Ch ng 6ươ
đ i l u nhi tố ư ệ
1. Bài t p gi I m uậ ả ẫ
Bài 1:
Nhi t đ m t ngoài t ng lò nung là 80ệ ộ ặ ườ 0C. Nhi t đ không khí xung quanh làệ ộ
350C. Tính h s to nhi t t t ng lò đ n không khí bi t chi u cao c a t ng lòệ ố ả ệ ừ ườ ế ế ề ủ ườ
là 2,5 m.
L i gi i:ờ ả
H s to nhi t trong tr ng h p này đ c xác đ nh b ng ph ng trình tiêuệ ố ả ệ ườ ợ ượ ị ằ ươ
chu n:ẩ
( )
n
m
mPr.GrCNu =
Kích th c xác đ nh là chi u cao: ướ ị ề h = 2,5 m
Nhi t đ xác đ nh là: ệ ộ ị
( )
fwm tt.5,0t +=
( )
C7,5735805,0t 0
m=+=
Tra b ng thông s v t lý c a không khí theo nhi t đ 57,7ả ố ậ ủ ệ ộ 0C ta đ c:ượ
K/1
5,330
1
T
1
696,0Pr
s/m10.72,18v
Km/W10.89,2
0
m
m
26
02
==β
=
=
=λ −
−
Do đó:
( )
( )
11
2
6
3
2
3
m
10.595,0Gr
10.72,18
35580.5,2.
5,330
1
.81,9
v
t.h..g
Gr
=
−−
=
∆β
=−
Vì v y:ậ
( )
1111
mm 10.414,0696,0.10.595,0Pr.Gr ==
Trong tr ng h p này ta có: ườ ợ
C = 0,135; n = 1/3.
( )
( )
46710.414,0.135,0Pr.Gr.135,0Nu 3/1
11
3/1
mmm ===
V y h s to nhi t là:ậ ệ ố ả ệ
.
Bài 2:
Tìm h s d n nhi t t ng đ ng c a m t khe h p không khí do hai t mệ ố ẫ ệ ươ ươ ủ ộ ẹ ấ
ph ng t o nên. Chi u dày c a khe h p ẳ ạ ề ủ ẹ
.mm25=δ
Nhi t đ b m t nóngệ ộ ề ặ
C150t 0
1W =
nhi t đ b m t l nh ệ ộ ề ặ ạ
.C50t 0
2W =
trêng ®¹i häc c«ng nghiÖp hµ néi 72
bµi tËp kü thuËt nhiÖt
L i gi i:ờ ả
Nhi t đ trung bình c a l p không khí:ệ ộ ủ ớ
( )
( )
C10050150.5,0t
tt.5,0t
0
m
2w1wm =+=
+=
Tra thông s v t lý c a không khí theo tố ậ ủ m ta đ c:ượ
688,0Pr
s/m10.13,23v
Km/W031,0
26
0
=
=
=λ −
Do đó:
( )
( )
4
2
6
3
2
3
10.709,7Gr
10.13,23
50150.10.025,0.
373
1
.81,9
v
t...g
Gr
=
−
=
∆δβ
=−
Ta có:
( )
44 10.3,5688,0.10.709,7Pr.Gr ==
Nên:
( )
( )
4/1
4
4/1
td
10.3,5.18,0Pr.Gr18,0 ==ε
73,2
td =ε
H s d n nhi t t ng đ ng: ệ ố ẫ ệ ươ ươ
Km/W0846,0031,0.73,2. 0
tdtd ==λε=λ
M t đ dòng nhi t truy n:ậ ộ ệ ề
( )
( )
2
2w1w
td
m/W3384q
50150.
025,0
0846,0
tt.q
=
−=−
δ
λ
=
Bài 3:
Tính h s to nhi t trung bình d u máy bi n áp ch y trong ng có đ ngệ ố ả ệ ầ ế ả ố ườ
kính d = 8mm, chi u dài 1m, nhi t đ trung bình c a d u ề ệ ộ ủ ầ
,C80t 0
f=
nhi t đ trungệ ộ
bình c a vách ng ủ ố
,C20t 0
w=
t c đ ch y c a d u trong ng ố ộ ả ủ ầ ố
.s/m6,0=ω
L i gi i:ờ ả
Kích th c xác đ nh đ ng kính trong: ướ ị ườ d = 8.10-3m
Nhi t đ xác đ nh:ệ ộ ị
C80t 0
f=
Tra các thông s c a d u máy bi n áp theo nhi t đ tố ủ ầ ế ệ ộ f ta đ c:ượ
298Pr
3,59Pr
K/110.2,7
s/m10.66,3v
Km/W1056,0
w
f
04
26
0
=
=
=β =
=λ
−
−
T đó tính:ừ
trêng ®¹i häc c«ng nghiÖp hµ néi 73
bµi tËp kü thuËt nhiÖt
1310
10.66,3
10.8.6,0
v
d.
