Bài Tập Kỹ Thuật Nhiệt (Có Đáp Án)

Ngày đăng: 16/03/2016, 10:14

BÀI TẬP Một bình tích 0,625m3 chứa ôxi với 23 bar, nhiệt độ 280oC Hãy xác định: – Khối lượng ôxi bình, kg ; – Thể tích riêng khối lượng riêng ôxi bình trạng thái trạng thái tiêu chuẩn (p=760mmHg, t = 0oC) – Thể tích ôxi chứa bình qui điều kiện tiêu chuẩn Đáp số: G = 10 kg, v = 0,0625 m3/kg, ρ=16 kg/m3, vo =0,7m3/kg, ρo = 1,43 kg/m3, Vo = m3.tc GIẢI – Khối lượng không khí: G= p.V 23.10 x 0,625 = = 10kg R.T 8314 x (280 + 273) 32 – Thể tích riêng v = V/G = 0,625/10 = 0,0625 m3/kg – Khối lượng riêng ρ = 1/v = 1/0,0625 = 16 kg/m3 – Điều kiện tiêu chuẩn: Po = 1,013 bar To = 273 oK vo = R.To 287 x 273 = = 0,7 po 1,013.10 ρo = 1/v = 1/0,7 = 1,43 kg/m3 Vo = G.vo = 10 x 0,7 = 7m 3 Bài Một bình kín chứa không khí tích không đổi m áp suất ban đầu p1= 30 bar, nhiệt độ t1= 27oC Sau lấy khỏi bình để sử dụng, áp suất bình 12 bar, nhiệt độ không đổi Cho biết không khí có µ=29 kg/kmol Hãy xác định khối lượng không khí lấy ra, thể tích riêng không khí bình trước sau lấy sử dụng Đáp số: G1 = 70 kg, G2 = 28 kg, ∆G = 42kg v1 = 0,029 m3/kg, v2 = 0,0714 m3/kg GIẢI – Khối lượng không khí ban đầu bình G1 = p1 V 30.10 x = = 70kg RT 287 x (27 + 273) – Khối lượng không khí bình sau sử dụng p V 12.10 x G2 = = = 28kg RT 287 x (27 + 273) – Khối lượng lấy ∆G = G1 – G2 = 70 – 28 = 42 kg – Thể tích riêng ban đầu cuối trình v1 = V/G1 = 2/70 = 0,029 m3/kg v2 = V/G2 = 2/28 = 0,0714 m3/kg Câu Một bình kín chứa 0,5m không khí p1 = bar, t1 = 20oC Sau lấy ít, bình có độ chân không pck = 420mmHg mà nhiệt độ không đổi, biết áp suất khí 768mmHg Xác định lượng không khí bình trước sau lấy ra, lượng khí lấy Đáp số: G1 = 1,19 kg, G2 = 0,28 kg, ∆G = 0,91kg GIẢI – Ap suất tuyệt đối không khí bình sau lấy sử dụng: p = B − p ck = 768 − 420 = 348mmHg = 348 bar = 0,464bar 750 – Lượng môi chất bình ban đầu G1 = p1 V 2.10 x 0,5 = = 1,19kg RT 287 x (20 + 273) – Khối lượng không khí bình sau sử dụng p V 0,464.105 x 0,5 G2 = = = 0,28kg RT 287 x (20 + 273) – Khối lượng lấy ∆G = G1 – G2 = 1,19 – 0,28 = 0,91 kg Câu Một khinh khí cầu tích 1000m chứa H2 thả vào khí Tính lực nâng khinh khí cầu mặt đất biết áp suất nhiệt độ không khí khí H khinh khí cầu p=1bar nhiệt độ t = 27oC Biết gia tốc trọng trường g = 9,81 m/s2, coi khối lượng vỏ khinh khí cầu không đáng kể Bií́t qui luật thay đổi mật độ theo độ cao : ρ=ρo – 0,0005.h (kg/m3) ρo – Mật độ không khí mặt đất (h=0m) h độ cao (m) Xác định độ cao cực đại mà khinh khí cầu đạt Đáp số: F=10.607 N GIẢI Khinh khí cầu chịu tác động hai lực – Lực nâng F1: Có giá trị trọng lực không khí mà chiếm chổ – Trọng lực F2 hướng xuống khối không khí H2  p.V p.V  p.V.g 1 .g = ∆F = F1 −F2 = (m1 − m ).g =  − ( − ) R T R T T R R   Thay vào ta có: ∆F = 10 x1000 x 9,81 29 ( − ) = 10607 N (27 + 273) 8314 8314 – Khi đạt độ cao cực đại lực nâng trọng lực cân Trọng lực luôn không đổi, lực nâng giảm dần theo độ cao mật độ không khí loãng dần Ở độ cao cực đại: F’1 = F2 Từ suy ra: m’1 = m2 hay: ρ = ρH2 hay p p − 0,0005.h = R T R T hay h= p 1 10 29 ( − )= ( − ) = 2165m 0,0005 T R R 0,0005 300 8314 8314 – Cđu 4: Một xy lanh chứa không khí tích ban đầu V 1=3m3, nhiệt độ t1=27oC, diện tch bề mặt tiết diện ngang xy lanh S=0,5m Lực tác động lên pittông không đổi F= 75000N Cung cấp cho không khí nhiệt lượng Q = 525 kJ Hỏi: – Áp suất khối lượng không khí bnh – Nhiệt độ không khí sau cấp nhiệt – Quảng đường mà pittông dịch chuyển sau cấp nhiệt 0,5m2 V=3m3 t1=27oC F=75000N x Giải: – Ap suất bên xi lanh p= F 75000 = = 1,5.10 N / m = 1,5bar S 0,5 – Khối lượng không khí bình: G= p.V 150000 = R.T1 Câu 4: Cho chất khí lý tưởng có số R=200 J/kg.K số mủ đoạn nhiệt k = 1,4, đựng bình kín với thể tích 0,3m Ở nhiệt độ t1 = 27oC, áp suất khối khí p1=3 bar Đốt nóng khối khí đến áp suất p2=6 bar a Biểu thị trình thay đổi trạng thái đồ thị p-v T-S; b Xác định khối lượng môi chất bình, G (kg); c Nhiệt độ cuối trình t2 (oC); d Nhiệt lượng cung cấp cho khối khí Q ; e Xác định độ biến thiên ∆U, ∆I, Lkt Đáp sô : G = 1,5 kg ; t2 = 327oC ; Q = 225.000 J ∆U = Q = 225.000 J ; ∆I = 315.000 J ; Lkt = – 90.000 J GIẢI a) Biểu diễn đồ thị p-v T-s Đây trình đẳng tích P, N/m2 T, K p1 T1 T2 lKT p2 q=∆u v, m3/kg s, J/kg.K v1=v2 s2 s1 (Vẽ giống vẽ đổi điểm cho điểm ngược lại) Khối lượng không khí bình : G= p.V 3.10 5.0,3 = = 1,5kg R.T 200 x (27 + 273) – Nhiệt độ cuối trình T2 = T1 p2 = (27 + 273) = 600 o K p1 – Quá trình đẳng tích Q = ∆U = G.C v (T2 − T1 ) = G R 200 (T2 − T1 ) = 1,5 (600 − 300) = 225000 ∆I = k.∆U = k −1 1,4 − 1,4 x 225000 = 315000 J Lkt = Q – ∆I = 225000 – 315000 = -90.000 J Câu 5: Một bóng đèn điện chứa N2 chưa sáng nhiệt độ bên đồng 25 oC, độ chân không 200 mmHg Khi sáng ổn định nhiệt độ phần cầu 160oC, phần trụ 70oC Biết thể tích phần cầu 90cm3 phần trụ 15cm3 Xác định áp suất lúc sáng, biết áp suất khí 760mmHg Giải: p o V = G.R.To hay G = – Lúc chưa sáng : p o V R.To – Lúc đốt sáng : p.V1 R.T1 + Phần cầu p.V1 = G R.T1 hay G = + Phần trụ p.V2 = G R.T2 hay G = Ta có: p.V2 R.T2 G = G1 + G2 V To 105 p = po = (760 − 200) 298 = 780mmHg V1 V2 90 15 + + 433 333 T1 T2 Suy