intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Vật liệu nhiệt lạnh: Chương 3 - TS. Hà Anh Tùng

Chia sẻ: Khánh Thành | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:20

Thêm vào BST
Báo xấu
66
lượt xem 1
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Vật liệu nhiệt lạnh: Chương 3 Vật liệu cách nhiệt cung cấp cho người học những kiến thức như: Vật liệu chịu lửa – cách nhiệt; Vật liệu cách nhiệt vô cơ; Vật liệu cách nhiệt hữu cơ; Tính toán cách nhiệt. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật liệu nhiệt lạnh: Chương 3 - TS. Hà Anh Tùng

  1. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 2/2010 ĐHBK tp HCM Chương 3: VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT 3.1 Vật liệu chịu lửa – cách nhiệt 3.2 Vật liệu cách nhiệt vô cơ 3.3 Vật liệu cách nhiệt hữu cơ 3.4 TÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT p.1
  2. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 2/2010 ĐHBK tp HCM Giới thiệu ¾ Caùch nhieät ñeå laøm giaûm TỔN THẤT nhieät ra moâi tröôøng xung quanh tieát kieäm NL, ñaûm baûo ñieàu kieän coâng ngheä, ATLĐ. ¾ Vaät lieäu caùch nhieät: λ < 0,25 W/m.độ p.2
  3. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 2/2010 ĐHBK tp HCM Bọc cách nhiệt Æ giảm tổn thất nhiệt p.3
  4. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 2/2010 ĐHBK tp HCM Bọc cách nhiệt cho mái nhà p.4
  5. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 2/2010 ĐHBK tp HCM 3.1 Vật liệu chịu lửa – cách nhiệt ¾ Là những loại vật liệu chịu lửa (Samốt, Dinat, vv..) được tăng cường độ xốp (nhiều lỗ rỗng bên trong hơn) Mục đích: tăng khả năng cách nhiệt (giảm hệ số dẫn nhiệt λ) Tính chất: vì độ xốp tăng Æ λ giảm , khối lượng riêng giảm ¾ Phân loại: PP dùng phụ gia cháy - Theo pp sản xuất: PP tạo thành nhiều bọt khí nhỏ Loại cách nhiệt trung bình: 900-1200oC - Theo to làm việc: Loại cách nhiệt cao: > 1200oC p.5
  6. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 2/2010 ĐHBK tp HCM ¾ Phương pháp sản xuất VL chịu lửa – cách nhiệt a) PP dùng phụ gia cháy: Quá trình sản xuất giống như sx VLCL, chỉ khác ở chỗ có cho thêm vào PHỤ GIA CHÁY (than gỗ, mùn cưa, vv…) Khi nung chất phụ gia cháy sẽ bị cháy Æ tạo thành các lỗ xốp bên trong vật liệu Đặc tính Samôt nhẹ Cao lanh nhẹ Dinat nhẹ to sử dụng (oC) 1150-1400 1400 1550 Khối lượng riêng 0,9 - 1 1,3 1,2 (g/cm3) Cường độ nén 3 3,5 3,5 (N/mm2) Hệ số dẫn nhiệt 0,52 - 0,7 0,7 – 0,92 0,63 – 0,79 λ (W/m.độ) p.6
  7. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 2/2010 ĐHBK tp HCM b) PP tạo bọt khí: ¾ Dùng các chất tạo bọt (như xà phòng) hoặc dùng phản ứng hóa học tỏa khí để tạo bọt Độ xốp thường lớn hơn pp dùng phụ gia cháy - Khối lượng riêng giảm: 0,3 – 0,8 g/cm3 - Độ dẫn nhiệt giảm: λ = 0,2 – 0,4 W/m.độ ¾ Ứng dụng của VL chịu lửa – cách nhiệt - Để tăng cường cách nhiệt, sử dụng khi nhiệt độ làm việc và tải trọng làm việc không lớn lắm. p.7
