BÁO cáo THÍ NGHIỆM môn NHIỆT ĐỘNG kỹ THUẬT

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG CƠ KHÍ KHOA NĂNG LƯỢNG NHIỆT BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MÔN NHIỆT ĐỘNG KỸ THUẬT Họ và tên sinh viên thực hiện MSSV Mã lớp thí nghiệm Lớp Nhiệt Người hướng dẫn Hà Nội, tháng 4 năm 2022 BÀI 1 PHÂN TÍCH NHIỆT ĐỘNG CHU TRÌNH LẠNH VÀ BƠM NHIỆT CỦA THIẾT BỊ 1 Mục đích thí nghiệm Giải thích nguyên lý hoạt động của bơm nhiệt sử dụng chu trình nén hơi Nắm vững và xác định một số thông số đặc trưng của chu trình Các thông số đo áp suất P0, Pk nhiệt độ T0, Tk, Xây dựng chu trình trê.

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG CƠ KHÍ KHOA NĂNG LƯỢNG NHIỆT BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MƠN NHIỆT ĐỘNG KỸ THUẬT Họ tên sinh viên thực hiện: MSSV: Mã lớp thí nghiệm: Lớp: Nhiệt Người hướng dẫn: Hà Nội, tháng năm 2022 BÀI 1: PHÂN TÍCH NHIỆT ĐỘNG CHU TRÌNH LẠNH VÀ BƠM NHIỆT CỦA THIẾT BỊ Mục đích thí nghiệm:  Giải thích nguyên lý hoạt động bơm nhiệt sử dụng chu trình nén  Nắm vững xác định số thông số đặc trưng chu trình: Các thơng số đo áp suất P0, Pk nhiệt độ T0, Tk,…  Xây dựng chu trình đồ thị LgP-h  Tính tốn cân nhiệt, xác định hệ số làm lạnh ε, hệ số bơm nhiệt φ theo chu trình so sánh với giá trị tính thơng qua phép đo trực tiếp, giải thích lí khác biệt  Đánh giá hiệu lượng trình tương ứng Tổng quan bơm nhiệt:  Máy bơm nhiệt (Heat pump ) thiết bị hoạt động theo nguyên lý Nhiệt động lực học nhằm mục đích vận chuyển nhiệt lượng từ môi trường sang môi trường khác  Một máy bơm nhiệt thông thường cho phép nhiệt lượng di chuyển theo chiều cố định từ “nóng” sang “lạnh” ngược lại, ví dụ lò sưởi, tủ lạnh Loại máy bơm nhiệt cho phép điều chỉnh lựa chọn chiều nhiệt lượng gọi Máy bơm nhiệt thuận nghịch  Ưu điểm máy bơm nhiệt: + Sử dụng lượng hiệu quả, tiết kiệm điện lên đến 75% -80% so với phương pháp sản xuất nước nóng khác + Có khơng khí có nước nóng, khơng phụ thuộc vào thời tiết nắng, mưa, + + + + gió, tuyết làm nóng nước thời tiết An tồn bảo vệ môi trường, không gây ô nhiễm Vận hành tự động, tiết kiệm chi phí vận hành Khơng sử dụng điện đốt trực tiếp Hệ thống dành cho hộ gia đình có cơng suất sản xuất nước nóng nhỏ hơn, phục vụ cho hộ, gia đình … + Cơng suất lớn cung cấp trung tâm nước nóng, phục vụ ăn uống cho khách sạn, nhà cao tầng, nhà máy, bệnh viện, chung cư, trung tâm thể thao, bể bơi, sân vườn v.v … + Sử dụng nước nóng với chi phí thấp nhất, giảm chi phí tối đa cho hệ thống + Thiết bị nhập từ nước hàng đầu giới + Sự giám sát chặt chẽ từ chuyên gia cao cấp giới Mô tả thiết bị chu trình:  Thiết bị gồm phận chính: Máy nén,dàn ngưng (còn gọi thiết bị ngưng tụ), thiết bị tiết lưu (van tiết lưu) dàn bay (cịn gọi thiết bị hóa hơi) mắc nối tiếp với Máy nén hút bão hòa khô sau khỏi thiết bị bay có áp suất P1 nén lên áp suất cao P2,, áp suất cao, nhiệt độ cao qua thiết bị ngưng tụ nhả nhiệt cho nước ngưng tự thành tráng thái lỏng, lỏng khỏi thiết bị ngưng tụ đưa đến van tiết lưu, qua van tiết lưu trở thành ẩm có áp suất P0, ẩm đưa vào thiết bị bay nhận nhiệt từ khơng khí trở thành bão hồ khơ sau lại máy nén hút bắt đầu thực chu trình  Các thiết bị phụ gồm có: Bình chứa cao áp, mắt gas, quạt, máy bơm, cảm biến nhiệt, rơ le bảo vệ áp suất cao, đồng hồ đo áp suất nhiệt độ mơi chất, hình hiển thị lưu lượng, hình hiển thị nhiệt độ, đồng hồ đo cơng suất điện Trình tự thí nghiệm  Tìm hiểu sơ đồ thiết bị thí nghiệm, chức nguyên lí làm việc cá      thiết bị Bật máy Bật bơm, chờ phút ổn định ghi số liệu Bật quạt, chờ phút ổn định ghi số liệu Bật máy nén, chờ phút ổn định ghi số liệu Kể từ lần bật máy nén, phút lần ghi số liệu lần đo vào bảng ( Nhiệt độ điểm, áp suất đầu vào đầu máy nén, công suất điện )  Khi máy chạy đến lúc thông số ổn định dừng đo - Tắt máy nén, tắt quạt, tắt bơm Thí nghiệm xử lí số liệu  Sơ đồ nguyên lý  Nhiệt độ giai đoạn xác định sau: + T1: Nhiệt độ môi chất khỏi máy nén trạng thái nhiệt + T2: Nhiệt độ môi chất khỏi bình ngưng trạng thái lỏng bão hồ + T3: Nhiệt độ môi chất khỏi van tiết lưu trạng thái bão hoà ẩm + T4: Nhiệt độ môi chất khỏi dàn bay trạng thái bão hồ     khơ + T5: Nhiệt độ nước vào bình ngưng + T6: Nhiệt độ nước khỏi bình ngưng + T7: Nhiệt độ khơng khí vào dàn bay ( Bị hỏng khơng đo được) + T8: Nhiệt độ khơng khí khỏi dàn bay Áp suất đầu vào máy nén P1 dư Áp suất đầu máy nén P2 dư Công suất điện: L Bảng số liệu Thời gian 10h Q T1 T2 T3 T4 T5 T6 T8 P4 P1 26.9 25.3 25.4 25 29.1 24.5 25 4.3 46.3 -7.2 28.9 28 19.3 1.3 6.7 -4.7 23 28.9 28.9 18.6 1.4 -3.5 23 29 29.6 18.9 1.6 -2.7 23 29.1 29.8 18.6 1.6 -2.0 23 29.3 30.2 18.3 1.7 -1.6 23 29.3 30.4 17.7 1.7 -1.4 23 29.4 30.6 17.7 1.7 -1.1 23 29.3 30.7 18.1 1.8 -1 23 29.4 30.9 18.3 1.8 7.1 29.5 30.9 18.1 1.8 7.1 10h05 124.6 10h10 124.6 10h15 124.7 10h20 124.7 10h25 124.7 10h30 124.7 10h35 124.8 10h40 124.8 10h45 124.8 10h50 124.9 81.2 31.6 -0.9 24 10h55 124.9 81.6 31.8 -0.7 24 29.5 31.1 18.2 1.8 7.2 11h 124.9 -0.7 24 29.6 31.1 18.6 1.8 7.2 11h05 124.9 -0.6 24 29.6 31.1 18 1.8 7.2 11h10 125 -0.6 24 29.6 31.2 18.1 1.8 7.2 29.6 31.2 18.4 1.9 7.2 29.6 31.1 18.3 1.8 