Câu Đốt nóng 02 kg khí O2 (µ = 32 kg/kmol, k=1,4) điều kiện áp suất không đổi p=5 bar từ nhiệt độ t1=27oC đến t2=127oC a Biểu thị trình đồ thi p-v T-S b Xác định thể tích O2 trạng thái đầu cuối c Xác định Q, ∆I, ∆U, Lkt, L Đáp số : V1 = 0,312 m3 ; V2 = 0,416 m3 Q = ∆I = 182 000 J ; ∆U = 130 000 J ; Lkt = ; L = 52 000 J GIẢI P, T, K N/m2 p1=p2 T2 T1 l12 q=∆i v, s, m3/kg v1 v2 J/kg.K s1 s2 – Thể tích riêng trạng thái đầu 8314 (27 + 273) G.R.T1 32 V1 = = = 0,312m p 5.10 V2 = V1 T2 127 + 273 = 0,312 = 0,416m T1 27 + 273 – Quá trình đẳng áp nên Q = ∆I = G.C p (T2 − T1 ) = G k 1,4 8314 R (T2 − T1 ) = (400 − 300) k −1 1,4 − 32 = 182.000 J ∆U = ∆I 182000 = = 130.000J k 1,4 L = Q – ∆U = 182.000 – 130.000 = 52.000 J Lkt = Câu Có 12 kg không khí nhiệt độ 27 oC, áp suất tuyệt đối p = 6bar, giãn nở đẳng nhiệt để thể tích tăng lần a Biểu thị trình đồ thị p-v T-S b Xác định thông số trạng thái cuối c Xác định Q, ∆I, ∆U, Lkt, L, ∆S Đáp số : v2 = 0,574 m3/kg ; p2 = 1,5 bar ; T2 = 300 oK Q = L = Lkt = 1.432.319 J ; ∆U = ∆I = ; ∆S = 4774 J/K GIẢI P, T, K N/m2 p1 T1=T2 lKT p2 l12 v1 q=T.∆s v, s, m3/kg J/kg.K v2 s1 – Thể tích riêng trạng thái đầu v1 = R.T 287 x (27 + 273) = = 0,1435m / kg p1 6.10 – Thể tích trạng thái cuối v2 = 4.v1 = x 0,1435 = 0,574 m3/kg – Ap suất trạng thái cuối p = p1 v p1 = = = 1,5bar v2 4 – Quá trình đẳng nhiệt : s2 ∆U = ∆I = Q = L = L kt = G.R.T ln ∆S = G.R ln v2 = 12x 287 x (27 + 273) ln = 1.432.319, J v1 v2 = 12 x 287 ln = 4774, J/K v1 – Câu Giãn nở đoạn nhiệt 2kg không khí từ t1 = 327oC, p1 = 10 bar đến p2 = bar a Biểu diễn trình đồ thị p-v T-S b Xác định thông số trạng thái trạng thái cuối c Xác định Q, ∆I, ∆U, Lkt, L, ∆S Đáp số : v2 = 0,9 m3/kg ; T2 = 313oK ; Q = 0, ∆S = L = – ∆U = 411.845 J Lkt = – ∆I = 576.583J GIẢI P, T, K N/m2 p1 T1 T2 lKT p2 l12 v1 v, s, m3/kg J/kg.K s1=s2 v2 Ta có: p2 T2 kk−1 =( ) p1 T1 1, −1 p k −1 1, = 311o K Suy ra: T2 = T1 ( ) k = (327 + 273).0,1 p1 v2 = RT2 287 x 311 = = 0,9m / kg p2 10 Quá trình đoạn nhiệt nên Q = L = -∆U; Lkt = -∆I ∆U = G.C v (T2 − T1 ) = G R 287 (T2 − T1 ) = x (311 − 600) = −414.715 J k −1 1,4 − L = 414.715 ∆I = k ∆U = – 1,4 x 414.715 = -580.601 J = – Lkt Câu Nén đa biến 01 kg không khí n=1,2 từ t1=20oC, p1 = 0,981 bar đến p2= 7,845 bar a Biểu diễn trình đồ thị p-v T-S b Xác định thông số trạng thái trạng thái cuối c Xác định Q, ∆I, ∆U, Lkt, L Đáp số : v2 = 0,15 m3/kg ; T2 = 414oK, Q = -87 kJ L = – 174 kJ ; ∆U = 87 kJ Lkt = – 208,8 kJ ; ∆I = 121,8 kJ GIẢI a) b) – Nhiệt độ trạng thái cuối T2 = T1 ( p nn−1 7,845 ) = (20 + 273).