  8. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 2/2010 ĐHBK tp HCM 3.2 Vật liệu cách nhiệt VÔ CƠ a) Amiăng: - Là các khoáng có khả năng tách ra thành các sợi mềm, mỏng, đàn hồi - Thành phần hóa học: chứa SiO2, MgO, Fe2O3, H2O, vv… - Hệ số dẫn nhiệt: λ = 0,084 + 0,00016* t (W/m.độ) - Nhiệt độ giới hạn sử dụng: 200oC – 600oC - Sản phẩm từ amiăng: Các tông Giấy Vải Dây Amiăng Amiăng Amiăng Amiăng p.8
  9. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 2/2010 ĐHBK tp HCM b) Bông thủy tinh: ¾ Là VL cách nhiệt bao gồm các sợi thủy tinh sắp xếp vô trật tự ¾ Nguyên liệu để sx bông thủy tinh cũng như nguyên liệu sx thủy tinh (cát thạch anh, đá vôi, xôđa, đôlômit, sunphát, vv…) ¾ Hệ số dẫn nhiệt: λ = 0,0394 + 0,000348 * t (W/m.độ) ¾ Nhiệt độ giới hạn sử dụng: 450oC – 1100oC ¾ Ứng dụng: cách nhiệt các ống dẫn, kết cấu tường ngăn p.9
  10. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 2/2010 ĐHBK tp HCM VD: bọc cách nhiệt đường ống p.10
  11. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 2/2010 ĐHBK tp HCM 3.3 Vật liệu cách nhiệt HỮU CƠ a) Tấm cói: ¾ Đan và ép thân cây cói thành các tấm cói: ¾ Khối lượng riêng: 175 – 250 kg/m3 ¾ Hệ số dẫn nhiệt: λ = 0,046 – 0,092 W/m.độ ¾ Đặc điểm: - Dễ bị mục nát khi ẩm ướt - Dễ cháy, dễ hư hỏng NHIỆT ĐỘ LÀM b) Tấm cách nhiệt từ dăm bào, sợi gỗ, vỏ bào: VIỆC ¾ Khối lượng riêng: 150 – 1100 kg/m3 THẤP ¾ Hệ số dẫn nhiệt: λ = 0,046 – 0,092 W/m.độ c) Tấm cách nhiệt từ than bùn: ¾ Khối lượng riêng: 150 – 250 kg/m3 ¾ Hệ số dẫn nhiệt: λ = 0,058 – 0,069 W/m.độ p.11
  12. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 2/2010 ĐHBK tp HCM 3.4 TÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT a) Tính toán cách nhiệt cho VÁCH PHẲNG Xét 1 vách phẳng: - Đồng chất và đẳng hướng - Dày δ, chiều rộng rất lớn so với chiều dày - Có hệ số dẫn nhiệt λ - Nhiệt độ 2 bề mặt t1 và t2 không đổi Cần tìm: - Phân bố nhiệt độ trong vách ? - Q truyền qua vách ? p.12
  13. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 2/2010 ĐHBK tp HCM Đây là bài toán dẫn nhiệt ổn định 1 chiều: t1 − t2 Δt Q=λ F (W) q= (W/m2) δ δ /λ Dòng nhiệt Mật độ dòng nhiệt δ U ( Rλ = được gọi là nhiệt trở dẫn ĐL Ohm I = λ nhiệt của vách phẳng) R ¾ Khi λ biến thiên theo nhiệt độ: λ = λo(1 + bt) λ tb t1 + t 2 ⎞ q= (t 1 − t 2 ) (W/m2) với: ⎛ λtb = λo ⎜1 + b ⎟ δ ⎝ 2 ⎠ (HSDN trung bình khoaûng nhieät ñoä töø t1 ñeán t2.) p.13
  14. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 2/2010 ĐHBK tp HCM Dẫn nhiệt qua vách phẳng 3 lớp t1 − t 4 q= Rλ1 + Rλ 2 + Rλ 3 t1 −t 4 q= δ1 δ 2 δ 3 + + λ1 λ2 λ3 p.14
