haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ=...

29
Bai 1: Vaùch loø 3 lôùp: gaïch chòu löûa daøy δ 1 = 230 mm, λ 1 = 1,10 W/m. o C; amiaêng δ 2 = 50 mm, λ 2 = 0,10 W/m o C; gaïch xaây döïng δ 3 = 240 mm, λ 3 = 0,58 W/m o C. Nhieät ñoä BM trong cuøng t 1 = 500 o C vaø ngoaøi cuøng t 4 = 50 o C. Xaùc ñònh q daãn qua vaùch, nhieät ñoä lôùp tieáp xuùc t 3 . Giaûi Nhieät trôû daãn nhieät qua caùc lôùp: 1 1 1 R λ δ = W C m 21 , 0 10 , 1 23 , 0 o 2 = = 2 2 2 R λ δ = W C m 50 , 0 10 , 0 05 , 0 o 2 = = 3 3 3 R λ δ = W C m 41 , 0 58 , 0 24 , 0 o 2 = = = Δ = = 3 1 i i R t F Q q 2 m 78 , 401 41 , 0 50 , 0 21 , 0 50 500 W = + + = Nhieät ñoä lôùp tieáp xuùc: ( ) 2 1 1 3 R R q t t + = ( ) C o 7 , 214 5 , 0 21 , 0 78 , 401 500 = + = MÑDN:

Transcript of haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ=...

Page 1: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

Bai 1:Vaùch loø 3 lôùp: gaïch chòu löûa daøy δ1 = 230 mm, λ1 = 1,10 W/m.oC; amiaêng

δ2 = 50 mm, λ2 = 0,10 W/moC; gaïch xaây döïng δ3 = 240 mm, λ3 = 0,58 W/moC. Nhieätñoä BM trong cuøng t1 = 500 oC vaø ngoaøi cuøng t4 = 50 oC.

Xaùc ñònh q daãn qua vaùch, nhieät ñoä lôùp tieáp xuùc t3.Giaûi

Nhieät trôû daãn nhieät qua caùc lôùp:

1

11R

λδ

= WCm 21,010,123,0 o2 ⋅==

2

22R

λδ

= WCm 50,010,005,0 o2 ⋅==

3

33R

λδ

= WCm 41,058,024,0 o2 ⋅==

∑=

Δ== 3

1iiR

tFQ

q 2m 78,40141,050,021,0

50500W=

++−

=

Nhieät ñoä lôùp tieáp xuùc:

( )2113 RRqtt +−= ( ) Co7,2145,021,078,401500 =+−=

MÑDN:

Page 2: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

Bai 2 (VD: 9.8):Vaùch loø 2 lôùp: gaïch chòu löûa δ1 = 200 mm, λ1 = 1,8 W/mK; gaïch caùch

nhieät λ2 = 0,054(1 + 0,0024.t) W/mK. Nhieät ñoä t1 = 800 oC, q ≤ 1100 W/m2,nhieät ñoä beà maët ngoaøi cuøng t3 ≤ 50 oC.

Beà daøy lôùp caùch nhieät?

Nhieät ñoä maët tieáp xuùcGiaûi

1

11w2w qtt

λδ

−= Co8,6778,12,01100800 =−=

Heä soá daãn nhieät trung bình cuûa lôùp gaïch caùch nhieät

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

+λ=λ2

ttb1 3w2w0,2tb2 ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ +

+=2

508,6770024,01054,0

= 0,101 W/mK

Beà daøy toái thieåu lôùp caùch nhieät

( )3w2wtb2

2 ttq

−λ

=δ ( )50778,61100

101,0−=

= 0,0576 m ≥ 57,6 mm

Page 3: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

Baøi 3 : Vaùch phaúng buoàng laïnh F = 120 m2 ; goàm 3 lôùp δ1 = δ3 = 5 mm; λ1 = λ3 =

0,5 W/mK, λ2 = 0,04 W/mK; t1 = - 18oC; t 4 = 28 oC; Q ≤ 8640 kJ/hTính δ2 , t2 , t3