Re 6
3
f==
ω
=−
−
Ref = 1310 < 2300 nên ch đ ch y trong ng là ch đ ch y t ng.ế ộ ả ố ế ộ ả ầ
Ta có:
25,0
w
f
43,0
f
1,0
f
33,0
ff Pr
Pr
.Pr.Gr.Re.15,0Nu
=
M t khác:ặ
( )
( )
( )
16198
10.66,3
2080.10.8.10.2,7.81,9
v
t.d..g
Gr 2
6
3
34
2
3
f=
−
=
∆β
=−
−−
V y:ậ
( ) ( ) ( )
25,0
43,01,033,0
f298
3,59
.3,59.16198.1310.15,0Nu
=
Nuf = 16,3
Do đó:
K.m/W215
10.8
1056,0.3,16
d
.Nu 02
3
ff ==
λ
=α −
Bài 4:
N c ch y trong ng đ ng kính d = 17mm, dài 1,5 m, v i t c đ 2m/s. Bi tướ ả ố ườ ớ ố ộ ế
nhi t đ trung bình c a n c là 30ệ ộ ủ ướ 0C. Xác đ nh h s to nhi t.ị ệ ố ả ệ
L i gi i:ờ ả
Kích th c xác đ nh: ướ ị
d = 17.10-3m.
Nhi t đ xác đ nh:ệ ộ ị
tf = 300C.
Tra các thông s v t lý c a n c t ng ng v i nhi t đ tố ậ ủ ướ ươ ứ ớ ệ ộ f ta đ c:ượ
55,2Pr
42,5Pr
s/m10.805,0v
Km/W618,0
w
f
26
0
=
=
=
=λ −
Tính Ref:
42236
10.805,0
10.17.2
v
d.
Re 6
3
f==
ω
=−
−
Do đó:
25,0
w
f
43,0
f
8,0
ff Pr
Pr
.Pr.Re.021,0Nu
=
( ) ( )
264
55,2
42,5
.42,5.42236.021,0Nu
25,0
43,08,0
f=
=
H s to nhi t:ệ ố ả ệ
K.m/W9597
10.17
618,0.264
d
.Nu 02
3
ff ==
λ
=α −
trêng ®¹i häc c«ng nghiÖp hµ néi 74
bµi tËp kü thuËt nhiÖt
Bài 5:
Không khí chuy n đ ng trong ng đ ng kính d = 50 mm, dài 1,75 m, v i t cể ộ ố ườ ớ ố
đ 10m/s. Bi t nhi t đ trung bình c a n c là 100ộ ế ệ ộ ủ ướ 0C. Xác đ nh h s to nhi t.ị ệ ố ả ệ
L i gi i:ờ ả
Kích th c xác đ nh: ướ ị d = 50.10-3m.
Nhi t đ xác đ nh:ệ ộ ị tf = 1000C.
Tra các thông s v t lý c a không khí t ng ng v i nhi t đ tố ậ ủ ươ ứ ớ ệ ộ f ta đ c:ượ
s/m10.13,23v
Km/W0321,0
26
0
−
=
=λ
Tính Ref:
21616
10.13,23
10.50.10
v
d.
Re 6
3
f==
ω
=−
−
Do đó:
8,0
ff Re.018,0Nu =
( )
5321616.018,0Nu 8,0
f==
H s to nhi t:ệ ố ả ệ
K.m/W34
10.50
0321,0.53
d
.Nu 02
3
ff ==
λ
=α −
Vì h s l/d = 1,75/0,05 = 35 nên ph i nhân k t qu v i h s hi u ch nh ệ ố ả ế ả ớ ệ ố ệ ỉ
1
ε
tra
đ c theo b ng ng v i l/d = 35 thì ượ ả ứ ớ
1
ε
= 1,035.
V y: ậ
K.m/W19,3534.035,1
02
==α
.
