Ch ng 5ươ
D n nhi tẫ ệ
1. bài t p gi I m u:ậ ả ẫ
Bài 1:
Vách bu ng s y đ c xây d ng b ng hai l p: l p g ch đ d y 250mm, cóồ ấ ượ ự ằ ớ ớ ạ ỏ ầ
h s d n nhi t b ng 0,7W/mệ ố ẫ ệ ằ 0K; l p n b c ngoài có h s d n nhi t b ngớ ỉ ọ ệ ố ẫ ệ ằ
0,00465 W/m0K. Nhi t đ m t t ng trong bu ng s y b ng 110ệ ộ ặ ườ ồ ấ ằ 0C. nhi t đ m tệ ộ ặ
t ng bên ngoài b ng 25ườ ằ 0C. Xác đ nh chi u d y l p n đ t n th t nhi t qua váchị ề ầ ớ ỉ ể ổ ấ ệ
bu ng s y không v t quá 110W/mồ ấ ượ 2. Tính nhi t đ ti p xúc gi a hai l p.ệ ộ ế ữ ớ
L i gi i:ờ ả
M t đ dũng nhi t qua v ch bu ng s y ậ ộ ệ ỏ ồ ấ
2
2
1
1
3ww tt
q1
λ
δ
+
λ
δ
−
=
]
q
tt
[2
1
1
ww
2
21 λ
λ
δ
−
−
=δ
Suy ra
.m019,00465,0)
7,0
250,0
110
25110
(
2=−
−
=δ
V y chi u dài l p n b ng 19mmậ ề ớ ỉ ằ
Nhi t đ ti p xúc gi a hai l p.ệ ộ ế ữ ớ
1
1
1w2w qtt λ
δ
−=
Suy ra:
.C7,70
7,0
250,0
110110t 0
w2=−=
Bài 2:
T ng lũ hai l p, l p trong b ng g ch ch u l a l p ngoài b ng g ch c chườ ớ ớ ằ ạ ị ử ớ ằ ạ ỏ
nhi t. Chi u d y l p g ch ch u l a b ng 200 mm h s d n nhi t ệ ề ầ ớ ạ ị ử ằ ệ ố ẫ ệ
8,1=λ
W/m0K .
H s d n nhi t c a g ch cách nhi t là ệ ố ẫ ệ ủ ạ ệ
λ
= 0,054(1+0,0024t) W/m0K. Nhi t đệ ộ
m t trong c a vách ặ ủ
0
w800t 1=
C. Xác đ nh chi u dày c a l p g ch cách nhi t đị ề ủ ớ ạ ệ ể
t n th t nhi t qua t ng không v t quá 1100W/mổ ấ ệ ườ ượ 2 và nhi t đ b m t ngoài c aệ ộ ề ặ ủ
t ng không v t quá 50ườ ượ 0C.
L i gi i:ờ ả
Nhi t đ ti p xúc gi a hai l p:ệ ộ ế ữ ớ
Trêng ®¹i häc c«ng nghiÖp hµ néi 59
bµi tËp kü thuËt nhiÖt
.C172
8,1
200,0
11050t 0
w2=−=
Chi u dày c a l p g ch cách nhi t:ề ủ ớ ạ ệ
tb1
ww
1.
q
tt 21 λ
−
=δ
H s d n nhi t trung b nh c a l p g ch c ch nhi t:ệ ố ẫ ệ ỡ ủ ớ ạ ỏ ệ
)]
2
17800
(0024,01[054,0
tb1
+
+=λ
117,0
tb1 =λ
W/m0K
.m067,0117,0.
1100
172800
1=
−
=δ
Chi u dày c a l p g ch cách nhi t là 67 mm.ề ủ ớ ạ ệ
Bài 3:
Đ ng kính trong và đ ng kính ngoài c a m t đ ng ng h i b ng 160ườ ườ ủ ộ ườ ố ơ ằ
mm và 170 mm. B m t ngoài c a hai ng ph hai l p cách nhi t chi u dày c aề ặ ủ ố ủ ớ ệ ề ủ
l p th nh t là 30mm, chi u dày c a l p th hai là 50mm. H s d n nhi t c aớ ứ ấ ề ủ ớ ứ ệ ố ẫ ệ ủ
vách ng và các l p cách nhi t l n l t là 50 W/mố ớ ệ ầ ượ 0K và 0,08 W/m0K. Nhi t đ bệ ộ ề
m t trong cùng b ng 300ặ ằ 0C và nhi t đ b m t ngoài cùng là 50ệ ộ ề ặ 0C. Tính nhi tệ
l ng t n th t trên 1m đ ng ng và nhi t đ ti p xúc gi a các l p.ượ ổ ấ ườ ố ệ ộ ế ữ ớ
L i gi i:ờ ả
d1=160 mm
d2=170 mm
d3=170+2.30=230 mm
d4=230+2.50=330 mm
Nhi t l ng t n th t trên 1m ngệ ượ ổ ấ ố
λ
+
λ
+
λπ
−
=
3
4
3
3
21
2
1
2w1w
1
d
d
ln
1
2d
d
ln
1
d
d
ln
1
2
1
tt
q
W/m240
230
330
ln
08,0.14,3.2
1
170
230
ln
15.0.14,3.2
1
160
170
ln
50.14,3.2
1
50300
q1=
++
−
=
Nhi t đ ti p xúc gi a l p 1 và l p 2.ệ ộ ế ữ ớ ớ
1
2
1
1W1W2 d
d
ln.
