›
›

Bài tập ôn tập chương Đối lưu cưỡng bức môn Truyền nhiệt và thiết bị trao đổi nhiệt

Download
Bài 1 (10.14)  
o
o
Daàu maùy bieán aùp chaûy trong oáng d = 10 mm, tf’= 80 C, tf’’= 40 C, vôùi löu  
löôïng G = 120 kg/h. Nhieät ñoä beà maët oáng tw = 30 oC,  
- Tính chieàu daøi oáng L.  
- Tính Q cuûa 5 oáng (song song).  
Giaûi:  
Nhieät ñoä trung bình cuûa daàu:  
tf = 0,5 (tf’+ tf’’) = 0,5 (80 + 40) = 60 oC  
Tra thoâng soá vaät lyù cuûa daàu maùy bieán aùp ôû 60 oC (PL Baûng 24):  
;
;
λ = 0,1072  
Prf = 87,8  
W mK  
cp = 1, 905 kJ/kgK  
;
ρ = 856  
kg / m3  
Prw = 202  
−6  
;
β = 7,1.10-4  
1/K  
2
;
ν = 5,76 ×10 m s  
Toác ñoä daàu chaûy trong oáng  
V
4G  
4⋅120  
w = =  
F ρπd2  
=
= 0,496  
m / s  
3600⋅856⋅π⋅0,012  
0,496× 0,01  
5,76×10−6  
ωd  
= 858  
Ref =  
=
Tieâu chuaån Reynolds:  
νf  
Vì Ref < 2200 : chaûy taàng  
9,81⋅7,1⋅10−4 ⋅0,013  
(
60 − 30  
)
gβd3  
(
tf −tw  
)
= 6254,5  
Gr =  
=
2
ν2  
(
5,76⋅10−6  
)
PTTC khi chaûy taàng, giaû thieát L/d ≥ 50 :  
0,25  
⎛
⎞
⎟
⎟
⎠
Prf  
Prw  
Nuf = 0,15 Ref0,33 Prf0,43 Grf0,1  
⎜
⎜
⎝
0,25  
87,8  
202  
⎛
⎜
⎞
⎟
= 0,15⋅8580,33 ⋅87,80,43 ⋅6264,50,1  
=18,58  
⎝
⎠
λf  
0,1072  
0,01  
α = Nuf  
= 18,58  
= 199,1W m2K  
Heä soá toûa nhieät:  
d
120  
(
⋅1,905 80 − 40  
)
= 2,54  
kW  
Nhieät löôïng daàu nhaû Q1 = Gcp(tf’ – tf’’) =  
ra trong 1 oáng:  
3600  
Töø PT:  
Q1  
Q1 = απdL(tf – tw)  
¾ Chieàu daøi oáng  
2540  
=13,54  
m
L =  
=
Suy ra  
(
199,1⋅π⋅0,01 60 −30  
)
απd  
(
tf − tw  
)
L 13,54  
=
= 1354 > 50  
do ñoù heä soá εl = 1.  
Kieåm tra  
d
0,01  
™ Naêng suaát cuûa thieát bò coù 05 oáng:  
Q = nQ1 = 5 x 2,54 = 12,7 kW  
BÌNH NGÖNG  
 Bài 2: Bình ngöng coù 150 oáng (song song), ñöôøng kính trong d = 20 mm.  
o
o
Löu löôïng nöôùc vaøo bình G = 84 kg/s, tf’= 30 C, tf’’= 50 C. Nhieät ñoä trung  
bình BM oáng tw = 70 oC.  
- Tính heä soá toûa nhieät α trong oáng.  
- Tính L moãi oáng.  
a) Heä soá toaû nhieät α  
Giaûi:  
tf = 0,5(30 + 50) = 40 oC  
Nhieät ñoä trung bình cuûa nöôùc:  
ρ = 992,2 kg/m3 ; cp = 4,174 kJ/kgK ; λ = 63,5.10-2 W/mK  
TSVL  
ν = 0,659.10-6 m2/s ; Prf = 4,31  
; Prw = 2,55  
Toác ñoä nöôùc chuyeån ñoäng trong oáng  
4G  
4⋅84  
w =  
=
=1,8  
m / s  
ρπd2n  
992,2⋅π⋅0,022 ⋅150  
wd  
ν
1,8⋅0,02  
= 54628 >104  
Ref =  
=
0,659⋅10−6  
Giaû thieát L/d > 50 -> εl = 1  
Nuf = 0,021Re0f ,8 Prf0,43  
0,25  
⎛
⎞
Prf  
Prw  
⎜
⎜
⎟
⎟
PTTC coù daïng:  
⎝
⎠
0,25  
4,31  
2,55  
⎛
⎞
⎟
= 0,021⋅546280,84,310,43  
= 276,58  
⎜
⎝
⎠
63,5⋅10−2  
λ
d
276,58  
= 8781,5  
W / m2K  
α = Nuf =  
0,02  
b) Nhieät löôïng nöôùc nhaän ñöôïc  
84 x 4,174(50 – 30) = 7012 kW  
Q = Gcp(tf’’ – tf’) =  
Q
Chieàu daøi moãi oáng  
L =  
nαπdΔt  
7012⋅103  
150⋅8781,5⋅π⋅0,02  
=
= 2,825  
m
(
70− 40  
)
Kieåm tra laïi giaû thieát L/d = 2,825/0,02 = 141 > 50: thoaû maõn  
 Bài 3: (nhö 10.23)  
Khoùi chuyeån ñoäng trong oáng (0,4 x 0,8) m, L = 10 m. Löu löôïng G = 4,8  
kg/s, nhieät ñoä trung bình tf = 300 oC.  