  15. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 2/2010 ĐHBK tp HCM  VD 3.1: 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. Nhieät ñoä bề mặt 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: δ1 0,23 δ2 0,05 R1 = = = 0,21 m2 ⋅o C W R2 = = = 0,50 m 2 ⋅o C W λ1 1,10 λ2 0,10 δ3 0, 24 R3 = = = 0, 41 m 2 ⋅o C W λ3 0,58 Q Δt 500 − 50 MÑDN: q= = = = 401 , 78 W m 2 F 3 0 , 21 + 0 ,50 + 0 , 41 ∑ Ri i =1 ™ Nhieät ñoä lôùp tieáp xuùc: t 3 = t 1 − q (R 1 + R 2 ) = 500 − 401,78(0,21 + 0,5 ) = 214,7 o C p.15
  16. VD 3.2: Người soạn: TS. Hà anh Tùng 2/2010 ĐHBK tp HCM 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? Giaûi ™ Nhieät ñoä maët tieáp xuùc δ1 0,2 t w 2 = t w1 − q = 800 − 1100 = 677,8o C λ1 1,8 ™ Heä soá daãn nhieät trung bình cuûa lôùp gaïch caùch nhieät ⎛ t + tw3 ⎞ ⎛ 677 ,8 + 50 ⎞ λ 2 tb = λ 2 , 0 ⎜ 1 + b w 2 ⎟ = 0 ,054 ⎜ 1 + 0 ,0024 ⎟ ⎝ 2 ⎠ ⎝ 2 ⎠ = 0,101 W/mK ™ Beà daøy toái thieåu lôùp caùch nhieät λ 2 tb δ2 = (t w 2 − t w 3 ) = 0,101 (6,778 − 50 ) = 0,0576 m q 1100 p.16
  17. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 2/2010 ĐHBK tp HCM b) Tính toán cách nhiệt cho VÁCH TRỤ Biết: r1, r2, λ, t1 và t2 - Xác định Q truyền qua vách ? - Phân bố nhiệt độ trong vách ? Nhiệt lượng dẫn qua 1m dài ống ql Q t1 − t 2 Δt ql = = ql = 1 d2 L 1 ⎛ d2 ⎞ (W/m) hay R1 = ln ln⎜⎜ ⎟⎟ Rl 2πλ d1 2πλ ⎝ d1 ⎠ là nhiệt trở dẫn U ĐL Ohm I = nhiệt của 1m p.15 R vách trụ
  18. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 2/2010 ĐHBK tp HCM VD: Tính dẫn nhiệt qua vách trụ nhiều lớp Sơ đồ 3 nhiệt trở mắc nối tiếp ql t1 t2 t3 t4 1 d2 1 d3 1 d4 R1(1) = ln R1( 2) = ln R1(1) = ln 2πλ1 d1 2πλ2 d2 2πλ3 d3 Nhiệt lượng dẫn qua 1m dài ống là: t1 − t 4 t1 − t 4 ql = = Rl (1) + Rl ( 2 ) + Rl ( 3) 1 d2 1 d3 1 d 4 (W/m) ln + ln + ln 2πλ1 d1 2πλ 2 d 2 2πλ3 d 3 ql d2 ⎛ 1 d2 1 d3 ⎞ t 2 = t1 − ln t3 = t1 − ql ⎜⎜ ln + ln ⎟⎟ 2πλ1 d1 ⎝ 2πλ1 d1 2πλ2 d 2 ⎠ p.18
  19. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 2/2010 ĐHBK tp HCM Ví dụ 3.3: 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.oC vaø 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 d 1 = 0 ,150 m d 2 = 0 ,159 m d 3 = 0 ,169 m d 4 = 0 ,329 m d 5 = 0 ,339 m ™ Nhieät trôû daãn nhieät lôùp thöù 1(vaùch theùp): 1 d2 1 0,159 −4 o Rl1 = ln = ln = 1,78 × 10 ( m⋅ C W ) 2πλ1 d1 2π × 52 0,150 ™ Lôùp thöù 2 (lôùp caùch nhieät 1): 1 d3 1 0 ,169 −2 o Rl 2 = ln = ln = 8,83 × 10 (m ⋅ C W ) 2πλ2 d2 2π × 0 ,11 0 ,159 p.19
  20. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 2/2010 ĐHBK tp HCM ™ Lôùp thöù 3 (lôùp caùch nhieät 2): 1 d4 1 0 ,329 o Rl 3 = ln = ln = 1, 06 ( m⋅ C W ) 2πλ 3 d3 2π × 0 ,10 0 ,169 ™ Lôùp thöù 4 (lôùp caùch nhieät 3): 1 d5 1 0,339 −2 o Rl 4 = ln = ln = 3,40 × 10 m⋅ C W 2πλ 4 d4 2 π × 0,14 0,329 ™ Nhieät löôïng truyeàn öùng vôùi 1 m chieàu daøi oáng (MÑDN): t1 − t n +1 170 − 30 q = = l ∑R 1, 78 × 10 − 4 + 8,83 × 10 − 2 + 1, 06 + 3, 40 × 10 − 2 1 = 118, 40 W m ⇒ Nhieät trôû vaùch kim loaïi raát nhoû so vôùi nhieät trôû caùc lôùp baûo oân neân coù theå boû qua. p.20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2