2
1
qtt πλ
−=
C300
160
170
ln.
50.14,3.2
1
240300t o
W2 ≈−=
Trêng ®¹i häc c«ng nghiÖp hµ néi 60
bµi tËp kü thuËt nhiÖt
Nhi t đ ti p xúc gi a l p 2 và l p 3:ệ ộ ế ữ ớ ớ
3
4
3
1W4W3 d
d
ln.
2
1
qtt πλ
+=
C223
230
330
ln.
08,0.14,3.2
1
24050t 0
W3 =+=
Bài 4:
M t lũ ph n ng h t nhõn h nh c u đ ng kính ngoài 960mm. B dày c aộ ả ứ ạ ỡ ầ ườ ề ủ
vách (g m có kính th ch anh và thép) b ng 50mm. H s d n nhi t t ng đ ngồ ạ ằ ệ ố ẫ ệ ươ ươ
b ng 1,488W/mằ0K. Nhi t đ b m t trong và ngoài b ng 210ệ ộ ề ặ ằ 0C và 800C. Xác đ nhị
m t đ dũng nhi t tr n b m t trong và ngoài c a lũ ph n ng h t nhân.ậ ộ ệ ờ ề ặ ủ ả ứ ạ
L i gi i: ờ ả
Nhi t l ng truy n qua vách c uệ ượ ề ầ
)
960,0
1
860,0
1
(
488,1.14,3.2
1
80210
)
d
1
d
1
.(
..2
1
tt
Q
21
2w1w
−
−
=
−
λπ
−
=
W10029Q =
T n th t nhi t l ng trên 1mổ ấ ệ ượ 2 m t ngoài:ặ
2
22
2
ng
ng m
W
;3466
96,0.14,3
10029
d
Q
F
Q
q==
π
==
T n th t nhi t tr n 1mổ ấ ệ ế 2 m t trong:ặ
2
22
1
tr
ng m
W
;4318
86,0.14,3
10029
d
Q
F
Q
q==
π
==
Bài 5:
Do ma s t gi a m y và vũng bi n n nhi t đ ch b ma sát c a tr c máy caoỏ ữ ỏ ờ ệ ộ ỗ ị ủ ụ
h n nhi t đ c a môi tr ng xung quang là 60ơ ệ ộ ủ ườ 0 C. H s d n nhi t c a v t li uệ ố ẫ ệ ủ ậ ệ
làm tr c máy b ng 58 W/mụ ằ 0K, h s to nhi t t b m t tr c máy t i không khíệ ố ả ệ ừ ề ặ ụ ớ
b ng 7 W/mằ2.0K. Đ ng kính tr c m y b ng 60 mm. T m s phõn b nhi t đườ ụ ỏ ằ ỡ ự ố ệ ộ
d c theo tr c máy và nhi t l ng truy n qua b m t tr c máy. Coi tr c máy nhọ ụ ệ ượ ề ề ặ ụ ụ ư
thanh dài vô h n.ạ
L i gi i:ờ ả
S phân b nhi t đ d c theo tr c máy, ự ố ệ ộ ọ ụ
28,2
4
06,0
14,3.58
06,0.14,3.7
f.
U.
m2==
λ
α
=
)x84,2exp(60 −=φ
Trêng ®¹i häc c«ng nghiÖp hµ néi 61
bµi tËp kü thuËt nhiÖt
Nhi t l ng truy n qua b m t tr c máyệ ượ ề ề ặ ụ
W..f..mQ
1
ϕλ=
60.
4
06,0
.14,3.58.28,2Q
2
=
W28
=
.