MÑDN: 23

203600120

108640 m/WFQq =

⋅⋅

==

Toång nhieät trôû ( ) W/Km,q

ttR 214 32

201828

=−−

=−

=

Nhieät trôû lôùp thöù 2: R2 = R – (R1 + R3) = W/Km,,

,, 228250

0050232 =⋅−

Beà daøy nhoû nhaát cuûa lôùp caùch nhieät: δ2 = R2λ2 = 2,28 x 0,04 = 0,0912 m = 91,2 mm

Nhieät ñoä caùc beà maët tieáp xuùc:

Giaûi:

C,,,

,qtt o817201850

005020181

112 −=+−=+−=

λδ

+=

C,,qtt o82720283

343 =−=

λδ

−=

Ghi chuù: coù theå giaûi baøy naøy theo trình töï:Tính q, t2 vaø t3

Sau ñoù tính δ2 theo CT: )( 232

2 ttq

−=λδ

Page 4: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

Bai 4: BAØI 12.6 (tr 276): Vaùch loø hôi baèng theùp daøy 20 mm, λ = 58 W/mK; nhieät ñoäkhí loø tf1 = 1000 oC ; aùp suaát hôi p = 33,5 bar. HSTN cuûa khí loø tôùi vaùch α1 = 116 W/m2K ; töø vaùch loø ñeán nöôùc α2 = 2320 W/m2K.

Xaùc ñònh q , nhieät ñoä beà maët trong vaø ngoaøi vaùch loø.

Giaûi:Nhieät ñoä nöôùc soâi: tf2 = 240 oC

HSTN qua vaùch phaúng: k = 106,4 W/m2K

MÑDN q = k(tf1 – tf2) = 80864 W/m2K.

Nhieät ñoä beà maët trong vaø ngoaøi vaùch loø:

303 oC ; 275 oC

21

111k

α+

λδ

=

11f1w

1qttα

−=

222

qtt fw +=

NHAÄN XEÙT: - Gía trò HSTN k so vôùi Heä soá toaû nhieät- Nhiệt ñoä vaùch vaø cheânh leäch nhieät ñoä vaùch

Page 5: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

Bai 5: Moät oáng daãn hôi baèng theùp ñöôøng kính 150/159 mm, λ1 = 52 W/m.oC, ñöôïc boïc 3 lôùp caùch nhieät: δ2 = 5 mm, λ2 = 0,11 W/m.oC; δ3 = 80 mm, λ 3 = 0,1 W/m.oCvaø δ4 = 5 mm, λ4 = 0,14 W/m.oC. Bieát t1 = 170 oC vaø t5 = 30 oC.

Tính toån thaát nhieät treân 1 m chieàu daøi cuûa oáng.

Giaûi m 150,0d1 = m 159,0d 2 = m 169,0d 3 =

m 329,0d 4 = m 339,0d 5 =

Nhieät trôû daãn nhieät lôùp thöù 1(vaùch theùp):

1

2

11 d

dln

2

1R

πλ= WCm 1078,1

150,0

159,0ln

522

1 o4 ⋅×=×π

= −

Lôùp thöù 2 (lôùp caùch nhieät 1):

2

3

22 d

dln

2

1R

πλ= WCm 1083,8

159,0

169,0ln

11,02

1 o2 ⋅×=×π

= −

Page 6: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

Lôùp thöù 3 (lôùp caùch nhieät 2):

3

4

33 d

dln

2

1R

πλ= WCm 1083,8

329,0

329,0ln

10,02

1 o2 ⋅×=×π

= −

Lôùp thöù 4 (lôùp caùch nhieät 3):

4

5

44 d

dln

2

1R

πλ= WCm 1040,3

329,0

339,0ln

14,02

1 o2 ⋅×=×π

= −

Nhieät löôïng truyeàn öùng vôùi 1 m chieàu daøi oáng (MÑDN):

∑−

= +

1Rtt

q 1n1l 224 1040,806,11083,81078,1

30170−−− ×++×+×

−=

mW 40,118=

⇒ Nhieät trôû vaùch kim loaïi raát nhoû so vôùi nhieät trôû caùc lôùp baûo oân neân coù theå boû qua.