( ) p1 0,981 1, −1 1, = 414 o K – Thể tích riêng trạng thái cuối v2 = R.T2 287 x 414 = = 0,15m / kg p2 7,845.10 – Biến thiên nội entanpi ∆U = G.C v (T2 − T1 ) = G R 287 (T2 − T1 ) = 1x (414 − 293) = 87.000 J k −1 1,4 − ∆I = k ∆U = 1,4 x 87.00 = 121.800 J – Nhiệt lượng Q, L, Lkt Q = GC n (T2 − T1 ) = GC v Q = 1x n−k R n−k (T2 − T1 ) = G (T2 − T1 ) n −1 k −1 n −1 287 1,2 − 1,4 (414 − 293) = −87.000 J 1,4 − 1,2 − L = Q – ∆U = -87.000 – 87.000 = -174.000 J Lkt = Q – ∆I = -87.000 – 121.800 = -208.800 J – Câu 10: Cho 1,0 kg không khí (R=287 J/kg.K k=1,4) thực trình đa biến từ trạng thái ban đầu với p1=10 bar t1 = 307oC Sau trình không khí nhận nhiệt lượng q=200 kJ/kg sinh công l = 400 kJ/kg – Xác định số đa biến n thông số trạng thái (p, v T) trạng thái cuối – Xác định biến thiên entrôpi ∆s – Biểu diễn trình đồ thị p-v T-s Đáp án: TT Nội dung – Công nhiệt lượng trình đa biến l = Cv 1− k n−k (T2 − T1 ), q = C v (T2 − T1 ) n −1 n −1 – Xác định số đa biến q 200 n = (1 − k ) + k = (1 − 1,4) + 1,4 = 1,2 l 400 – Xác định nhiệt dung riêng đẳng tích C v = – Nhiệt độ cuối trình: T2 = T1 + q n −1 200 1,2 − = 580 + = 301 oK Cv n − k 0,7175 1,2 − 1,4 1, n R 287 = = 717,5 J/kg.K k − 0,4 T 301 1, −1 ) = 0,195 bar – Áp suất cuối p2: p = p1.( ) n −1 = 10.( T1 580 – Thể tích riêng trạng hái đầu cuối : + v1 = R.T1 287 x580 = = 0,166 m3/kg p1 106 1 T 580 1, −1 ) = 4,41 m3/kg + v = v1.( ) n −1 = 0,166.( T2 301 Xác định ∆s : ∆s = C v n − k T2 1,2 − 1,4 301 ln = 0,7175 ln = 0,471 kJ/kg.K n − T1 1,2 − 580 – Biểu diễn đồ thị p-v T-s Câu 11: Cho vách phẳng 02 lớp – Lớp : Gạch thẻ có bề dày δ1=200mm, λ1=0,4 W/m.K ; – Lớp : Vửa xi măng có bề dày δ2=100mm, λ2=0,2 W/m.K; – Nhiệt độ bề mặt : tW1 = 150oC tW3 = 50oC Xác định : – Mật độ dòng nhiệt qua vách q – Nhiệt độ bề mặt tiếp xúc lớp tW2 – Nhiệt độ tâm lớp t1 t2 Đáp số : – Mật độ dòng nhiệt : q = 100 w/m2, tw2 = 100oC, t1 = 125oC, t2= 75oC GIẢI – Mật độ dòng nhiệt q= t w1 − t w 150 − 50 = = 100 δ1 δ 0,2 0,1, w/m2 + + λ1 λ 0,4 0,2 – Nhiệt độ vách tw2 t w = t w1 − q δ1 0,2 = 150 − 100 = 100 o C λ1 0,4 – Nhiệt độ tâm lớp 1: t1 = (tw1+tw2)/2 = 125 oC – Nhiệt độ tâm lớp 2: t2 = (tw2+tw3)/2 = 75 o C C âu 12 Cho vách trụ lớp + Lớp d1/d2 = 80/120 mm, λ1 = 0,5 w/m.K, tw1 = 200oC + Lớp d2/d3 = 120/160 mm, λ2 = 0,2 w/m.K, tw3 = 50oC Xác định : – Dòng nhiệt qua m chiều dài vách ql – Nhiệt độ bề mặt tiếp xúc lớp tW2 Đáp số : + ql = 419 W/m, tw2 = 186oC GIẢI – Dòng nhiệt tính cho 1m chiều dài ql = t w1 − t w 200 − 50 = = 419 d3 ln 120 / 80 ln 160 / 120 d2 1 w/m [ + ] ln + ln 0,5 0,2 2πλ1 d 2πλ d 2 x 3,14 – Nhiệt độ bề mặt ngăn cách t w = t w1 − q l d 1 120 ln = 200 − 419 ln = 186 o C 2.