BÀI T P NHI T Đ NG H C K THU TẬ Ệ Ộ Ọ Ỹ Ậ
I. Môi ch t chuy n đ ng ngoài v tấ ể ộ ậ
Bài 1: M t dây d n đi n làm t nhôm có đ ng kính là 5ộ ẫ ệ ừ ườ
mm nhi t đ không đ i là ở ệ ộ ổ
0
90 C
. Dòng không khí chuy nể
đ ng vuông góc v i dây d n có áp su t là 1,01bar nhi tộ ớ ẫ ấ ở ệ
đ ộ
0
10 C
và v n t c c a không khí là 1m/s. Đi n tr xu t c aậ ố ủ ệ ở ấ ủ
Nhôm là 1/35 olm
2
/mm m
. Hãy xác đ nh h s t a nhi tị ệ ố ỏ ệ
gi a không khí và dây d n. H s t a nhi t s b ng baoữ ẫ ệ ố ỏ ệ ẽ ằ
nhiêu các đi u ki n sau:ở ề ệ
a. Tăng v n t c dòng khí lên 2 l n.ậ ố ầ
b. Tăng đ ng kính dây d n lên 2 l n.ườ ẫ ầ
c. Không khí đ c thay là khí hiđrô, quan h gi a các thôngượ ệ ữ
s v y lý c a khí lý hiđrô không khí nh sau: ố ậ ủ ư
Đáp s : ố
2
48,9W/mm
α
=
độ
a.
2
67,4W/mm
α
=
độ
b.
2
33,7W/mm
α
=
độ
c.
2
130 /W mm
α
=
độ
Bài 2: Khói chuy n đ ng vuông góc m t chùm ng trong lòể ộ ộ ố
h i đ c b trí so le v i 4 hàng ng , đ ng kính ngoài c aơ ượ ố ớ ố ườ ủ
ng là 83mm. Kho ng cách gi a các ng theo ph ngố ả ữ ố ươ
chuy n đ ng c a dòng khói là 350mm và theo ph ngể ộ ủ ươ
vuông góc v i dòng khói là 200mm. Nhi t đ trung bình c aớ ệ ộ ủ
khói tr c khi vào ng là ướ ố
0
1020 C
và ra kh i chùm ng làỏ ố
. V n t c trung bình c a khói ti t di n bé nh t làậ ố ủ ở ế ệ ấ
11m/s. Hãy xác đ nh h s t a nhi t gi a khói và chùm ng.ị ệ ố ỏ ệ ữ ố
Đáp s : 56,4 ố
2
W/m
độ
Bài 3: Hãy xác đ nh h s t a nhi t gi a khói và chùm ngị ệ ố ỏ ệ ữ ố
c a lò h i. N u dòng khói chuy n đ ng vuông góc v iủ ơ ế ể ộ ớ
chùm ng có v n t c trung bình t i ti t di n bé nh t là 11m/ố ậ ố ạ ế ệ ấ
s. Đ ng kính ngoài c a ng là 38mm. Chùm ng đ c bườ ủ ố ố ượ ố
trí đ t so le trong (nh hình v 3.7/t42). Chùm ng có 30ặ ư ẽ ố
hàng ng. Kho ng cách gi a các ng theo ph ng chuy nố ả ữ ố ươ ể
đ ng c a dòng khí là 75mm và vuông góc là 95mm. Nhi tộ ủ ệ
đ c a khói tr c và sau chùm ng là ộ ủ ướ ố
0
680 C
và
0
345 C
. Hệ
s t a nhi t s b ng bao nhiêu n u:ố ỏ ệ ẽ ằ ế
a. Chùm ng b trí đ t song song nh hình v 3.8/t43.ố ố ặ ư ẽ
b. Dòng khói chuy n đ ng xuyên góc v i chùm ng 1 gócể ộ ớ ố
0
60
.
Đáp s : ố
2
84 /W m
α
=
độ
a.
2
78 /W m
α
=
độ
b.
α
=
…...
2
W/m
độ
Bài 4: Các ng thi t b quá nhi t c a n i h i đ c b tríố ế ị ệ ủ ồ ơ ượ ố
nh trên hình v 3.9/t43. Khói chuy n đ ng trong ng cóư ẽ ể ộ ố
đ ng kính trong là 68mm và h i chuy n đ ng trong ngườ ơ ể ộ ố
nh có đ ng kính trong là 20mm và ngoài là 24mm. Hãyỏ ườ
xác đ nh h s t a nhi t gi a khói và ng d n h i n u v nị ệ ố ỏ ệ ữ ố ẫ ơ ế ậ
t c trung bình và nhi t đ c a n c là 26m/s và ố ệ ộ ủ ướ
0
500 C
. ngỐ
có chi u dài là 1,9m và nhi t đ b m t ngoài c a ng d nề ệ ộ ề ặ ủ ố ẫ
h i là ơ
0
250 C
Đáp s : ố
α
= 273 W/m2.
II. T a nhi t khi ch t l ng chuy n đ ng c ngỏ ệ ấ ỏ ể ộ ưỡ
b c.ứ
Bài 1: Hãy xác đ nh ch đ chuy n đ ng c a ch t l ng vàị ế ộ ể ộ ủ ấ ỏ
h s t a nhi t khi n c ch y trong ng có đ ng kínhệ ố ỏ ệ ướ ả ố ườ
trong là 10mm, chi u dài ng là 2m, nhi t đ trung bình c aề ố ệ ộ ủ
n c là ướ
0
60 C
, nhi t đ thành ng là ệ ộ ố
0
20 C
, v n t c c aậ ố ủ
n c là 0,13m/s.ướ
Đáp s : ố
2
930W/m
α
=
độ
Bài 2: M t n i h i khói chuy n đ ng bên ngoài song songộ ồ ơ ể ộ
v i tr c ng nh trên hình… Đ ng kính ngoài c a ng làớ ụ ố ư ườ ủ ố
83mm, chi u dài ng là 4,5m, v n t c và nhi t đ trungề ố ậ ố ệ ộ
bình c a khói là 5m/s và ủ
0
1000 C
.Hãy xác đ nh:ị
a. H s t a nhi t gi a các ng và khói ?ệ ố ỏ ệ ữ ố
b. N u v n t c trung bình c a khói tăng lên 15m/s thì h sế ậ ố ủ ệ ố
t a nhi u là bao nhiêu ? ỏ ệ
Đáp s : a. ố
2
4,96 /W m
α
=
độ
b.
2
11,95 /W m
α
=
độ
Bài 3: M t ng xo n ru t gà nh trên hình v . Có đ ngộ ố ắ ộ ư ẽ ườ
kính trung bình là 300mm. N c đi trong ng có đ ng kínhướ ố ườ
trong là 12mm. V n t c và nhi t đ trung bình c a n c làậ ố ệ ộ ủ ướ
0,6m/s và
0
50 C
. Hãy xác đ nh:ị
a. H s t a nhi t gi a n c và thành ng ?ệ ố ỏ ệ ữ ướ ố
b. N u v n t c c a n c gi m xu ng c n 0,1m/s thì h sế ậ ố ủ ướ ả ố ồ ệ ố
t a nhi t là bao nhiêu ?ỏ ệ
Đáp s : a. ố
2
4340 /W m
α
=
b.
2
925 /W m
α
=
Bài 4: Xác đ nh h s t a nhi t gi a n c và thành ng khiị ệ ố ỏ ệ ữ ướ ố
n c đi trong ng có đ ng kính trong là 17mm, chi u dàiướ ố ườ ề
là 2m, v n t c trung bình và nhi t đ c a n c là 2m/s vàậ ố ệ ộ ủ ướ
0
20 C
.
Đáp s : ố
2
7160 /W m
α
=
độ
Bài 5: M t ng d n n c nóng cung c p cho thành ph cóộ ố ẫ ướ ấ ố
đ ng kính trong là 32mm. V n t c và nhi t đ trung bìnhườ ậ ố ệ ộ
c a n c đi trong ng là 0,5m/s và ủ ướ ố
0
200 C
. Hãy xác đ nh hị ệ
s t a nhi t gi a n c và thành ng.ố ỏ ệ ữ ướ ố
Đáp s : ố
2
4220 /W m
α
=
độ
Bài 6: Hãy xác đ nh h s t a nhi t gi a h i và thành ngị ệ ố ỏ ệ ữ ơ ố
c a thi t b quá nhi t h i n c khi h i đi trong ng cóủ ế ị ệ ơ ướ ơ ố
đ ng kính trong là 31mm, v n t c là 25m/s, và nhi t đườ ậ ố ệ ộ
trung bình là
0
400 C
áp su t 39,2bar.ở ấ
Đáp s : ố
2
1069 /W m
α
=
độ
Bài 7: N c đi trong ng có ti t di n là ướ ố ế ệ
20 20
×
mm. ápở
su t là 0,98bar, nhi t đ là ấ ệ ộ
0
60 C
v i v n t c trung bình làớ ậ ố
1m/s. Hãy xác đ nh h s t a nhi t và l ng nhi t th i raị ệ ố ỏ ệ ượ ệ ả
gi a n c và thành ng n u nhi t đ thành ng là ữ ướ ố ế ệ ộ ố
0
20 C
.
