C. TRẢ LỜI CÂU HỎI LÍ THUYẾT Câu 1: Mục đích bài thí nghiệm ? - Làm quen với thiết bò truyền nhiệt dạng ống lồng ống, các dụng cụ đo nhiệt độ và lưu lượng lưu chất. - Xác đònh hệ số truyền nhiệt trong quá trình truyền nhiệt giữa hai dòng lạnh nóng được ngăn cách bởi vách ngăn kim loại ở các chế độ chảy khác nhau. - Thiết lập cân bằng nhiệt lượng. Câu 2 : Các thông số cần đo ? - Lưu lượng dòng nóng - Lưu lượng dòng lạnh - Nhiệt độ dòng nóng, lạnh tại các vò trí can thiết Câu 3: Trình tự thí nghiệm? - Mở van 1A thật từ từ ( chỉ xoay một góc khoảng 30 0 ) - Đóng van 11. Từ từ mở van 1C cho nước vào đầy bồn chứa, sau đó khoá van và đậy nắp bồn chứa lại. - Mở cầu dao nguồn, bật công tắc Nguồn trên hộp điê khiển lên - Bật công tắc gia nhiệt lên. Đèn hoạt động màu đỏ sáng,. Cụm gia nhiệt hoạt động - Sau khi nước trong gia nhiệt sôi ( khoảng từ 30 – 60 phút ), công tắc gia nhiệt tự động ngắt, lúc đó bắt đầu làm thí nghiệm - Mở van 3, bấm nút chạy của Bơm ( màu xanh ), đèn hoạt động của bơm ( màu đỏ) sáng. Bơm ly tâm hoạt động và bơm nước tuần hoàn. - Chờ cho hệ thống ổn đònh, mở một trong các cặp van tương ứngL: 4/8, 5/9, 6/10. Điều chỉnh cặp van 2, 3 để điều chỉnh lưu lượng dòng nóng và chỉnh van 7 để điều chỉnh lưa lượng dòng lạnh theo yêu cầu. Chỉ số lưa lượng được đọc trên lưu lượng kế. - Chờ khoảng 5 – 10 phút, khi quá trình đã ổn đònh, ấn và giũ một nút ( màu vàng ) cần thiết trong bồn nút trên hộp điều khiển để có nhiệt độ tại vò trí tương ứng. - Sau khi đo xong tất cả các thông số cần thiết, tắt công tắc Gia nhiệt, tiếp thep tắt Bơm, tắt công tắc nguồn CB. Mở nắp bồn gia nhiệt cho nước nguội bớt. Khoá tất cả các van lại. Đợi khi nước đã nguội rồi mở van 11 để xả hết nước trong bồn chứ gia nhiệt. Câu4 :Thí nghiệm ống lồng ống có phải là thiết bò truyền nhiệt kiểu vỏ ống không? TBTN ống lồng ống hay còn gọi là thiết bò truyền nhiệt kiểu ống kép và thuộc kiểu vỏ ống Câu5: Chỉ rõ đường đi của dòng nóng trong hệ thống ? Dòng nóng đi từ bồn chứa gia nhiệt Bơm van 2 van 4 van 5 van 6 đi trong ống B2 đi trong ống B1 Bồn chứa gia nhiệt van 3 Lưu lượng kế nóng đi trong ống A Câu 6: Chỉ rõ đường đi của dòng lạnh trong hệ thống thiết bò thí nghiệm ? Dòng lạnh dược cấp khi mở van 1B tiếp theo đi qua van 7 đi đến lưu lượng kế dòng lạnh đi ngồi ống A Theo ống dẫn xả ra ngoài đi ngoài ống B1đi ngoài ống B2 van 10 van 9 van 8 Lưu lượng kế dòng lạnh Câu 7: Ưu và nhược điểm của thiết bò truyền nhiệt ống lồng ống? Ưu điểm: đơn giản trong chế tạo, có thể nối các ống với nhau bằng mặt bích, sắc co hay hàn, có thể tiêu chuan háo năng suất nhiệt cho từng đoạn cơ bản. Thích h7ọp cho cả hai lưu chất đều làm việc ở áp suất cao. Nhược điểm: cồng kềnh, khó làm sạch bên ngoài ống. Năng suất thấp. Câu 8: Hãy cho biết các phương thức truyền nhiệt cơ bản? Trong bài thí nghiệm sử dụng phương thức truyền nhiệt nào? Các phương thức truyền nhiệt trong bài: - Dẫn nhiệt - Đối lưu nhiệt - Bức xạ nhiệt Trong bài này sư dụng hai phương thức truyền nhiệt: dẫn nhiệt và đối lưu nhiệt Câu 9:Vẽ và giải thích sơ đồ cơ chế truyền nhiệt giữa hai lưu chất qua vách ngăn ở bài thí nghiệm ống lồng ống? t 1 1 t t 1 t 2 v v t 2 2 t log t t v Sơ đồ phân bố nhiệt độ khi truyền nhiệt giữa lưu chất qua vách ngăn Giải thích : truyền nhiệt xảy ra trong khi có sự chênh lệch về nhiệt. Vì vậy ở bài này nếu coi t 1 là nhiệt độ của dòng nóng đi vào trong ống và t 2 là nhiệt nhiệt độ ở bên ngoài ống ( qua vách) Nhiệt t 1 truyền đến vách (thành ống) và mất nhiệt là ∆t 1 =t 