7.2 58.6 64 69.7 72.6 75.8 77.6 79.3 80 81.2 82.5 82.9 28.1 23 29.3 30.1 30.3 30.8 30.9 31.2 31.2 31.5 31.6 31.9 31.7 11h15 125.0 83.2 31.9 -0.6 24 11h20 125.0 83.3 31.8 -0.6 24 11h25 125.0 83.4 31.9 -0.5 24 Xây dựng đồ thị lgP – h:  Trong đó:  Q trình 4-1 q trình nén đoạn nhiệt máy nén  Quá trình 1-2 trình thải nhiệt đẳng áp bình ngưng  Quá trình 2-3 trình tiết lưu van tiết lưu đẳng enthanpy 29.6 31.2 18.4 1.8 7.2  Quá trình 3-4 trình nhận nhiệt dàn bay  Mặt khác, ta có: Mơi chất lạnh sử dụng là: R12 Chú ý: Do áp suất đo áp suất dư nên tính tốn cần cộng thêm áp suất khơng khí (pkk= bar ) Hệ thống ổn định Q 125.0 T1 83.4 T2 31.9 T3 -0.5 T4 24.2 T5 29.6 T6 31.2 Điểm nút 4: T4 = 24.2 oC ,P4 = 2.8 bar, tra đồ thị i4 = 367,87 (kj/kg) Điểm nút 1: T1 = 83,4 oC ,P1 = 8,2 bar, tra đồ thị i1 = 401,12 (kj/kg) Điểm nút 2: T2 = 31.9 oC ,x = , tra đồ thị i2 = 230.56 (kj/kg) Điểm nút 3: Đẳng entanpy, i3 = i2 =230,56 (kj/kg) Công máy nén lnén= i1 –i4 = 33.25 T8 18.4 P4 1.8 P1 7.2 Nhiệt suất nhiệt nhận từ dàn lạnh q34 = i4 - i3 = 137.31 Nhiệt suất nhiệt thải cho nước q12 = i2 – i1 = -170.56 Vậy: Hệ số làm lạnh : ε = q34 / lnén = 4.13 Hệ số bơm nhiệt : φ = ε+1= 5.13 BÀI TÌM HIỂU SƠ ĐỒ CƠNG NGHỆ VÀ CHU TRÌNH CỦA BƠM NHIỆT ỨNG DỤNG TRONG SẤY LẠNH 1.Mục đích thí nghiệm  Hiểu sơ đồ thiết bị, cấu tạo, nguyên lí hoạt động  Hiểu rõ trình chu trình bơm nhiệt  So sánh chu trình bơm nhiệt sấy lạnh đun nước nóng 2.Tổng quan sấy lạnh Trong đời sống, để bảo quản loại lương thực, thực phẩm, để tránh tác nhân gây hại nấm mốc, vi khuẩn ta cần phải sấy trước đem lưu trữ phân phối thị trường Thực chất sấy trình tách nước khỏi vật cần sấy đến độ ẩm định mà độ ẩm tác nhân gây hại nấm mốc, vi khuẩn phát triển Qua bảo quản lâu dài mà giữ lại đặc tính, mùi vị, hương vị ban đầu Có hai biện pháp sấy sấy nóng sấy lạnh Sấy nóng biện pháp tách nước khỏi vật cần sấy điều kiện nhiệt độ cao để nước bay hết ngồi ví dụ hệ thống sấy than trước đưa vào lò Tuy nhiên loại lương thực, thực phẩm sấy nhiệt độ cao làm thay đổi đặc tính, hương vị Vì cần phải sử dụng đến biện pháp sấy lạnh Sấy lạnh phương pháp sấy sử dụng chu trình ngược chiều để khử ẩm tác nhân sấy dung tác nhân sấy để tách ẩm khỏi vật cần sấy Tác nhân sấy thường khơng khí Nguyên lý hoạt động  Nguyên lý hoạt động máy sấy lạnh giống máy lạnh thông thường Nó khác mục đích sử dụng bơm nhiệt máy lạnh Máy lạnh dung nguồn lạnh thiết bị bay để giảm nhiệt độ môi trường, bơm nhiệt lại sử dụng nhiệt dàn ngưng tụ Nhưng hai loại có thiết bị giống  Máy sấy lạnh có tác nhân sấy xử lý tách