πλ d1 x 3,14x 0,5 80 – Câu 13 Có ống thép có đường kính d 1/d2 = 100/110mm, hệ số dẫn nhiệt λ1 = 50 W/m.K, phủ hai lớp cách nhiệt có bề dày δ2 = δ3 = 50mm Nhiệt độ mặt t w1 = 250oC mặt lớp cách nhiệt thứ hai t w4 = 50oC Hệ số dẫn nhiệt lớp thứ thứ hai λ2 = 0,06 W/m.K λ3 = 0,12 W/m.K a) Xác định tổn thất nhiệt qua mét ống nhiệt độ bề mặt tiếp xúc hai lớp cách nhiệt tw3 b) Nếu đổi vị trí hai lớp cách nhiệt tổn thất nhiệt nhiệt độ tiếp xúc hai lớp cách nhiệt bao nhiêu, điều kiện khác không đổi Đáp số: a) ql = 89 W/m ; tw3 = 97 oC ; b) ql = 105,5 W/m ; tw3 = 159 oC ; 10 Câu 14 Một có nhiệt độ t = 727 oC, độ đen ε = 0,7 Tim khả xạ thép trường hợp Nếu nhiệt độ giảm nửa khả xạ giảm lần Đáp số : El = 3,97.104 W/m2, E1/E2 = 16 GIẢI – Năng suất xạ T 727 + 273 E = C o ε1 ( ) = 5,67 x 0,7 x ( ) = 39700 w/m2 100 100 – Nếu nhiệt độ tuyệt đối giảm nửa E1 = 24 = 16 E2 Câu 15 Có hai thép đặt song song, thứ có nhiệt t1 = 527oC, thứ hai có nhiệt độ 27oC Độ đen hai ε1 = 0,8, ε2 = 0,6 Tính khả xạ lượng trao đổi hai Nếu đặt chắn độ đen εm = 0,1 lượng trao đổi xạ giảm lần Đáp số : E1 = 18.579 w/m2 ; E2 = 276 w/m2 q12 = 11.920 W/m2 ; q12 giảm 11 lần GIẢI – Năng suất xạ 2: T 527 + 273 E1 = Co ε1.( ) = 5,67 x 0,8x ( ) = 18.579 W/m2 100 100 T 27 + 273 E = Co ε ( ) = 5,67 x 0,6 x ( ) = 276 W/m2 100 100 – Xác định q12 T T ( )4 − ( )4 −3 100 100 q 12 = C o = 5,67 = 11.920 W/m2 1 1 + −1 + −1 ε1 ε 0,8 0,6 – Thêm chắn mật độ dòng nhiệt giảm 1 2 + − 1) + ( − 1) −1 −1 ε1 ε εm εm 0,1 K= =1+ =1+ = 11 lần 1 1 1 ( + − 1) + −1 + −1 ε1 ε ε1 ε 0,8 0,6 ( Câu 16 Cho 02 phẳng song song rộng vô hạn 11 – Tấm : Nhiệt độ t1 = 300oC, ε1 = 0,8 – Tấm : Nhiệt độ t2 = 50oC, ε2 = 0,75 Xác định: – Độ đen qui dẫn hệ – Mật độ dòng nhiệt xạ q (w/m2) – Cường độ xạ Đáp số : εqd = 0,63, q = 3461 w/m2, E1 = 4890 w/m2, E2 = 464 w/m2 GIẢI – Độ đen qui dẫn hệ ε qd = 1 = = 0,63 1 1 + −1 + −1 ε1 ε 0,8 0,75 – Mật độ dòng nhiệt T T 300 + 273 50 + 273 q 12 = ε qd C o [( ) − ( ) ] = 0,63x 5,67 x[( ) −( ) ] = 3461 w/m2 100 100 100 100 – Năng suất xạ bề mặt T 300 + 273 E1 = Co ε1.( ) = 5,67 x 0,8x ( ) = 4.890 W/m2 100 100 T 50 + 273 E = Co ε ( ) = 5,67 x 0,75x ( ) = 464 W/m2 100 100 Câu 17 Hai song song, có nhiệt độ t = 327 oC, có nhiệt độ 127oC độ đen 0,8 Giữa có đặt có độ đen εm = 0,05 Tính mật độ dòng nhiệt q có 01 chắn Muốn q giảm 79 lần so với cần có bao chắn với điều kiện khác không đổi Nếu số chắn câu 2, có độ đen 0,1 q giảm lần Đáp số : q12 = 146 