BÁO cáo THÍ NGHIỆM QUÁ TRÌNH THIẾT bị đối lưu NHIỆT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ MƠN Q TRÌNH - THIẾT BỊ BÁO CÁO THÍ NGHIỆM QUÁ TRÌNH - THIẾT BỊ ĐỐI LƯU NHIỆT Bài TRUYỀN NHIỆT ĐỐI LƯU BÁO CÁO THÍ NGHIỆM: I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THƠ: Bảng ST Các đại lượng đo Vị trí chảy tràn (inch) T 10 11 12 13 t1 (oC) t2 (oC) t3 (oC) t4 (oC) Nhiệt độ theo T3 (oF) Nhiệt độ theo T2 (oF) Áp suất theo P3 (PSI) Áp suất theo P2 (PSI) Lượng nước ngưng (ml) Thời gian đo lượng nước ngưng (s) Nhiệt độ nước ngưng t (oC) Lượng nước chảy ống (ml) Thời gian đo nước chảy ống (s) 31 99 79 95 210 230 11 10 39 60 77 540 60 1 /4 29 98 70 96 210 240 11 11.5 14 60 77 540 60 /2 29 99 48 81 210 220 11 11 21 60 41 720 60 /4 1 1/4 1/2 29 97 54 94 210 240 11 12 17 60 64 450 30 29 99 51 95 210 240 11 12 21 60 70 560 30 29 95 46 90 210 240 11 12 17 60 64 510 40 29 97 47 89 210 240 11 12 12 65 57 630 30 II KẾT QUẢ TÍNH TỐN: Bảng ST Các đại lượng Vị trí chảy tràn (inch) T đo 10 11 t1 (oC) t2 (oC) t3 (oC) t4 (oC) t'C (oC) PS (bar) tS (oC) 31 99 79 95 77 1.74 116.05 55 97 97 106.52 /4 29 98 70 96 77 1.74 116.05 49.5 97 97 106.52 /2 29 99 48 81 41 1.74 116.05 38.5 90 90 103.02 /4 1 1/4 1/2 29 97 54 94 64 1.74 116.05 41.5 95.5 95.5 105.77 29 99 51 95 70 1.74 116.05 40 97 97 106.52 29 95 46 90 64 1.74 116.05 37.5 92.5 92.5 104.27 29 97 47 89 57 1.74 116.05 38 93 93 104.52 96.525 42 8.872 0.6213 12 13 14 15 96.525 47.5 8.895 0.2230 78.525 51.5 11.914 0.3336 90.025 54 14.875 0.2707 93.025 57 18.522 0.3345 90.025 55 12.663 0.2703 86.525 55 20.853 0.1762 Bảng Các thông số vật lý Vị trí chảy tràn (inch) Nước chảy ống CPN (J/kg.K) .102 /4 /2 /4 1 1/4 1/2 4.1783 4.1764 4.1744 4.1747 4.1745 4.1742 4.1743 64.36 63.45 62 64.57 63.38 62.16 62.08 (W/mK)  (kg/m3 ) .106 (m2 /s) .104 (1/K) .103 985.73 0.5137 4.9 988.295 992.815 0.5607 0.6798 3.935 3.135 991.67 0.6434 4.495 992.25 0.6611 4.6 993.18 0.6928 3.225 993 0.6862 3.18 (Ns/m2 ) Pr vtr.103 0.5064 0.5541 0.67495 0.638 0.656 0.6881 0.6814 3.288 3.647 4.544 4.125 4.321 4.621 4.582 0.30775 0.306 4.1939 4.1912 68.401 68.395 954.155 954.339 2.8069 2.8143 2.67825 2.68575 4.2119 4.2119 68.430 68.430 962.845 1.642 1.702 2212.8 962.845 1.646 1.688 2212.8 0.293 0.293 0.3165 0.29785 0.293 (Ns/m2 ) Nước CPC (J/kg.K) 4.200 4.200 4.1858 4.1939 4.1964 C.10 ngưng 68.349 68.349 68.430 68.366 68.349 (W/mK) tụ C (kg/m3 ) 955.8155 955.815 953.232 955.262 955.815 C.107 2.8727 2.8727 2.7703 2.8508 2.8727 (m2 /s) C.104 2.74575 2.74575 2.64075 2.72325 2.74575 (Ns/m2) CPS (J/kg.K) 4.2119 4.2119 4.2119 4.2119 4.2119 S.10 68.430 68.430 68.430 68.430 68.430 (W/mK) S (kg/m3 ) 962.8449 962.845 962.845 962.845 962.845 PrS 1.687 1.687 1.615 1.671 1.686 Prvng 1.511 1.511 1.735 1.5891 1.511 -3 Hơi rS.10 (J/kg) 2212.804 2212.8 2212.8 2212.8 2212.8 nước bão hòa Bảng ST T Nhiệt lượng, tổ thất nhiệt Q1 (W) Q2 (W) Q (W) Q (%) 1779.3 1425.7 -353.6 -19.87 /4 1523.1 511.8 -1011.3 -66.40 Vị trí chảy tràn (inch) /2 /4 944.9 790.7 -154.3 -16.33 