Page 7: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

Bai 6: OÁng daãn hôi baèng theùp dtr/dng = 200 / 216 mm coù λ1 = 47 W/(mK) ñöôïc boïcmoät lôùp caùch nhieät daøy 120 mm, coù λ2 = 0,8 W/(mK). Nhieät ñoä hôi laø t1 = 360 oC ; heä soáTNÑL phía hôi α1 = 120 W/(m2K) . Khoâng khí beân ngoaøi coù t2 = 25 oC; α2 = 11 W/(m2K).

- Haõy tính toån thaát nhieät treân 1 m oáng qL

- Xaùc ñònh nhieät ñoä beà maët trong vaø ngoaøi cuûa lôùp caùch nhieät.

Heä soá truyeàn nhieät, tính theo 1m chieàu daøi oángGiaûi:

32

1

11

1ln211

1

ddd

d

k

i

i

i

L

αλα++

=∑ +

mKWkL /412,1708,01

==

qL = πkL(tf1 – tf2) = π x 1,412(360 – 25) = 1485,3 kW/m

Toån thaát nhieät, tính cho 1m oáng:

Nhieät ñoä beà maët lôùp caùch nhieät:

Cd

qtt oLfw 3,1191

3223 =+=

παC

ddqtt L

ww0

2

3

232 2,340ln

2=+=

πλ

Page 8: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

Bai 7: Moät oáng daãn hôi φ 200/216 coù λ1 = 46,4 W/mK, boïc caùch nhieät daøy δ2 = 80

mm, λ2 = 0,116 W/mK. Nhieät ñoä vaùch phía hôi tw1 = 200 oC, khoâng khí xung quanh tf = 30

oC, HSTN töø BM ñeán KK α = 8 W/m2K.

Tính toån thaát nhieät / 1m oáng vaø nhieät ñoä BM ngoaøi cuøng.

Ñöôøng kính ngoaøi cuøng: Giaûi:

( )α

πRRR

ttq fw

l ++

−≡

21

1

R1 : nhieät trôû ñöôøng cuûa vaùch theùp R2 : nhieät trôû ñöôøng cuûa lôùp caùch nhieät

Rα : nhieät trôû ñöôøng cuûa toaû nhieät ñoái löu giöõa beà maët lôùp caùch nhieät vôùi khoâng khí

AÙp duïng PP nhieät trôû ñeå tính Maät ñoä doøng nhieät (toån thaát treân 1m daøi oáng) :

d3 = d2 + 2δ2 = 216 + 2 x 80 = 376 mm

Page 9: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

Thay caùc giaù trò nhieät trôû vaøo ta coù:

( )

32

3

21

2

1

1

12

12

1dd

dln

dd

ln

ttq fw

l

α+

λ+

λ

−π=

( ) m/W

,ln

,ln

,

196

376081

216376

116021

200216

44621

30200=

⋅+

⋅+

−π=

Nhieät ñoä maët ngoaøi lôùp caùch nhieät:

C,,d

qtt ol

fw 75037608

196303

3 =⋅π⋅

+=απ

+=

CAÂU HOÛI MÔÛ ROÄNG:Neáu boû qua nhieät trôû cuûa vaùch oáng theùp thì toån thaát nhieät laø bao

nhieâu? Nhaän xeùt?

Page 10: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

Bai 8: Nöôùc laøm maùt chaûy trong oáng φ35/42 coù nhieät ñoä trung bình tf = 30 oC. Bieát vaät

lieäu oáng coù λ = 50 W/mK, heä soá toaû nhieät ÑL phía trong oáng αl = 6950 W/m2K, nhieät ñoä

BM ngoaøi oáng t2 = 80 oC.

a. Haõy tính nhieät ñoä beà maët beân trong oáng t1.

b. Sau moät thôøi gian beân trong oáng bò baùm caùu daày δc = 1 mm, λc = 0,1 W/mK.