1 -t v1 ở vách 1 có nhiệt đo là t v1 Khi qua vách có nhiệt đo là t v2 và ra đến dòng lạnh là t 2 kho đó nhiệt giảm đi là ∆t 2 = t v1 -t 2 ngược lại cũng có sự truyền nhiệt từ dòng lạnh cho dòng nóng nếu ta coi dòng lạnh là t 1 và dòng nóng có nhiệt là t 2 Câu 10: Viết phương trình cân bằng nhiệt lượng? Giải thích các thông số và cho biết đơn vò đo của chúng? Phương trình cân bằng nhiệt lượng Q G C t t G C t t V V R V = − = − 1 1 1 2 2 2 2 2 ( ) ( ) G G 1 2 , : Lưu lượng dòng nóng và dòng lạnh (kg/s) C C 1 2 , : Nhiệt dung riêng của lưu chất (J/kg.độ) t t V V1 2 , : Nhiệt độ vào của dòng nóng ,lạnh ( 0 C ) t t R R1 2 , : Nhiệt độ ra của dòng nóng ,lạnh ( 0 C ) Câu 11: Ý nghóa vật lí của hệ số truyền nhiệt K 1 ? Công thức tính? Giải thích các thông số và cho biết đơn vò đo của chúng? K L : Hệ số truyền nhiệt dài.τ K d d d d d L tr ng tr ng b b = + + + ∑ Π Γ 1 1 2 1 1 2 α λ α .ln d d ng t , : đường kính ngoài và đường kính trong của ồng truyền nhiệt . λ : hệ số dẫn nhiệt của của kim loại làm ống. d b : đường kính lớp bẩn. Câu 12: Viết phương trình truyền nhiệt?giải thích các thông sồ và cho biết đơn vò của chúng? Q K t L L = . . log ∆ Với L: chiều dài ống m ∆t log Chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit, 0 C K L : Hệ số truyền nhiệt dài, đơn vò W/m. 0 C Câu 13: nh hưởng của chế độ chảy đến quá trình truyền nhiệt? Giải thích? Từ thuỷ lực học ta đã biết có hai chế độ chuyển động phổ biến là chay tầng và chảy rối. - Nhiệt lượng truyền đi theo phương vuông góc với bề mặt vách. Trước tiên được thực hiện bằng sự dẫn nhiệt qua lớp biên chảy tầng và sau đó tăng cường bởi sự xáo trộn của các phần tử chuyển động rối bên trong. Tốc độ càng tăng thì chiều dày lớp biên càng mỏng. - Nhiệt của lớp chất lỏng chảy tầng lớn hơn chảy rối rất nhiều do đó cường độ toả nhiệt khi chảy rối lớn hơn chảy rất nhiều, tốc độ cằng tăng thì nhiệt trở lớp biên càng giảm. Do đó truyền nhiệt càng tốt. Câu 14: Phân biệt quá trình truyền nhiệt ổn đònh và không ổn đònh? - Truyền nhiệt ổn đònh: nhiệt độ chất tải nhiệt chỉ thay đổi theo không gian và không thay đổi theo thời gian t= (x,y,z), thường được tiến hahành liên tục. - Truyền nhiệt không ổn đònh: nhiệt đô chất tải nhiệt thay đổi theo cả thời gian và không gian t= f (τ, x,y,z), thường tiến hành gián đoạn. Câu 15: Nêu các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số cấp nhiệt α? - Bản chất của môi trường truyền nhiệt - Chế độ chảy tầng hay chảy rối. - Kích thước hình học, vật liệu, cấu trúc bề mặt, nhiệt độ, áp suất… Câu 16: So sánh hiệu quả của quá trình truyền nhiệt xuôi chiều và ngược chiều? - Quá trình truyền nhiệt ngược chiều: đạt hiệu quả tốt hơn (hai dòng đi ngược chiều nên hầu hết các cấu tử được tiếp xúc với nhau và có thời gian truyền nhiệt lâu hơn) - Quá trình xuôi chiều kém hơn do có 2 dòng truyền đi và tiếp xúc với nhau không đều, vận tốc chúng cũng không đều do vậy truyền nhiệt kém. . 1 2 2 2 2 2 ( ) ( ) G G 1 2 , : Lưu lượng dòng nóng và dòng lạnh (kg/s) C C 1 2 , : Nhiệt dung riêng của lưu chất (J/kg.độ) t t V V1 2 , : Nhiệt độ vào của dòng nóng ,lạnh ( 0 C ) t t R R1 2 ,. dòng lạnh là t 2 kho đó nhiệt giảm đi là ∆t 2 = t v1 -t 2 ngược lại cũng có sự truyền nhiệt từ dòng lạnh cho dòng nóng nếu ta coi dòng lạnh là t 1 và dòng nóng có nhiệt là t 2 Câu 10: Viết. truyền nhiệt giữa hai lưu chất qua vách ngăn ở bài thí nghiệm ống lồng ống? t 1 1 t t 1 t 2 v v t 2 2 t log t t v Sơ đồ phân bố nhiệt độ khi truyền nhiệt giữa lưu chất qua vách ngăn Giải thích