Bài 6:
Xác đ nh h s to nhi t t vách ng bình ng ng c a tuabin h i đ n n cị ệ ố ả ệ ừ ố ư ủ ơ ế ướ
làm mát. Bi t r ng nhi t đ trung bình c a vách ng tế ằ ệ ộ ủ ố w = 370C, đ ng kính ng dườ ố
= 16 mm, nhi t đ n c vào là 27ệ ộ ướ 0C, nhi t đ n c ra là 33ệ ộ ướ 0C. T c đ trung bìnhố ộ
c a n c là 2 m/s. Xác đ nh l ng nhi t truy n cho n c làm mát và chi u dàiủ ướ ị ượ ệ ề ướ ề
ng. H s to nhi t ố ệ ố ả ệ α thay đ i th nào n u t c đ c a n c tăng 2 l n khi cácổ ế ế ố ộ ủ ướ ầ
đi u ki n khác không thay đ i.ề ệ ổ
L i gi i: ờ ả
Kích th c xác đ nh: ướ ị d = 16.10-3m
Nhi t đ xác đ nh: ệ ộ ị
( )
C3033275,0t 0
f=+=
Tra các thông s c a n c theo nhi t đ tố ủ ướ ệ ộ f ta đ c:ượ
64,4Pr
42,5Pr
Kkg/kJ174,4C
m/kg7,995
s/m10.805,0v
Km/W618,0
w
f
0
p
3
26
0
=
=
=
=ρ =
=λ −
trêng ®¹i häc c«ng nghiÖp hµ néi 75
bµi tËp kü thuËt nhiÖt
T đó tính:ừ
39752
10.805,0
10.16.2
v
d.
Re 6
3
f==
ω
=−
−
Gi thi t l/d > 50 nên ả ế ε1 = 1.
V y ta có:ậ
25,0
w
f
43,0
f
8,0
ff Pr
Pr
.Pr.Re.021,0Nu
=
( ) ( )
25,0
43,08,0
f64,4
42,5
.42,5.39752.021,0Nu
=
Nuf = 216
Do đó:
K.m/W8343
10.16
618,0.216
d
.Nu 02
3
f==
λ
=α −
L u l ng n c ch y qua ng:ư ượ ướ ả ố
kg4,07,995.
4
016,0.14,3
.2.f.G
2==ρω=
L ng nhi t truy n qua ng:ượ ệ ề ố
( )
( )
kW10s/kJ102733.174,4.4,0ttC.GQ 1f2fp ==−=−=
Chi u dài ng t công th c:ề ố ừ ứ
( )
( )
( )
m4,3
3037.10.16.14,3.8343
10.10
tt.d..
Q
l
tt.l.d..Q
3
3
fw
fw
=
−
=
−πα
=
−πα=
−
Th l i k t qu : ử ạ ế ả l/d = 3,4/0,016 = 212,5 > 50
V y gi thi t ch n nh ban đ u đ t ra là đúngậ ả ế ọ ư ầ ặ
Khi t c đ dòng ch y tăng 2 l n thì ố ộ ả ầ α tăng
8,0
2
l n.ầ
Bài 7:
Có m t t m ph ng tr n chi u r ng 1m, chi u dài 1,2m. Nhi t đ b m tộ ấ ẳ ơ ề ộ ề ệ ộ ề ặ
vách tw = 800C. Nhi t đ dòng khí tệ ộ f = 200C, t c đ dòng ch y ngang qua t m ố ộ ả ấ ω =
6m/s. Tính h s to nhi t và l ng nhi t to ra trên b m t t m.ệ ố ả ệ ượ ệ ả ề ặ ấ
L i gi i:ờ ả
Kích th c xác đ nh là chi u dài t m: ướ ị ề ấ l = 1,2m
Nhi t đ xác đ nh: ệ ộ ị tf = 200C
Tra các thông s v t lý c a không khí t ng ng v i nhi t đ tố ậ ủ ươ ứ ớ ệ ộ f ta đ c:ượ
s/m10.06,15v
Km/W0258,0
26
0
−
=
=λ
Tính Ref:
5
6
f10.78,4
10.06,15
2,1.6
v
d.
Re ==
ω
=−
Ref = 4,78.105 > 105 nên ch đ ch y c a không khí là ch y r i.ế ộ ả ủ ả ố
trêng ®¹i häc c«ng nghiÖp hµ néi 76
bµi tËp kü thuËt nhiÖt