Giaû söû nhieät ñoä nöôùc vaø vaùch ngoaøi cuøng vaãn nhö cuõ thì MÑDN giaûm ñi bao nhieâu laàn?

MÑDN trao ñoåi treân 1m oángGiaûi:

00182,03542ln

5021ln

21

1

2 =⋅

==ddRv λ

Thay soá vaøo ta ñöôïc

mkWql /...47,261011,482,1

3080 3 =+−

= π

( )α

πRRtt

qv

fl +

−≡ 2

Nhieät trôû ñöôøng cuûa vaùch truï

Nhieät trôû toaû nhieät phía trong oáng 00411,0

6950035,011

1

=⋅

==αα d

R

Page 11: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

Khi oáng bò baùm caùu beân trong daøy δc = 1mm

Nhieät trôû lôùp caùu: 294203335

1021

21 1 ,ln

,dd

lnRtrc

c =⋅

=

Nhieät trôû toaøn phaàn :

ΣR = Rv + Rα + Rc = (1,82 + 4,11)10-3 + 0,2942 = 0,3

Maät ñoä doøng nhieät:

( ) mWRtql /33,523

3,03080* =

−=

Δ=

∑ππ

6,5033,523

26470* ==l

l

qq

Tæ soá

Nhieät ñoä beà maët trong oángCRqtt ol 6,6400182,01047,2680

3

21 =⋅⋅

−=−=ππ

NHAÄN XEÙT: Lôùp caùu daøy 1 mm laøm cöôøng ñoä trao ñoåi nhieät giaûm 50,6 laàn

Page 12: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ = 377 W/moC ñaët trong khoâng khícoù tf = 22 oC, nhieät ñoä ôû goác thanh 150 oC. Heä soá toûa nhieät α = 11 W/m2oC.

a. Tính nhieät löôïng thanh truyeàn cho moâi tröôøng (thanh daøi voâ haïn).b. Thanh daøi höõu haïn. Tính nhieät löôïng thanh truyeàn cho moâi tröôøng khi

chieàu daøi thanh laø 2 cm vaø 128 cm.

a. Tröôøng hôïp thanh daøi voâ haïn :

d

4

4d

d

f

Um 2 λ

α=

π×λ

π×α=

λ

α= 1-

21

m 416,301,0377

114=

×

×= ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

Nhieät löôïng truyeàn qua thanh: gfmQ θλ=

Trong ñoù: fgg tt −=θ

W94,12128416,301,04

377Q 2 =×××π

×= ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

C12822150 o=−=

Giaûi

Page 13: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

b. Thanh daøi höõu haïn coù xeùt ñeán toûa nhieät ôû ñænh thanh

ÔÛ phaàn (a) ñaõ tính m = 3,416 m-1

( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )⎥⎦

⎤⎢⎣⎡

λα+λα+

θλ=mLhins mmLcoshmLcosh mmLsinh

fmQ g

λα

m00854,0

377416,311

=

gfmθλ W 94,12= (töø muïc a)

Neáu thanh chæ coù chieàu daøi L = 2 cm:

06832,002,0416,3 =×=mL

( ) 06837,0mLsinh = ( ) 00233,1mLcosh =

Page 14: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

Nhieät löôïng truyeàn qua thanh daøi L = 2 cm:

W993,006837,000854,000233,100233,100854,006837,0

948,12Q =×+×+

×= ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

Tröôøng hôïp chieàu daøi thanh L = 128 cm, tính töông töï;keát quaû Q = 12,948 W = const.

Nhaän xeùt: Thanh chæ caàn moät chieàu daøi vöøa phaûi, neáu daøi quaù chæ toán vaät lieäu maø hieäu quaû veà truyeàn nhieät khoâng coøn.

Page 15: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

Baøi 10: Thanh theùp tieát dieän vuoâng, caïnh a = 20 mm, L = 95 mm, λ = 50

W/mK gaén vaøo vaùch coù nhieät ñoä 200 oC. Bieát khoâng khí xung quanh 30 oC,

α = 10 W/m2K. Tính nhieät ñoä ôû ñænh thanh vaø Q töø thanh toaû ra moâi tröôøng.