w/m2, n = chắn, q giảm 39 lần Câu 18 Vách phẳng lớp ngăn cách khói không khí Nhiệt độ khói t f1 = 200oC, nhiệt độ không khí tf2 = 30oC – Lớp : δ1 = 300mm, λ1 = 0,6 W/m.K – Lớp : δ1 = 400mm, λ1 = 0,8 W/m.K Hệ số tỏa nhiệt phái khói α1 = 25 W/m2.K, phía không khí α2 = 40 W/m2.K Xác định : 12 – Mật độ dòng nhiệt q = ? – Nhiệt độ bề mặt vách tw1, tw2 tw3 Đáp số: q = 160 w/m2 ; tw1 = 194oC ; tw2 = 114oC ; tw3 = 54oC GIẢI – Mật độ dòng nhiệt q= t f1 − t f 200 − 30 = = 160 0,3 0,4 1 δ1 δ w/m2 + + + + + + α1 λ λ α 25 0,6 0,8 40 – Nhiệt độ vách thứ t w1 = t f − q 1 = 200 − 160 = 114 o C α1 25 – Nhiệt độ vách thứ t w = t w1 − q δ1 0,3 = 114 − 160 = 54 o C λ1 0,6 Câu 19 Một tường lò bên gạch chịu lửa dày 250mm, hệ số dẫn nhiệt 0,348 W/m.K, bên lớp gạch đỏ dày 250mm, hệ số dẫn nhiệt 0,695 W/mK Nếu khói lò có nhiệt độ 1300oC, hệ số toả nhiệt từ khói đến gạch chịu lửa 34,8 W/m 2.K ; nhiệt độ không khí xung quanh 30oC Hệ số toả nhiệt từ gạch đỏ đến không khí 11,6 W/m2.K Tìm mật độ dòng nhiệt qua tường lò nhiệt độ tiếp xúc hai lớp gạch Đáp số: q = 1066 W/m2.K ; tw2 = 504oC Giải: – Mật độ dòng nhiệt q= tf1 − tf 1300 − 30 = = 1066 δ1 δ2 1 0,25 0,25 W/m2.K + + + + + + α1 λ1 λ α 34,8 0,348 0,695 11,6 – Nhiệt độ bề mặt tiếp xúc t w = t f − q.[ δ1 0,25 + ] = 1300 − 1066.[ + ] = 504 o C α1 λ1 34,8 0,348 Câu 20 Vách trụ lớp ngăn cách 02 môi trường có nhiệt độ tf1 = 200oC tf2 = 50oC + Lớp d1/d2 = 75/100 mm, λ1 = 0,5 w/m.K + Lớp d2/d3 = 100/125 mm, λ2 = 0,2 w/m.K Hệ số tỏa nhiệt môi trường : α1 = 50 W/m2.K, môi trường : α2 = 100 W/m2.K Xác định : – Dòng nhiệt qua m chiều dài vách ql – Nhiệt độ bề mặt : tW1, tW2, tW3 13 Đáp số: ql = 395 W/m ; tw1 = 174oC ; tw2 = 138oC tw3 = 60oC GIẢI – Dòng nhiệt tính cho 1m chiều dài ql = ql = t f1 − t f d d 1 1 w/m + ln + ln + πd 1α 2πλ1 d 2πλ d πd α 200 − 50 1 100 125 + ln + ln + 3,14x 0,075x 50 x 3,14 x 0,5 75 x 3,14 x 0,2 100 3,14 x 0,125×100 = 395 W/m – Nhiệt độ mặt lớp thứ t w1 = t f − q l 1 = 200 − 395x = 174 o C α1 3,14 x 0,075x 50 – Nhiệt độ mặt lớp thứ hai t w = t w1 − q l d 1 100 ln = 174 − 395x ln = 138 o C 2πλ1 d x 3,14 x 0,5 75 – Nhiệt độ mặt lớp thứ ba t w3 = t w − q l d 1 125 ln = 138 − 395x ln = 60 o C 2πλ d 2 x 3,14 x 0,2 100 – Câu 21 Một ống dẫn thép, đường kính 200/216mm, hệ số dẫn nhiệt 46 W/m.K bọc lớp cách nhiệt dày 120mm, có hệ số dẫn nhiệt 0,116 W/m.K Nhiệt độ 300oC Hệ số toả nhiệt từ đến bề mặt ống 116 W/m 2.K, nhiệt độ không khí xung quanh 25oC Hệ số toả nhiệt từ bề mặt lớp cách nhiệt đến không khí xung quanh 10 W/m2.K Xác định tổn thất nhiệt 1m chiều dài ống nhiệt độ bề mặt lớp cách nhiệt Đáp số : ql = 247,5 W/m ; tw3 = 49,75oC GIẢI – Ta có: d1 = 0,2m d2 = 0,216 m d3 = d2 + 2.