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 download by : skknchat@gmail.com Bài TRUYỀN NHIỆT ĐỐI LƯU BÁO CÁO THÍ NGHIỆM: I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THƠ: Bảng STT t1 t2 t3 t4 10 11 12 13 II KẾT QUẢ TÍNH TỐN: Bảng STT Các đ t t t download by : skknchat@gmail.com t Vng = t 10 11 12 13 t tN = ≈ Vtr t S tm= tC= ∆ t= t Vtr 14 15 Bảng Các thông số vật lý Nước CPN (J/kg chảy (W/mK ống ( 106 (m2 10 (Ns/m2 vtr.103 download by : skknchat@gmail.com (N Nước CPC (J/k ngưng C tụ (W C (k C (m C (N CPS (J/k S (W S (k P rS.10-3 ( Hơi nước bão hòa Bảng STT Q Q Bảng download by : skknchat@gmail.com Các đại lượng Trao Pr đổi nhiệt PrVtr phía nước Re chảy Gr NuN ống ( N)TT hay ( tr)TT, W/m2 K ( N)TT hay ( tr)TT, W/m2 K Trao đổi ( C) TT, W/m2 nhiệt K phía ( C) TN, nước W/m2 ngưng K tụ (NuC) 10-5 TT Truyề download by : skknchat@gmail.com Q= n nhiệt Q1, W tổng Tlog, quát K KTT, W/m2 K KTN, W/m2 K K’TT, W/m2 K K’TT/ KTT III ĐỒ THỊ: Dựa vào kết tính tốn bảng vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ sau: Nu N NuN = f(Re) Ktt = f(Re) download by : skknchat@gmail.com download by : skknchat@gmail.com K IV BÀN LUẬN Ở Nhận xét kết thơ 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 lại, chênh lệch nhiệt độ không 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 (t2, 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 cịn 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 dịng nước lạnh nhận Ở thí nghiệm này, tổn thất nhiệt tổng cộng (αN )TT Hệ số cấp nhiệt phía→ nước ngồi ống Dựa vào đồ thị (αC )TN KTN chế 1/2, ẳ, ẵ Cỏc giỏ tr tớnh tốn hệ số cấp nhiệt phí nước ống hệ số cấp nhiệt phía nước ngưng tụ ngồi ống nhỏ giá trị thực nghiệm Vì ta giả sử bỏ qua mát nhiệt trình trao đổi nhiệt trình tiến hành thí nghiệm ln ln tồn tổn thất nhiệt mức độ khác Tuy nhiên, giá trị hệ số truyền nhiệt tổng quát tính tốn thức nghiệm lại có khác biệt chế độ Điều giải thích sai số lúc thao tác thí nghiệm làm trịn số tính tốn 2.5 Nhận xét ảnh hưởng nhiệt trở thành ống (δλ ) V V Hệ số truyền nhiệt tổng quát KTT= Hệ số truyền nhiệt có kể đến ảnh hưởng nhiệt trở thành ống δV / λV K 'tt = đến ảnh hưởng nhiệt trở thành ống lớn hệ số truyền nhiệt tổng quát Tuy nhiên, ta thấy Vậy kết luận, nhiệt trở thành ống có ảnh hưởng khơng đáng kể theo khoảng cách vủa vạch chảy tràn vị trí cao ống dẫn nước lạnh 2.6 Nhận xét độ tin cậy kết thí nghiệm, ước lượng sai số nêu nguyên nhân dẫn đến sai số a Độ tin cậy kết thí nghiệm download by : skknchat@gmail.com Độ tin cậy kết thí nghiệm khơng cao Vì thí nghiệm u cầu phải tiến hành chế độ truyền nhiệt ổn định Có nghĩa thơng số đo tính toán theo truyền nhiệt ổn định Nhưng thực tế, trình truyền nhiệt diễn chế độ không ổn định Mặt khác, cấp nhiệt bão hịa nên bị ngưng tụ phần trình di chuyển đến buồng trao đổi nhiệt Chưa kể, lúc thí nghiệm có sai số người thí nghiệm chọn sai thời điểm ổn định để đo đại