Neáu nhieät ñoä ñænh thanh laø 148,6 oC thì chieàu daøi h* laø bao nhieâu?Nhieät ñoä thöøa ôû goác thanh θo = tw – tf = 170 oCGiaûi:

324602050

1044 ,,af

Um =⋅⋅

=λα

=λα

=

mh = 6,324 x 0,095 = 0,6 ; ch[mh] = ch(0,6) = 1,186 ; th[mh] = 0,537

Nhieät ñoä ôû ñænh thanh C,,]mh[ch

ooh 3143

1861170

==θ

th = θh + tf = 143,3 + 30 = 173,3 oC

Nhieät löôïng töø thanh toaû ra moâi tröôøng

W,,,

,)mh(thmUQ o 55115370170

3246020410

=⋅⋅⋅

=θα

=

Page 16: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

Neáu t*h = 148,6 oC -> θ*

h = 118,6 oC

Luùc naøy:

43316118

170 ,,

ch[mh*] *h

o ==θθ

=

Suy ra mh* = 0,9

hay m,,

,m,h * 1420

32469090

===

Page 17: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

Baøi 11: Thanh theùp tieát dieän vuoâng, caïnh a = 20 mm, L = 25 mm, λ = 180

W/mK gaén vaøo vaùch coù nhieät ñoä 120 oC. Bieát khoâng khí xung quanh 40 oC,

α = 25 W/m2K. Boû qua toaû nhieät ôû ñænh thanh.

Tính nhieät ñoä ôû giöõa thanh vaø Q töø thanh toaû ra moâi tröôøng.

Thanh ñöôïc xem laø daøi voâ haïn neáu nhieät ñoä thöøa ôû ñænh thanh ≤ 1,5 oC . Haõy xaùc

ñònh chieàu daøi toái thieåu vaø Q luùc ñoù?

a) Nhieät ñoä thöøa ôû goác thanh θo = tw – tf = 80 oCGiaûi:

Nhieät ñoä ôû giöõa thanh

3176,1L.m

27,502,0180

254a.

4f.U.m

=

=××

α⋅=

λα

=

( )( ) CtCmLch

mLch oL

ooL 8949

001,2225,1802

2/ =→=×=⋅= θθ

Page 18: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

b) Thanh daøi voâ haïn

Chieàu cao toái thieåu thanh daøi voâ haïn:

Nhieät löôïng truyeàn :

( )( )

cm6,88m886,0m

5,1archx

C5,1x.mch

o

oox

==θ

≥→

≤θ

W36,308010.418027,5.f..mQ 4oc =×××=θλ= −

Nhieät löôïng töø thanh toaû ra moâi tröôøng( )

W3,26866,08010.418027,5

mLth..f..mQ4

oc

=××××=

θλ=−

Page 19: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

Bai 12: Caùnh thaúng tieát dieän khoâng ñoåi: cao L = 10 cm, W = 4 cm, δ = 8 mm , tg= 200 oC, khoâng khí xung quanh tf = 20 oC, α = 9 W/m2oC.

Tính hieäu suaát cuûa caùnh, nhieät ñoä ñænh caùnh, Q truyeàn qua? (boû qua toûa nhieät ôûñænh caùnh)

a. Caùnh nhoâm (λ = 240 W/moC).b. Caùnh baèng theùp khoâng ræ (λ = 14 W/moC).