ẩm trước vào buồng sấy Nguyên tắc tách ẩm tác nhân sấy sử dụng dàn lạnh máy lạnh đển làm giảm nhiệt độ tác nhân sấy nhiệt độ điểm sương để bốc nước khơng khí ẩm ngưng tụ thành nước lấy Phần tác nhân sấy sau tách ẩm gia nhiệt lại dàn nóng máy lạnh tiếp tục đưa vào buồng sấy thực q trình sấy  Tóm lại, sở phương pháp thực cách giảm độ ẩm tương đối khơng khí để tạo chênh lệch áp suất nước khơng khí tác nhân sấy Bằng cách náy độ ẩm tách khỏi tác nhân sấy ngồi khơng khí Khi làm lạnh khơng khí thiết bị trao đổi nhiệt xuống thấp nhiệt độ đọng sương, bão hịa ẩm ngưng tụ tách ngồi khơng khí Khơng khí sau qua dàn nóng sấy khô vật liệu Mô tả thiết bị chu trình:  Hệ thống gồm thiết bị chính: Máy nén, bình ngưng, dàn ngưng phụ, van tiết lưu, dàn bay Máy nén Bình ngưng (nằm máy nén) Dàn ngưng phụ (trái) dàn bay (phải) Van tiết lưu Van tiết lưu Các thiết bị phụ gồm có: Bình chứa cao áp, mắt gas, bơm nước, quạt hút, đường ống dẫn, màng lọc khí, liếc, ống xả nước ngưng, tháp giải nhiệt, bồn nước, bảng điều khiển Quạt hút Màng lọc khí Tháp giải nhiệt Bồn chứa nước Tấm liếc Chu trình bơm nhiệt máy sấy lạnh Chu trình mơi chất lạnh: Máy nén nén đoạn nhiệt môi chất lên nhiệt độ cao áp suất cao Môi chất máy nén, vào bình ngưng: mơi chất giải nhiệt ống nước, sau qua van tiết lưu 1, qua dàn bay máy nén Môi chất máy nén, vào dàn ngưng phụ: mơi chất giải nhiệt khơng khí, qua van tiết lưu 2, qua dàn bay máy nén Môi chất qua dàn bay hơi, nhiệt độ thấp, khơng khí qua nước bị ngưng tụ lại, làm giảm độ ẩm khơng khí, mơi chất nhận nhiệt từ khơng khí nên bay tiếp tục vào máy nén theo chu trình Chu trình nước giải nhiệt: Nước nóng từ bình ngưng dẫn qua tháp giải nhiệt làm hạ nhiệt độ, sau bơm bình ngưng tiếp tục chu trình giải nhiệt cho mơi chất Chu trình khơng khí: Khơng khí qua phin lọc, qua dàn bay khơng khí khử ẩm truyền nhiệt cho mơi chất, với nhiệt độ thấp, sau khơng khí qua dàn ngưng phụ giải nhiệt phần cho mơi chất, cuối qua quạt miệng gió đưa đến buồng sấy  ...BÀI 1: PHÂN TÍCH NHIỆT ĐỘNG CHU TRÌNH LẠNH VÀ BƠM NHIỆT CỦA THIẾT BỊ Mục đích thí nghiệm:  Giải thích nguyên lý hoạt động bơm nhiệt sử dụng chu trình nén  Nắm vững xác... giải thích lí khác biệt  Đánh giá hiệu lượng trình tương ứng Tổng quan bơm nhiệt:  Máy bơm nhiệt (Heat pump ) thiết bị hoạt động theo nguyên lý Nhiệt động lực học nhằm mục đích vận chuyển nhiệt. .. cao, đồng hồ đo áp suất nhiệt độ mơi chất, hình hiển thị lưu lượng, hình hiển thị nhiệt độ, đồng hồ đo cơng suất điện Trình tự thí nghiệm  Tìm hiểu sơ đồ thiết bị thí nghiệm, chức nguyên lí làm