δ = 0,216 + 2×0,12 = 0,456m – Dòng nhiệt tính cho 1m chiều dài ql = t f1 − t f d d 1 1 w/m + ln + ln + πd 1α 2πλ1 d 2πλ d πd α 14 ql = 300 − 25 1 216 456 + ln + ln + 3,14x 0,2 x116 x 3,14x 46 200 x 3,14 x 0,116 216 3,14x 0,456 x10 =247,5 w/m – Nhiệt độ mặt lớp cách nhiệt t w3 = t f + q l = 49,75 o C 3,14x 0,456 x10 – HẾT 15 16 […]… số dẫn nhiệt 46 W/m.K được bọc bằng một lớp cách nhiệt dày 120mm, có hệ số dẫn nhiệt 0,116 W/m.K Nhiệt độ của hơi bằng 300oC Hệ số toả nhiệt từ hơi đến bề mặt trong của ống bằng 116 W/m 2.K, nhiệt độ không khí xung quanh bằng 25oC Hệ số toả nhiệt từ bề mặt ngoài lớp cách nhiệt đến không khí xung quanh 10 W/m2.K Xác định tổn thất nhiệt trên 1m chiều dài ống và nhiệt độ bề mặt lớp cách nhiệt Đáp số :… α1 25 – Nhiệt độ vách thứ 2 t w 2 = t w1 − q δ1 0,3 = 114 − 160 = 54 o C λ1 0,6 Câu 19 Một tường lò bên trong là gạch chịu lửa dày 250mm, hệ số dẫn nhiệt 0,348 W/m.K, bên ngoài là lớp gạch đỏ dày 250mm, hệ số dẫn nhiệt 0,695 W/mK Nếu khói trong lò có nhiệt độ 1300oC, hệ số toả nhiệt từ khói đến gạch chịu lửa là 34,8 W/m 2.K ; nhiệt độ của không khí xung quanh bằng 30oC Hệ số toả nhiệt từ… trường có nhiệt độ tf1 = 200oC và tf2 = 50oC + Lớp trong d1/d2 = 75/100 mm, λ1 = 0,5 w/m.K + Lớp ngoài d2/d3 = 100/125 mm, λ2 = 0,2 w/m.K Hệ số tỏa nhiệt về môi trường 1 : α1 = 50 W/m2.K, về môi trường 2 : α2 = 100 W/m2.K Xác định : – Dòng nhiệt qua 1 m chiều dài vách ql – Nhiệt độ các bề mặt : tW1, tW2, tW3 13 Đáp số: ql = 395 W/m ; tw1 = 174oC ; tw2 = 138oC và tw3 = 60oC GIẢI – Dòng nhiệt tính… 400mm, λ1 = 0,8 W/m.K Hệ số tỏa nhiệt về phái khói α1 = 25 W/m2.K, về phía không khí α2 = 40 W/m2.K Xác định : 12 – Mật độ dòng nhiệt q = ? – Nhiệt độ các bề mặt vách tw1, tw2 và tw3 Đáp số: q = 160 w/m2 ; tw1 = 194oC ; tw2 = 114oC ; tw3 = 54oC GIẢI – Mật độ dòng nhiệt q= t f1 − t f 2 200 − 30 = = 160 1 0,3 0,4 1 1 δ1 δ 2 1 w/m2 + + + + + + α1 λ 1 λ 2 α 2 25 0,6 0,8 40 – Nhiệt độ vách thứ nhất t w1 =… mật độ dòng nhiệt giảm 1 1 2 2 2 + − 1) + ( − 1) −1 −1 ε1 ε 2 εm εm 0,1 K= =1+ =1+ = 11 lần 1 1 1 1 1 1 ( + − 1) + −1 + −1 ε1 ε 2 ε1 ε 2 0,8 0,6 ( Câu 16 Cho 02 tấm phẳng song song rộng vô hạn 11 – Tấm 1 : Nhiệt độ t1 = 300oC, ε1 = 0,8 – Tấm 2 : Nhiệt độ t2 = 50oC, ε2 = 0,75 Xác định: – Độ đen qui dẫn của hệ – Mật độ dòng nhiệt bức xạ q (w/m2) – Cường độ bức xạ của các tấm Đáp số : εqd… bằng 30oC Hệ số toả nhiệt từ gạch đỏ đến không khí là 11,6 W/m2.K Tìm mật độ dòng nhiệt qua tường lò và nhiệt độ tiếp xúc giữa hai lớp gạch Đáp số: q = 1066 W/m2.K ; tw2 = 504oC Giải: – Mật độ dòng nhiệt q= tf1 − tf 2 1300 − 30 = = 1066 1 δ1 δ2 1 1 0,25 0,25 1 W/m2.K + + + + + + α1 λ1 λ 2 α 2 34,8 0,348 0,695 11,6 – Nhiệt độ bề mặt tiếp xúc t w 2 = t f 1 − q.