Dieän tích tieát dieän ngang cuûa caùnhGiaûi

δ= Wf 2m 00032,0008,004,0 =×=

Chu vi tieát dieän ngang

( )δ+= W2U ( ) m 096,0008,004,02 =+=

a. Caùnh nhoâm :

f

Um

λ

α=

1-m 35,325,1100032,0240

096,09==

×

×=

335,01,035,3 =×=mL

Page 20: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

Hieäu suaát caùnhlt

cc Q

Q=η

Trong ñoù Qlt − theo PT (3.55);Töø PT (3.56):

( )mL

mLthc =η ( )

961,0335,0322,0

335,0335,0th

===

Nhieät ñoä ôû ñænh caùnh (x = L): thay soá vaøo PT (3.36):

( ) ( )mLch1

fgfL tttt −=− ( ) C3,1701,057

1 20200 o=−=

Hoaëc C3,1903,17020t oL =+=

(Neáu xeùt deán toaû nhieät ôû ñænh caùnh thì tL = 190 oC)

Page 21: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

Nhieät löôïng lyù thuyeát truyeàn qua caùnh:

( )( )δ×+×−α= WLU ttQ fglt

( )( )0,0080,040,10,096 202009 ×+×−= W07,16=

Nhieät löôïng truyeàn thöïc teáø:

ltcc QQ ×η= W44,1507,16961,0 =×=

Neáu vaùch khoâng laøm caùnh, nhieät löôïng truyeàn:

( )( )δ×−α= W ttQ fgo ( ) W0,520,00032202009 =×−=

Nhö vaäy khi coù caùnh nhoâm nhö treân, Q truyeàn taêng leân 30 laàn.

Page 22: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

b. Caùnh laøm baèng theùp khoâng ræ

Töông töï, keát quaû nhö sau:

Hieäu suaát caùnh: ηc = 0,6

Nhieät ñoä ñænh caùnh: tL = 101 oC

Nhieät löôïng truyeàn qua caùnh

ltcc QQ ×η= W64,907,166,0 =×=

Nhö vaäy khi laøm caùnh theùp khoâng ræ, Q chæ taêng khoaûng 18 laàn.

(Qlt vaãn nhö phaàn treân laø 16,07 W)

Page 23: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

Baøi 13: Caùnh thaúng λ = 160 W/mK ; δ = 4 mm ; W = 12 cm ; H = 6 cm ;

tg = 110 oC ; tf = 30 oC ; α = 45 W/m2K.Tính Q, tH , ηc.

Giaûi: ( ) ( ) m/,,,,,

WW

fUm 105512

120004016012000402452

=⋅⋅+⋅

=⋅δ⋅λ+δ⋅α

=λα

=a)

H’ = H + 2δ = 0,06 + 0,004/2 = 0,062 m

mH’ = 12,055 x 0,062 = 0,7474 th(mH’) = 0,634

Tieát dieän ngang caùnh: F = δW = 0,004 x 0,12 = 4,8.10-4 m2

Nhieät löôïng truyeàn qua caùnh:

Q = λmfθgth(mH’) = 160 x 12,055 x 4,8.10-4(110 – 30)0,634= 46,97 W ≈ 47 W

C,),,(ch

)()'mH(ch

ogH 962

060055121301101

=⋅

−=θ=θNhieät ñoä taïi ñænh caùnh:

tH = θH + tf = 62,9 + 30 = 92,9 oC

Page 24: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

b) Hieäu suaát caùnh

Nhieät löôïng truyeàn lyù thuyeát:

Qlt = αFcθg = α2H’Wθg

= 45 x 2 x 0,062 x 0,12(110 – 30)

= 53,568 W

Hieäu suaát caùnh:

8770568539746 ,

,,

QQ

ltc ===η

Page 25: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

Baøi 14: Boä saáy khoâng khí baèng oáng gang λ = 52,3 W/mK coù caùnh tieát dieän tam

giaùc boá trí doïc theo maët ngoaøi cuûa oáng.

Haõy duøng pp hieäu suaát caùnh ñeå xaùc ñònh Q truyeàn qua caùnh. Bieát chieàu daøi oáng L =

1250 mm, caùnh cao H = 30 mm, goác caùnh daøy δ = 4 mm, α = 23,3 W/m2K, goác caùnh to =

450 oC, khoâng khí tf = 300 oC.

