Đang tải... (xem toàn văn)
fffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffnc
4 Tường ngồi kho lạnh có kết cấu hình vẽ 1-Vữa tô trát, δ1=4cm, λ1=0,78W/(m.K)W/(m.K) 2-Gạch, δ2=20cm, λ2=0,8W/(m.K)W/(m.K) 3-Vữa tô trát, δ3=3cm, λ1=0,75W/(m.K)W/(m.K) 4-Lớp vật liệu cách nhiệt stiropor, δ4=20cm 5W/(m.K)-Vữa xi măng, δ5W/(m.K)=4cm, λ1=0,76W/(m.K)W/(m.K) Nhiệt độ kho lạnh -20oC, khơng khí ngồi trời có nhiệt độ 37oC, độ ẩm tương đối 6W/(m.K)0% Hãy: 1) Tính hệ số truyền nhiệt K truyền qua tường ? (nếu biết hệ số cấp nhiệt phía khơng khí kho lạnh 10W/(m2.K) Hệ số cấp nhiệt phía khơng khí ngồi trời tự chọn hợp lý) 2) Tính lượng nhiệt bị tổn thất qua tường, biết tường cao 4m, dài 12m? 3) Tính kiểm tra tượng đọng sương bề mặt tường? GIẢI: 1) Chọn hệ số cấp nhiệt phía khơng khí ngồi: α ng=5 W /m2 độ ⇒ K F= 1 = =0,156 W /m2 độ 1 δ 1 0,04 0,7 0,03 0,2 0,04 + +Σ + + + + + + α tr α ng λ 10 0,78 0,8 0,75 0,035 0,76 (Với hệ số cấp nhiệt stiropor lớp λ 4=0,035W /m độ) 2) Lượng nhiệt bị tổn thất qua tường: Q=K F × F ×∆ t=0,156 × 12× × ( 37− (−20 ) )=426,953 W 3) Tính kiểm tra nhiệt độ đọng sương bề mặt tường: Ta có: t ng=37 ℃ , φ=0,6 ⇒ tra t đs=27,5℃ , d= 0,24 kg , kgkkk I =89 kJ /kgkkk Cho thiết bị truyền nhiệt Vỏ –ng, dòng nóng chuyển động theo chặng phía vỏ, dòng lạnh chuyển động theo chặng phía ống Dòng nóng nước có nhiệt độ đầu 1400C, nhiệt độ cuối 8W/(m.K)00C, lưu lượng 1,8W/(m.K)T/h Dòng lạnh dung dịch muối có nồng độ 15W/(m.K)% (kl) có nhiệt độ đầu 5W/(m.K)0 0C, nhiệt độ cuối 900C, Hãy: Chọn cách bố trí dòng chảy hợp lý, vẽ sơ đồ thiết bị biểu diễn biến thiên nhiệt độ dòng lưu chất? Tính lưu lượng dunh dịch muối đun nóng? Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt cần thiết biết hệ số truyền nhiệt K = 8W/(m.K)00(w/m2.K)? GIẢI: 1) 2) C ddm =C2 =0,85× C H O=0,85 × 4200=3570 J /kg độ Q=G C2 ( t '2 −t '2' )= 1800 × 4200 × ( 140−80 ) =126000W 3600 ⇒ G 1= Q 126000 = =0,8824 kg/ s ' '' C ( t 1−t ) 3570 ×(90−50) 3) t :140 ℃ → 80 ℃ t :90 ℃ ← 50 ℃ ⇒ ∆ t 1=140−90=50℃ , ∆ t 2=80−50=30 ℃ ⇒ ∆ t log = ∆ t 1−∆t 50−30 = =39,15 ℃ ∆ t1 50 ln ln 30 ∆ t2 Diện tích bề mặt truyền nhiệt: F= Q 126000 = =4,023 m K ∆ t log 800× 39,15 12 Buồng đốt nồi cô đặc gián đoạn có tổng diện tích bề mặt truyền nhiệt 8W/(m.K)m Dung dịch KNO3 cô đặc từ 10% (KL) đến 40%(KL) với suất sản phẩm 1,8W/(m.K) tấn/mẻ Hãy : 1) Tính lượng đốt (hơi nước bão hịa P=2kg/cm 2) cần cấp cho buồng đốt để đun nóng dung dịch từ 30oC đến 70oC, lượng nhiệt tổn thất 3% so với nhiệt lượng hữu ích? 2) Tính thời gian đun nóng dung dịch, biết hệ số truyền nhiệt giai đoạn đun nóng dung dịch 6W/(m.K)00W/(m2.K)? GIẢI: x 1800 ×0,4 c 1) Gđ =Gc x = 0,10 =7200 kg /s đ C đ =0,9 C H O=0,9 × 4200=3780 J /kg độ ⇒ Q D=G đ Cđ ( t 2−t )=7200 × 3780× ( 70−30 )=1,09.10 W Hơi đốt nước bão hòa áp suất P=2kg/cm3 Tra t D =120,23 ℃ , r D=2202kJ / kg Lượng đốt: G D= Q+Qtt 1,09 109 ×1,03 = =509,85 kg rD 2202.103 2) t D :120,23 ℃ → 120,23℃ t dd : 70℃ ←30 ℃ ⇒ ∆ t 1=120,23−70=50,23 ℃ , ∆t 2=120,23−30=90,23℃ ⇒ ∆ t log = ⇒ t= ∆ t 2−∆t 90,23−50,23 = =68,29 ℃ ∆ t2 90,23 ln ln 50,23 ∆ t1 Q 1,09.109 ×1,03 = =3425 s=0,9514 h K ∆ t log F 600× ×68,29 23 Một máy lạnh bơm nhiệt dùng R134a sử dụng để đun nóng nước Bơm nhiệt làm việc chế độ sau: to=-5W/(m.K)oC, tqn=5W/(m.K)oC, tk=5W/(m.K)5W/(m.K)oC, tql=5W/(m.K)0oC Hãy: 1) Dựng chu trình lạnh giản đồ logp-h (ở mặt sau tờ đề thi) tính qo, qk, l? 2) Tính Qk Nđc biết QoMN=8W/(m.K)0KW 3) Toàn lượng nhiệt Qk sử dụng để đun nóng nước Hãy cho biết lượng tiết kiệm so với trường hợp đun nóng nước trực tiếp điện? GIẢI: 1) h3 =h4 =270 kJ /kg h1=405 kJ /kg h2 =445 kJ /kg q 0=h1 −h4 =405−270=135 kJ / kg q k =h 2−h3=445−270=175 kJ /kg l=h2−h1=445−405=40 kJ /kg 2) Lưu lượng nén qua máy nén QMN 80 m= = =0,5926 kg/ s q 135 ⇒ Qk =m× qk =0,5926 ×145=103,75 kW T0 −5+273 =0,8121 Hiệu suất thị: ηi =0,001.t + =0,001 × (−5 ) + TK 55+273 Hệ số lạnh: ε = q0 135 = =3 , 37 l 40 Công nén đoạn nhiệt: N s =m× l=0,5926 ×30=23,704 kW N s 23,704 =29,1885 kW Cơng suất thị: N i= = ηi 0,8121 Bỏ qua công ma sát: N ms=0 kW ⇒ N e =N i (Cơng hữu ích) Chọn động có suất gấp 1,2 lần cơng hữu ích ⇒ N đc =1,2 × N e =1,2 × N i =1,2× 29,1885=35 kW Chọn động có suất 35W/(m.K)Kw 3) Năng lượng đun điện: Q=m C N ∆ t=0,5926 × 4200× ( 55− (−5 ) )=149,3 kW Năng lượng tiết kiệm được: ∆ Q=Q−Q k =149,3−103,75=45,55 kW 25W/(m.K) Cho máy lạnh nén cấp dùng NH để làm lạnh nước từ 15oC đến 5oC với lưu lượng 1,2 T/h Thiết bị ngưng tụ vỏ - ống nằm ngang giải nhiệt nước tuần hồn Khơng khí vào tháp làm nguội nước có nhiệt độ 30oC, độ ẩm tương đối 75% Hãy: 1/ Chọn chế độ làm việc cho máy lạnh? 2/ Dựng tính chu trình lạnh ? 3/ Tính nhiệt tải thiết bị ngưng tụ ? (biết toàn suất lạnh máy nén sử dụng hoàn toàn cho việc làm lạnh nước nêu trên) GIẢI: 1) Chọn thông số chế độ làm việc: Chọn ∆ t k =5 ℃ Ta có: t kk =30 ℃ φ=0,75 ⇒ Tra nhiệt độ bầu ướt t =25 ℃ Chọn nhiệt độ nước vào qua tháp giải nhiệt: t w 1=t +4=25+ 4=29 ℃ Nhiệt độ nước ra: t w 2=t w 1+6=29+6=35 ℃ Nhiệt độ ngưng tụ: t k =t w 2+ ∆ t k =35+5=40 ℃ Do môi chất NH3 ⇒chọn ∆ t qn=5 ℃ , ∆ ql=3 ℃ Chọn nhiệt độ bay t 0=t f −5=5−5=0℃ Ta có: t 0=0 ℃ t k =40℃ t ql =37 ℃ ∆ t qn=5 ℃ 2) Dựng tính chu trình lạnh 1200 Q 0=G C ∆ t= × 4200 × ( 15−5 )=140 kW 3600 Ta có: h3 =h4 =650 kJ /kg h1=1750 kJ / kg h2 =1950 kJ /kg Năng suất lạnh: q 0=h1 −h4 =1750−650=1100 kJ /kg Nhiệt thải: q k =h 2−h3=1950−650=1300 kJ /kg Công nén riêng: l=h2−h1=1950−1750=20 kJ /kg Lưu lượng nén: m= Q 140 = =0,127 kg /s q0 1100 ⇒ Q k =m× qk =0,127 ×1300=165,1kW Hệ số lạnh: ε = q0 1100 = =5,5 l 200 T0 273 =0,001 ×0+ =0,8722 TK 40+ 273 Cơng nén đoạn nhiệt: N s =m× l=200 ×0,127=29,122 kW Ns 25,4 =29,122 kW Công nén thị: N i= = ηi 0,8722 3) Nhiệt tải thiết bị ngưng tụ: Qk =165,1kW Hiệu suất thị: ηi =0,001.t +