Đáp s : ố
2
4430 /W m
α
=
độ
4
4,25.10 WQ
=
Bài 8: M t vách ph ng có chi u cao là 5m và dài là 8m.ộ ẳ ề
Không khí chuy n đ ng d c theo chi u dài c a vách có v nể ộ ọ ề ủ ậ
t c là 2m/s và nhi t đ là ố ệ ộ
0
60 C
. Trong quá trình trao đ iổ
nhi t đ c a vách t ệ ộ ủ ừ
0
300 C
gi m xu ng còn ả ố
0
150 C
. Hãy
xác đ nh h s t a nhi t gi a không khí và vách ng.ị ệ ố ỏ ệ ữ ố
Đáp s : ố
2
6,3 /W m
α
=
độ
III. Truy n nhi tề ệ
Bài 1: M t n i h i v i khói đi trong ng v i nhi t đ làộ ồ ơ ớ ố ớ ệ ộ
0
1000 C
h s t a nhi t là ệ ố ỏ ệ
2
35 /W m
đ . N c sôi bên ngoàiộ ướ
ng có nhi t đ là ố ệ ộ
0
150 C
h s t a nhi t là ệ ố ỏ ệ
2
5800 /W m
đ .ộ
ng đ c làm t thép có đ dày là 10mm và cho bi t t sỐ ượ ừ ộ ế ỷ ố
gi a đ ng kính ngoài và trong c a ng nh h n nhi u soữ ườ ủ ố ỏ ơ ề
v i ớ
2dn
dT
==
<< 2. Hãy xác đ nh m t đ dòng nhi t và nhi t đị ậ ộ ệ ệ ộ
trên hai b m t c a vách ng.ề ặ ủ ố
Đáp s : ố
2
29350 /q W m=
0
1
0
2
w 162
w 155,1
t C
t C
=
=
Bài 2: V i các s liêu c a bài t p (1) hãy xác đ nh m t đớ ố ủ ậ ị ậ ộ
dòng nhi t và nhi t đ ti p xúc gi a các l p. N u b m tệ ệ ộ ế ữ ớ ế ề ặ
trong c a ng có m t l p mu i khói có đ dày là 1mm vàủ ố ộ ớ ộ ộ
h s d n nhi t là 0,093W/m đ . B m t ngoài c a ng cóệ ố ẫ ệ ộ ề ặ ủ ố
m t l p c n c a n c v i đ dày là 5mm và h s d nộ ớ ặ ủ ướ ớ ộ ệ ố ẫ
nhi t là 0,93W/m đ .ệ ộ
Đáp s : ố
2
18900W/mq=
0
2
0
3
w 257
w 253
t C
t C
=
=
Bài 3: Hãy xác đ nh h s truy n nhi t c a vách ph ng n nị ệ ố ề ệ ủ ẳ ế
tr nhi t c a ở ệ ủ
4 2
1.10 m
δ
λ
−
=
đ /w. H s t a nhi tộ ệ ố ỏ ệ
2
1
50,100,250w/m
α
=
đ và ộ
2
2
2000,10000 /w m
α
=
đ . V đ thộ ẽ ồ ị
1 1
( )k f
α
=
khi
2
2
2000 /w m
α
=
đ và ộ
2 2
( )k f
α
=
khi
2
1
50 /w m
α
=
đ .ộ
Bài 4: M t lò s i làm b ng g ch ch u l a có chi u dày làộ ưở ằ ạ ị ử ề
25mm, nhi t đ c a khói bên trong là ệ ộ ủ
0
600 C
và h s t aệ ố ỏ
nhi t là ệ
2
23 /w m
đ . Nhi t đ bên ngoài lò s i là ộ ệ ộ ưở
0
30 C
và
h s t a nhi t là ệ ố ỏ ệ
2
9,3 /w m
đ . Hãy xác đ nh m t đ dòngộ ị ậ ộ
nhi t c a lò s i ?ệ ủ ưở