Bài tập môn Quá trình và thiết bị truyền nhiệt
Bài tập QTTB 2: Quá trình và thiết bị truyền nhiệt
Bài số 1
Một thiết bị truyền nhiệt loại ống lồng ống, dùng để làm lạnh một lưu thể với lưu lượng
bằng G=3600kg/h. Nhiệt dung riêng Cp=3900J/kg.độ. Nhiệt độ đầu của lưu thể tđ=80
C, nhiệt độ cuối tc= 30C. Hỏi lượng nhiệt Q cần trao đổi là bao nhiêu.
Bài số 2
Xác định hiệu số nhiệt độ trung bình tb của thiết bị truyền nhiệt khi bố trí lưu thể chuyển
động cùng chiều và ngược chiều. Biết rằng lưu thể 1: nhiệt độ t1đ=300C, t1c=200C.
Lưu thể 2: t2đ=25C, t2c=275C.
Bài số 3
Một thiết bị truyền nhiệt có hiệu số nhiệt độ trung bình là 54C. Hệ số 1= 250W/m2độ,
2= 100W/m2độ. ống truyền nhiệt bằng thép có chiều dày =3mm. Hệ số dẫn nhiệt
=50 W/m.độ . Bề mặt truyền nhiệt là 25m2. Hỏi lượng nhiệt Q trao đổi là bao nhiêu?
Bài số 4
Bề mặt truyền nhiệt là bao nhiêu để làm lạnh dung dịch có nhiệt độ t1d= 80C xuống đến
t1c= 40C với năng suất G= 7200 kg/h. Nhiệt dung riêng của dung dịch Cp= 4500J/kg.độ.
Môi chất làm lạnh có nhiệt độ đầu t2d= 20C và nhiệt độ cuối t2c= 50C. Hệ số truyền
nhiệt K=320W/m2độ. Bố trí lưu thể chuyển động ngược chiều nhau.
Bài số 5
Xác định bề mặt truyền nhiệt F của thiết bị ngưng tụ hơi benzen năng suất 3100 kg/h. ẩn
nhiệt ngưng tụ của hơi r= (95,5 x 4190) J/kg. Nhiệt độ của hơi benzen là 80C. Dùng
nước để làm lạnh, nhiệt độ đầu của nước tnd= 16C và nhiệt độ cuối của nước tnc= 40C.
Hệ số truyền nhiệt K=550W/m2độ.
Bài số 6
Bề mặt truyền nhiệt F và lượng nước G2 cần dùng là bao nhiêu để làm lạnh dung dịch có
nhiệt độ t1d= 90C xuống đến t1c= 45C với năng suất G1= 9000 kg/h. Nhiệt dung riêng
của dung dịch Cp= 3350J/kg.độ. Môi chất làm lạnh có nhiệt độ đầu t2d= 25C và nhiệt độ
cuối
t2c= 45C , nhiệt dung riêng của nước CPn=4190j/kgđộ. Hệ số truyền nhiệt
K=290W/m2độ. Bố trí lưu thể chuyển động ngược chiều nhau.
Bài số 7
Xác định nhiệt lượng trao đổi do bức xạ nhiệt giữa hai bức tường có bề mặt là 1 m2.
Nhiệt độ của một tường là 127C và nhiệt độ của tường kia là 27C. Một tường bằng
thép =0,8, một tường bằng đồng =0,2. Hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối C0 =
5,7W/m2 ( 0K)4.
Bài số 8
Xác định nhiệt lượng trao đổi do bức xạ nhiệt giữa hai bức tường có bề mặt là 1 m2.
Nhiệt độ của một tường là 257C và nhiệt độ của tường kia là 27C. Một tường bằng
thép =0,79, một tường bằng đồng =0,22. Hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối C0 =
5,7W/m2 ( 0K)4.
Bài số 9
Một thiết bị truyền nhiệt có thành dày 1 mm, chiều dày lớp bảo ôn 2 mm. Chất lỏng
chảy bên trong thiết bị có nhiệt độ t1. Bên ngoài lớp bảo ôn có nhiệt độ t5 (nhiệt độ môi
trường). Tính nhiệt độ ở mặt tường trong t2, giữa tường và lớp bảo ôn t3 và mặt ngoài lớp
bảo ôn t4.
Cho 1 = 5 mm ; 2 = 50 mm ;
Hệ số dẫn nhiệt thép th = 40 kcal/mhđộ ; lớp bảo ôn b = 0,1 kcal/mhđộ;
Hệ số cấp nhiệt : phía nước 1 = 200 kcal/m2hđộ;
phía không khí 2 = bx+đl = 9 kcal/m2hđộ.
Bài số 10
Dùng nhiệt của sản phẩm Cracking để làm nóng dầu mỏ qua thiết bị trao đổi nhiệt. Tính
hiệu số nhiệt độ trường hợp xuôi chiều và ngược chiều. Cho nhiệt độ đầu và cuối của sản
phẩm Cracking tff = 300 C, tc = 200 C và của dầu mỏ t1 = 25 C và t2 = 175 C.