Giaûi:Tính Q baèng phöông phaùp hieäu suaát caùnh

Nhieät ñoä thöøa taïi goác caùnh: θo = to – tf = 150 oC

Dieän tích toaû nhieät cuûa caùnh:

ϕ=

cosHLFc 2 0670

302

2,

Htg ==

δ=ϕvôùi

ϕ = 3,8 o -> cosϕ = 0,9978

2075099780

0302512 m,,

,,Fc =⋅=Vaäy

Page 26: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

Nhieät löôïng lyù thuyeát:

256 1061030421

21 mHfp

−− ⋅=⋅⋅⋅=δ=

Dieän tích profile caùnh:

Qlt = 0,075 x 23,3 x 150 = 262,1 W

Qlt = Fcαθo

Tính bieåu thöùc

Tra ñoà thò ηc = 0,88

Nhieät löôïng truyeàn qua caùnh:

Q = ηcQlt = 0,88 x 262,1 = 230,6 W

4480106352

32303021

523

21

23 ,,

,,f

H/

/

/

p

/ =⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅

⋅=⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

λα

Page 27: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

Bai 15: Caùnh troøn cao L = 12,7 mm, δ = 1,6 mm laép treân oáng d = 25,4 mm; λ = 214 W/moC, tg = 171,1 oC, tf = 21,1 oC, α = 141,5 W/m2oC.

Tính Q truyeàn qua caùnh.

Nhieät löôïng truyeàn qua caùnh :Giaûi

ltcc QQ ×η=

Töø caùc thoâng soá ñaõ cho ta coù:

2LL c

δ+= ( ) mm 5,136,15,07,12 =×+=

c1c2 Lrr += mm 2,265,137,12 =+=

1

c2

rr 06,2

7,122,26

==

( )12 rrp

f c −= δ ( ) 266 m 106,21107,122,266,1 −− ×=⋅−=

2123

c fL ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

λα ( ) 271,0

106,212145,141

0135,021

623

=××

= ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

Page 28: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

Tra ñoà thò tìm ñöôïc ηc ≈ 0,91 ..Tính Qlt:

Dieän tích toûa nhieät cuûa caùnh troøn

( )21

2c2 rr2F −π=

( ) ( )[ ] 23622 m 1030,3107,122,2614,32 −− ×=×−×=

( )fglt ttFQ −α=

( ) W0,701,211,1711030,35,141 3 =−××= −

Nhieät löôïng truyeàn qua caùnh

ltcc QQ ×η=

W7,630,7091,0 =×=

Page 29: haanhtung.webs.com tap Truyen Nhiet/16 bai on...Bai 9: Moät thanh ñoàng daøi coù d = 1 cm, λ= 377 W/moC ñaët trong khoâng khí coù t f = 22 o C, nhieät ñoä ôû goác

Baøi 16: Treân xi lanh ñoäng cô ñöôøng kính d1 =100 mm coù caùc caùnh troøn

λ = 160 W/mK ñeå laøm maùt. Bieát caùnh daøy δ = 3,0 mm, cao h = 24 mm. Nhieät ñoä

goác caùnh t1 = 230 oC, khoâng khí tf = 30 oC, α = 55 W/m2K.

Tính Q toûa ra qua beà maët caùnh, coù xeùt ñeán toûa nhieät ôû ñænh caùnh.

Giaûi:mm,LLh '* 525

2324

2=+=

δ+=≡

Tính theo phöông phaùp hieäu suaát caùnhmm

dr 50

21

1 ==

mm,,Lrr '* 5755255012 =+=+= 51150

575

1

2 ,,rr*

==

Dieän tích profile caùnh fp = δ(r*2 – r1) = 0,003(0,0755 – 0,05) = 7,65.10-5 m2

= 2π(0,07552 – 0,052)55(230 – 30) = 221 W

Tra ñoà thò -> η c = 0,91

Qlt = 2π(r*22 – r1

2)α(t1 – tf)

Qc = ηcQlt = 0,91 x 221 = 201,2 W

( ) 273010657160

550255021

523

21

23 ,,

,f

L/

/

/

p

/ =⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⋅⋅=⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

λα