Bài 6:
Đ đo nhi t đ c a m t b nh kh n n ng i ra dùng m t nhi t k thuể ệ ộ ủ ộ ỡ ớ ộ ườ ộ ệ ế ỷ
ngân đ t trong ng thép (h nh 24) đ c hàn li n v b nh, b n trong ng thép cóặ ố ỡ ượ ề ỏ ỡ ờ ố
đ d u. Nhi t k ch nhi t đ đ u ng thép là 84ổ ầ ệ ế ỉ ệ ộ ở ầ ố 0 C. Nhi t đ g c thép làệ ộ ở ố
400C. Chi u dài ng thép là 120mm, b dày v ng thép là 1,5mm. H s t a nhi tề ố ề ỏ ố ệ ố ỏ ệ
t khí nén t i ng thép b ng 233,3W/mừ ớ ố ằ 2.0K. H s d n nhi t c a v t li u làmệ ố ẫ ệ ủ ậ ệ
ng thép là 55,8 W/mố0K. Xác đ nh nhi t đ c a khí nén trong b nh và sai s ph pị ệ ộ ủ ỡ ố ộ
đo.
L i gi i:ờ ả
Coi ng thép nh m t thanh trũn h u h n b qua t n nhi t đ u thanh. Nhi tố ư ộ ữ ạ ỏ ả ệ ầ ệ
đ đ u thanh. Chính là nhi t đ nhi t k ch .ộ ầ ệ ộ ệ ế ỉ
)mh(ch
1
2
φ
=φ
f.
U.
.hh.m λ
α
=
d.U
π=
δπ= .d.f
Do đó
212,0.
0015,0.8,55
23,2
h.h.m ==
λδ
α
=
)mh(ch
1
2
θ
=θ
H nh 24ỡ
Hay
2ch
1
tt
tt
)mh(ch
1
f1
f2
1
2=
−
−
==
θ
θ
266,0
76,3
1
t40
t84
f
f==
−
−
Nên
C100
266,01
40.266,084
t0
f=
−
−
=
Nhi t đ c a khí nén là 100ệ ộ ủ 0 C. V y sai s c a phép đo là ậ ố ủ
C1684100t 0
=−=∆
Bài 7:
Trêng ®¹i häc c«ng nghiÖp hµ néi 62
bµi tËp kü thuËt nhiÖt
Tính nhi t l ng to ra cánh th ng làm b ng thép và nhi t đ đ nh cánh.ệ ượ ả ẳ ằ ệ ộ ở ỉ
N u ế
KW/m50 0
=π
,
K.W/m10 02
=α
; chi u dày cánh ề
mm5=δ
, chi u cao cánhề
h=50mm. Chi u r ng cánh L=1m. Nhi t đ d t i g c cánh ề ộ ệ ộ ư ạ ố
C800
1=θ
.
L i gi i: ờ ả
Nhi t đ d t i đ nh cánh :ệ ộ ư ạ ỉ
)mh(ch
1
2
φ
=φ
95,8
005,0.50
20.22
m==
λδ
α
=
l/m
m.h = 8,95.0,05 = 0,477
ch(mh) = ch(0,447) = 1,10
7,72
10,1
80
2==θ
0C
Nhi t l ng truy n qua cánh ệ ượ ề
th(mh).f..mQ 1
ϕλ=
)447,0(th8.1.005,0.50.95,8Q =
W5,75Q =
Bài 8:
B s y không khí đ c ch t o b ng nh ng ng gang có cánh ti t di n h nhộ ấ ượ ế ạ ằ ữ ố ế ệ ỡ
thang, chi u dài ng 2500mm. Chi u cao c nh 30,5mm, chi u dày g c c nhề ố ề ỏ ề ố ỏ
mm3
1=δ
, chi u dày đ nh cánh ề ỉ
mm1
2=δ
. H s d n nhi t c a gangệ ố ẫ ệ ủ
KWm.3,52 0
=λ
, nhi t đ g c cánh b ng 450ệ ộ ố ằ 0C, nhi t đ không khí 350ệ ộ 0C. H sệ ố
to nhi t t b m t cánh t i không khí ả ệ ừ ề ặ ớ
K.W/m3,233 02
=α
. Xác đ nh nhi t đ đ nhị ệ ộ ỉ
cánh và nhi t l ng to ra t b m t cánh.ệ ượ ả ừ ề ặ
L i gi i: ờ ả
Nhi t đ đ nh cánhệ ộ ở ỉ
)mh(ch
1
2
φ
=φ
1,21
002,0.3,52
3,23.22
m==
λδ
α
=
l/m
m.h = 21,1.0,0305 = 0,644
ch(mh) = ch(0,644) = 1,2147
823,0
2147,1
1
)mh(ch
1
1
2===
θ
θ
Trêng ®¹i häc c«ng nghiÖp hµ néi 63
bµi tËp kü thuËt nhiÖt