Tính heä soá toûa nhieät α . Xem Prf = Prw.  
Giaûi:  
4⋅0,4⋅0,8  
4F  
U
=
= 0,533  
m
dtñ =  
KTXĐ: Þ töông ñöông  
2
(
0,4 + 0,8  
)
Khi tf = 300 oC, TSVL cuûa khoùi (PL B. 23)  
TSVL: ρ = 0,617 kg/m3 ; λ = 4,84.10-2 W/mK ;  
ν = 45,81.10-6 m2/s; Pr = 0,65  
Toác ñoä khoùi trong oáng  
V G  
4,8  
=
= 24,3  
m/ s  
w = =  
0,617⋅0,4⋅0,8  
F ρF  
ωd  
24,3⋅0,533  
45,81⋅10−6  
=
= 282730 >104  
Ref =  
νf  
Cheá ñoä chaûy roái  
0,25  
⎛
⎞
Prf  
Prw  
Nuf = 0,021 Re0f ,80 Prf0,43  
εl  
⎜
⎜
⎟
⎟
PTTC:  
⎝
⎠
= 0,021.2827300,8.0,650,43.1,05 = 420  
L
10  
Vì  
=
= 18,7  
neân heä soá εl = 1,05  
(Baûng 8.1)  
d
0,533  
− 2  
4,84 ⋅10  
λf  
= 420  
= 38,1W m2K  
α = Nuf  
Do ñoù  
0,533  
d
Bài 4: (nhö 10.37)  
OÁng daãn khí noùng d = 500 mm, ñaët ngoaøi trôøi, gioù thoåi ω = 2 m/s xieân goùc  
60o. Nhieät ñoä moâi tröôøng tf = 30 oC, nhieät ñoä BM oáng tw = 470 oC. Tính toån thaát  
nhieät /1 m oáng.  
Giaûi:  
KTXÑ d = 0,5 m  
NÑXD tf = 30 oC  
λf = 2,7 ×10−2 W mK  
νf = 16 ×10−6 m2 s  
Pr = 0,701  
f
2 ⋅ 0,5  
−6  
ωd  
4
=
= 6,25 ⋅10  
Ref =  
16 ×10  
νf  
Ñoái vôùi khoâng khí, khi Re > 103  
6,25⋅104  
0,6 ⋅0,93 =171,86  
)
Nu = 0,245Re0,6 εψ  
= 0,245  
(
2,7 ⋅10−2  
λ
= 171,86  
= 9,28 W m2K  
α = Nu  
0,5  
d
Toån thaát nhieät do ñoái löu  
Q = απdL(t – t )  
= 9,28 . π . 0,5 . 1.(470 – 30) = 6411 W  
ñl  
w
f
 Bài 5 (10.42)  
Chuøm oáng song song goàm 8 haøng, d = 60 mm, nhieät ñoä trung bình cuûa  
doøng khoùi tf = 600 oC, toác ñoä ôû choã heïp nhaát w = 8 m/s. Nhieät ñoä trung bình cuûa  
vaùch tw = 120 oC. Tính heä soá α cuûa chuøm oáng trong 2 tröôøng hôïp:  
a. Goùc va  
ψ = 90 o  
ψ = 60 o  
b. Goùc va  
Giaûi:  
TSVL cuûa khoùi ôû tf = 600 oC  
νf = 93,61×10−6 m2 s  
λf = 7,42 ×10−2 W mK  
Pr = 0,62  
Prw = 0,69  
f
8 × 0,06  
93,61⋅10−6  
ωd  
=
= 5127,7 > 1⋅103  
Ref =  
νf  
Neáu goùc va ϕ = 90 o thì  
Nuf = 0,22Re0f ,65 Prf0,36  
λf  
PTTC cho haøng oáng thöù 3:  
0,25  
0,25  
⎛
⎞
Prf  
Prw  
0,62  
0,69  
⎛
⎜
⎞
= 0,22 ⋅5127,70,65 ⋅ 0,620,36  
= 46,5  
⎜
⎜
⎟
⎟
⎟
⎠
⎝
⎠
⎝
0,0742  
0,06  
= 57,5 W m2K  
α3 = Nuf  
= 46,5  
d
ƒ Khoâng khí:  
Nuf = 0,194Re0f ,65 = 50  
sai soá laø 7,5%  
HSTN trung bình cuûa chuøm 8 daõy oáng :  
0,6α3 + 0,9α3 +  
(
8 − 2 α3  
)
= 0,9375α3 = 53,9 W m2K  
α90 =  
8
Khi goùc va ψ = 60 o: Tra baûng 8.5 tìm ñöôïc εψ = 0,94.  
= 53,9× 0,94 ≈ 50,7 W m2K  
αψ = α90 × εψ  
Do ñoù  
pdf 11 trang myanh 25080 Free
Download
Bạn đang xem tài liệu "Bài tập ôn tập chương Đối lưu cưỡng bức môn Truyền nhiệt và thiết bị trao đổi nhiệt", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_tap_on_tap_chuong_doi_luu_cuong_buc_mon_truyen_nhiet_va.pdf