[ 1 δ1 1 0,25 + ] = 1300 − 1066.[ + ] =… = 0,05 1 Tính mật độ dòng nhiệt q khi có 01 màn chắn 2 Muốn q giảm 79 lần so với khi không có màn cần có bao như màn chắn với các điều kiện khác không đổi 3 Nếu số màn chắn như ở câu 2, nhưng có độ đen 0,1 thì q giảm mấy lần Đáp số : q12 = 146 w/m2, n = 3 màn chắn, q giảm 39 lần Câu 18 Vách phẳng 2 lớp ngăn cách khói và không khí Nhiệt độ khói t f1 = 200oC, nhiệt độ không khí tf2 = 30oC… Câu 14 Một thanh có nhiệt độ t = 727 oC, độ đen ε = 0,7 Tim khả năng bức xạ của thanh thép trong trường hợp ấy Nếu nhiệt độ giảm đi còn một nửa thì khả năng bức xạ giảm đi bao nhiêu lần Đáp số : El = 3,97.104 W/m2, E1/E2 = 16 GIẢI – Năng suất bức xạ của thanh T 4 727 + 273 4 E 1 = C o ε1 ( ) = 5,67 x 0,7 x ( ) = 39700 w/m2 100 100 – Nếu nhiệt độ tuyệt đối giảm đi một nửa thì E1… 16 E2 Câu 15 Có hai tấm thép đặt song song, tấm thứ nhất có nhiệt t1 = 527oC, tấm thứ hai có nhiệt độ 27oC Độ đen của hai tấm lần lượt là ε1 = 0,8, ε2 = 0,6 Tính khả năng bức xạ của mỗi tấm và năng lượng trao đổi giữa hai tấm Nếu đặt ở giữa một màn chắn độ đen εm = 0,1 thì năng lượng trao đổi bức xạ giảm mấy lần Đáp số : E1 = 18.579 w/m2 ; E2 = 276 w/m2 q12 = 11.920 W/m2 ; q12 giảm 11… + ln + 3,14x 0,075x 50 2 x 3,14 x 0,5 75 2 x 3,14 x 0,2 100 3,14 x 0,125×100 = 395 W/m – Nhiệt độ mặt ngoài lớp thứ nhất t w1 = t f 1 − q l 1 1 = 200 − 395x = 174 o C α1 3,14 x 0,075x 50 – Nhiệt độ mặt ngoài lớp thứ hai t w 2 = t w1 − q l d 1 1 100 ln 2 = 174 − 395x ln = 138 o C 2πλ1 d 1 2 x 3,14 x 0,5 75 – Nhiệt độ mặt ngoài lớp thứ ba t w3 = t w 2 − q l d 1 1 125 ln 3 = 138 − 395x ln = 60 o C … qua mét ống nhiệt độ bề mặt tiếp xúc hai lớp cách nhiệt tw3 b) Nếu đổi vị trí hai lớp cách nhiệt tổn thất nhiệt nhiệt độ tiếp xúc hai lớp cách nhiệt bao nhiêu, điều kiện khác không đổi Đáp số: a)… cách nhiệt dày 120mm, có hệ số dẫn nhiệt 0,116 W/m.K Nhiệt độ 300oC Hệ số toả nhiệt từ đến bề mặt ống 116 W/m 2.K, nhiệt độ không khí xung quanh 25oC Hệ số toả nhiệt từ bề mặt lớp cách nhiệt. .. λ2=0,2 W/m.K; – Nhiệt độ bề mặt : tW1 = 150oC tW3 = 50oC Xác định : – Mật độ dòng nhiệt qua vách q – Nhiệt độ bề mặt tiếp xúc lớp tW2 – Nhiệt độ tâm lớp t1 t2 Đáp số : – Mật độ dòng nhiệt : q = 100

Source: https://ta-ogilvy.vn
Category: Hỏi Đáp