lượng hệ thống hoạt động có vấn đề b Ước lượng sai số ( N)TT ( N)TN Sai số ( C)TT ( C)TN Sai số KTT KTN Sai số Ở bảng N, ta thấy s - giá trị tính tốn Ngược lại, Ở bảng c →- Ở bảng K, sai số lúc âm lúc dương không → Mức độ tinNhìntưởngchungcủa thícácnghiệmgiátrịsaikhásố thấpgiữa tính tốn thực tế lớn - giá trị thực nghiệm Những nguyên nhân dẫn đến sai số - Cácgiácùngtrịhiệnlúctrên đồng hồ số dao động nhanh → đọc giá trị không - Giá trị N tính tốn chế độ chảy màng (Re < 2300), nhiên thí nghiệm này, chế độ “1” “1 ½” lại chế độ chuyển tiếp (2300 < Re < 10 000) download by : skknchat@gmail.com - Do hệ thống hoạt động không ổn định - Sai số trình vận hành, đọc thơng số thí nghiệm - Sai số q trình tính tốn, tra bảng … download by : skknchat@gmail.com V PHỤ LỤC Tính tốn cho bảng - Chuyển đổi đơn vị nhiệt độ, áp suất, tính tốn lưu lượng nước to C= o (t F−32) PSI =0.069 ¯¿ at =0.981 ¿¯ - Các giá trị áp suất đo qua áp kế P3 xác định nhiệt độ ts theo bảng tra cứu trình thiết bị học – truyền nhiệt – truyền khối - Lưu lượng thể tích: V GV = t V thể tích nước đo (m3) t thời gian đo (s) - Lưu lượng khối lượng V G=GV ρ= t ρ Tính tốn cho bảng Các thơng số vật lý tham gia q trình tính tốn gồm có - Các thơng số vật lý nước chảy ống: CPN, , , v, , Pr, , Vtr Được xác định nhiệt độ trung bình nước chảy ống: tN = t + t 22 t ≈t Riêng Vtr xác định nhiệt độ Vtr Vng - Các thông số nước ngưng tụ áp suất thí nghiệm CPC, C, C, vC, C, CPS, S, S, PrS, Prvtr Các thông số có chữ “c” xác định nhiệt độ trung bình tm= ts+tVng Các thơng số có chữ “s” xác định nhiệt độ ts Các thơng số có chữ “vng” xác định nhiệt độ xác định nhiệt độ tVng - Các thông số vật lý nước bão hịa áp suất thí nghiệm rs xác định nhiệt độ ts nước bão hịa download by : skknchat@gmail.com 3.Tính tốn cho bảng - Nhiệt lượng Q1 tính theo cơng thức (1) - Nhiệt lượng Q2 tính theo cơng thức (2) - Tổn thất nhiệt: ∆ Q=Q2−Q1 - Tỷ lệ tổn thất nhiệt: ∆ Q(%)= Q ×100% Q 4.Tính tốn cho bảng Các thơng số tính tốn theo cơng thức ∆ download by : skknchat@gmail.com VI TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] V P Isachenco, V A Osipova, A S Sukomel, “Heat transfer”, Moscow, 1977 [2] Phạm Văn Bơn, Nguyễn Đình Thọ, “Q trình thiết bị truyền nhiệt”, ĐHBK Tp HCM, 1992 [3] Hồng Đình Tín, “Truyền nhiệt tính tốn thiết bị trao đổi nhiệt” ĐHBK Tp HCM, 1996 download by : skknchat@gmail.com ... 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 lại, chênh lệch nhiệt độ khơng q lớn ( t ~ 20) Vì chế độ thí nghiệm “0” đối lưu nhiệt. .. cấp nhiệt phí nước ống hệ số cấp nhiệt phía nước ngưng tụ ngồi ống ln nhỏ giá trị thực nghiệm Vì ta giả sử bỏ qua mát nhiệt trình trao đổi nhiệt trình tiến hành thí nghiệm ln ln tồn tổn thất nhiệt. .. thực tế, trình truyền nhiệt diễn chế độ khơng ổn định Mặt khác, cấp nhiệt bão hịa nên bị ngưng tụ phần trình di chuyển đến buồng trao đổi nhiệt Chưa kể, lúc thí nghiệm có sai số người thí nghiệm