Bài số 11
Tính lượng nước lạnh cần thiết và bề mặt truyền nhiệt của thiết bị gia nhiệt loại ống
chùm, để làm lạnh khí nitơ từ nhiệt độ t1đến t2. Nước làm lạnh có nhiệt độ tđ, tc, khối
lượng riêng của nitơ N = 1,25 kg/m3, của nước n = 1000 kg/m3, nhiệt dung của nitơ C =
0,25 kcal/kgđộ, của nước 1 kcal/kgđộ. Hệ số truyền nhiệt K = 60 kcal/m2hđộ. Năng suất
tính theo khí nitơ m m3/h.
Bài số 12
Để làm lạnh m kg Toluen trong bể chứa từ nhiệt độ 105 C xuống 25 C, người ta dùng
gia nhiệt ống xoắn có bề mặt truyền nhiệt F m2. Nước lạnh chảy trong ống xoắn có nhiệt
độ đầu 13 C và nhiệt độ trung bình cuối 18,8 C. Tính lượng nước lạnh chảy trong ống
và thời gian làm lạnh. Biết hệ số truyền nhiệt K = 220 kcal/m2hdộ, nhiệt dung của Toluen
là 0,43 kcal/kgđộ, hiệu số nhiệt độ trung bình của hai lưu thể ttb = 36,4 C; cho m =
1400 kg, F = 3,2 m2.
Bài số 13
Khí amoniak ở nhiệt độ 95 C thổi qua thiết bị gia nhiệt với lưu lượng m kg/h và ngưng
tụ ở 30 C. Tính lượng nướnc lạnh cần thiết để ngưng tụ amoniak có nhiệt độ 95 C, nếu
hiệu số nhiệt độ giữa hai lưu thể bé nhất là 5 C, nhiệt độ đầu của nước lạnh tđ. Tính
lượng nước cần thiết và nhiệt độ trung bình của hai lưu thể. Biết hàm nhiệt của khí
amoniak ở 95 C là 393 kcal/kg và ở 30 C là 350 kcal/kg, của amoniak lỏng ở 30 C là
77 kcal/kg. Cho m = 200 kg/h, tđ = 15 C.
Bài số 14
Xác định vận tốc dòng nước chảy trong ống tương ứng áp suất p1 = 114,8 . 103N/m2 và p2
= 117, 3. 103 N/m2. Biết áp suất thuỷ tĩnh trong ống dẫn ptt = 1,15 at.
Bài số 15
Tính lưu lượng của 10 m cột nước ở 20oC chảy qua lỗ ở đáy bình. Biết rằng trong quá
trình chảy, mực nước ở trong bình luôn cố định. Lỗ ở đáy bình có đường kính 0,1m.
Dòng chảy qua lỗ có hệ số thắt dòng = 0,64 và trở lực = 0,06.
Bài số 16
Tường một lò đốt gồm 2 lớp: Lớp gạch chịu nhiệt dầy 500mm; lớp gạch thường dầy 250
mm. Nhiệt độ bên trong lò: 13000C, bên ngoài lò 250C. Hãy xác định:
a, Tổn thất nhiệt trên 1m2 bề mặt tường lò
b, Nhiệt độ trên lớp giới hạn giữa 2 lớp gạch
Cho biết: Hệ số cấp nhiệt từ khói lò đến tường lò 1=34,8W/m2 0C; từ tường lò vào
không khí xung quanh 2=16,2W/m2 0C; Hệ số dẫn nhiệt của lớp gạch chịu nhiệt
1=1,16W/m0C, của lớp gạch thường 2=0,58W/m0C
Bài số 17
Trong 1 thiết bị ngưng tụ gián tiếp kiểu ống chùm thẳng đứng để ngưng tụ hơi Benzen
(C6H6) ở áp suất thường thành lỏng ở cùng nhiệt độ : 80,10C, năng suất 1000kg/h. Hơi
Benzen đi ngoài ống từ trên xuống. Nước lạnh đi trong ống từ dưới lên có nhiệt độ t2d =
220C, t2c = 320C.
Hãy xác định:
a, Hiệu số nhiệt độ trung bình TB của quá trình?
b, Lượng nước lạnh G2, biết ẩn nhiệt ngưng tụ của hơi Benzen ở áp suất thường
r= 395,7 kj/kg, nhiệt dung riêng của nước lạnh C= 4,18 kj/kg 0C.
Bài số 18
Hãy xác định bề mặt truyền nhiệt của 1 thiết bị đun nóng gián tiếp bằng hơi nước bão hoà
nhiệt độ t1=1350C = nhiệt độ của nước ngưng tụ Glyxêrin năng suất 1500kg/h được đun
từ nhiệt độ
t2d= 180C đến t2c = 90 0C. Cho biết hệ số truyền nhiệt của thiết bị K= 274,12 W/m2 0C.
Nhiệt dung riêng của Glyxêrin C2= 2,55 kj/kg 0C.
3 trang
20320
Free
Bạn đang xem tài liệu "Bài tập môn Quá trình và thiết bị truyền nhiệt", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_tap_mon_qua_trinh_va_thiet_bi_truyen_nhiet.doc
