/ Sau một thời gian vận hành, bên trong ống thép bị bám một lớp cáu có bề dày 3 mm, hệ số dẫn nhiệt lớp cáu 0,2 W/mK. Giả sử nhiệt độ lớp vách trong cùng và nhiệt độ vách ngoài cùng không thay đổi, hãy tính lại mật độ dòng nhiệt trên 1m chiều dài ống, nhận xét? Bài 3.11 0 Một thanh đồng dài có d = 1 cm,  = 377 W/mK đặt trong không khí có tf = 22 C, nhiệt độ gốc thanh 150 0C, hệ số tỏa nhiệt của không khí = 11 W/m2K. a/ Tìm nhiệt lượng thanh truyền cho môi trường (xem thanh dài vô hạn). b/ Xem thanh dài hữu hạn, tính nhiệt lượng thanh truyền cho môi trường khi chiều dài thanh là 2 cm và 128 cm. ĐS a/ Q = 12,94 W b/ Q2cm = 0,993 W, Q128cm = 12,948 W Bài 3.12 Thanh thép tiết diện vuông, cạnh a = 20 mm, L = 95 mm,  = 50 W/mK gắn vào vách có nhiệt độ 200 0C. Biết không khí xung quanh 30 0C, = 10 W/m2K. a/ Tính nhiệt độ ở đỉnh thanh và nhiệt lượng từ thanh tỏa ra môi trường. b/ Nếu nhiệt độ đỉnh thanh là 148,6 0C thì chiều dài của thanh là bao nhiêu? 0 ĐS a/ th = 173,3 C, Q = 11,55 W b/ h* = 142 mm Bài 3.13 Thanh thép tiết diện vuông, cạnh a = 20 mm, L = 25 mm,  = 180 W/mK gắn vào vách có nhiệt độ 120 0C. Biết không khí xung quanh 40 0C, = 25 W/m2K. Bỏ qua tỏa nhiệt ở đỉnh thanh. a/ Tính nhiệt độ ở giữa thanh và nhiệt lượng và từ thanh tỏa ra môi trường. b/ Thanh được xem là dài vô hạn nếu nhiệt độ thừa ở đỉnh thanh 1,5 0C. Xác định chiều dài tối thiểu và nhiệt lượng lúc đó. 0 ĐS a/ tl/2 = 89 C, Q = 23,6 W b/ L* = 886 mm, Q = 30,36 W Bài tập truyền nhiệt – Chương Dẫn nhiệt ổn định Trang 3/4