1552.5 628.5 -924.0 -59.52 1701.0 772.6 -928.5 -54.58 1/4 1/2 898.6 627.7 -270.9 -30.14 1566.8 411.7 -1155.2 -73.73 Bảng Các đại lượng Côn g Trao Pr thức Tra PrVtr bảng Tra Re Gr bảng (11) (12b NuN ) (12), (N)TT (13) (12), hay (13) đổi nhiệt phía nước chảy ống (tr)TT, /4 Vị trí chảy tràn (inch) /2 /4 1 1/4 1/2 3.288 3.647 4.544 4.125 4.321 4.621 4.582 1.511 1.511 1.735 1.5891 1.511 1.702 1.688 1616 1481 1629 2151 2605 1698 2824 971141 976161 2049327 1562689 918069 1541181 1576538 9.911 10.091 11.398 12.116 20.241 11.699 22.015 462.210 463.980 512.093 566.923 929.619 526.981 990.337 1602.70 1213.06 694.147 1087.65 1129.02 618.100 1077.76 6324.29 6324.29 5902.92 6217.75 6324.29 6033.39 6061.81 W/m2 K (N)TT hay (tr)TT, W/m2 Trao K (C) TT, (16) đổi W/m2 nhiệt phía K (C) TN, nước W/m2 ngưng K (NuC) tụ Truyề n nhiệt Q1, W Tlog, tổng quát 0 2472.98 887.737 1002.92 1010.51 1340.09 880.769 590.144 (17) 5644.29 5644.29 5261.96 5547.79 5644.29 5380.56 5406.36 (1) 1779.26 1523.05 944.925 1552.47 1701.04 898.587 1566.84 57.764 64.389 77.161 73.846 75.517 78.242 77.703 430.73 432.27 471.21 519.55 810.48 484.65 851.26 1165.32 894.880 463.301 795.349 852.185 434.490 762.868 430.584 432.120 471.039 519.339 809.968 484.465 850.694 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 (7) -5 10 Q= TT K KTT, (10) (19) W/m2 K KTN, (9) W/m2 K K’TT, W/m2 K K’TT/ KTT (20) III ĐỒ THỊ: Dựa vào kết tính tốn bảng vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ sau:  NuN = f(Re) Nu=f(Re) 25.000 Nu_N 20.000 15.000 10.000 5.000 0.000 1616 1481 1629 2151 2605 1698 2824 Re  Ktt = f(Re) Ktt=f(Re) 900.00 800.00 700.00 600.00 Ktt 500.00 400.00 300.00 200.00 100.00 0.00 1616 1481 1629 2151 Re Các mối tương quan so sánh:  (N)tt (N)TN 2605 1698 2824 (alphaN)TT & (alphaN)TN 1800.000 1600.000 1400.000 alpha 1200.000 (alphaN) tt (alphaN) TN 1000.000 800.000 600.000 400.000 200.000 0.000 1/4 1/2 3/4 1 1/4 1/2 Chế độ thí nghiệm  (C)tt (C)TN (alphaC)TT & (alphaC)TN 7000.000 6000.000 alpha 5000.000 4000.000 (alphaC)tt (alphaC)TN 3000.000 2000.000 1000.000 0.000 1/4 1/2 3/4 Chế độ thí nghiệm  Ktt KTN 1 1/4 1/2 Ktt & Ktn 1400.00 1200.00 1000.00 K 800.00 Ktt Ktn 600.00 400.00 200.00 0.00 1/4 1/2 3/4 1 1/4 1/2 Chế độ thí nghiệm IV BÀN LUẬN Nhận xét kết thô Ở chế độ thí nghiệm “0”, “1/4”, chênh lệch nhiệt độ đầu vào (t 1) nhiệt độ đầu (t3) lớn (t > 40) Còn chế độ cịn lại, chênh lệch nhiệt độ khơng q lớn (t ~ 20) Vì chế độ thí nghiệm “0” đối lưu nhiệt tự nhiên nên chênh lệch nhiệt độ động lực chuyển động dòng lưu chất Nhiệt độ thành đầu vào (đầu dưới) đầu (đầu trên) ống (t 2, t4) chế độ thí nghiệm khơng thay đổi nhiều Ở chế độ thí nghiệm “0”, lượng nước ngưng lớn nhiều so với chế độ thí nghiệm lại Nhận xét, đánh giá bàn luận kết tính tốn 2.1 Giải thích thí nghiệm với vị trí chảy tràn mức “0” mà nước ống chảy 2.2 Nhận xét mức độ tổn thất nhiệt Theo lý thuyết, trường hợp có tổn thấy nhiệt lượng nhiệt tỏa nước ngưng tụ lớn lượng nhiệt dòng nước lạnh nhận Ở thí nghiệm này, tổn thất nhiệt tổng cộng 