ĐÁNH GIÁ các hệ số TRUYỀN vận TƯƠNG QUAN CÔNG NGHỆ

MODELLING IN TRANSPORT PHENOMENA CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ CÁC HỆ SỐ TRUYỀN VẬN: TƯƠNG QUAN CƠNG NGHỆ NHĨM 3: PHÙNG THỊ CẨM VÂN LOGO TRIỆU QUANG TIẾN NGUYỄN TRỌNG HẢI LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com NỘI DUNG 4.1 MỞ ĐẦU 4.2 DÒNG CHẢY QUA BẢN PHẲNG 4.3 DỊNG CHẢY QUA HẠT HÌNH CẦU ĐƠN 4.4 DỊNG CHẢY NGANG QUA TRỤ ĐƠN 4.5 DÒNG CHẢY TRONG ỐNG DẪN TRÒN 4.6 DÒNG CHẢY TRONG TẦNG CỐ ĐỊNH LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.1 MỞ ĐẦU  Đa số vấn đề công nghệ không giải lý thuyết mà thường giải thực nghiệm, thường biểu diễn dạng tương quan công nghệ;  Các tương quan công nghệ thường bị giới hạn hình dạng, cấu trúc thiết bị, điều kiện biên loại vật chất  kết thường sai số;  Tương quan công nghệ thể số hạng không thứ nguyên sau: f =f(Re) Nu = Nu(Re,Pr) Sh = Sh(Re,Sc) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.1 MỞ ĐẦU  Trong chương trình bày số mối tương quan lực, lượng truyền chất cho cấu trúc hình học khác sử dụng để tính tốn lực, tốc độ truyền nhiệt, tốc độ truyền đối điều kiện ổn định  Để đánh giá số hạng không thứ nguyên cần biết trước ước tính tính chất vật lý dịng lưu chất tỷ trọng, độ nhớt: Tỷ trọng/Độ nhớt = f (T, P)  Sử dụng đại lượng nhiệt độ/nồng độ tham chiếu: nhiệt độ/nồng độ khối nhiệt độ/nồng độ màng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.1 MỞ ĐẦU  NHIỆT ĐỘ/NỒNG ĐỘ KHỐI  Đối với dòng chảy ống, nhiệt độ/nồng độ khối vị trí ống nhiệt độ/nồng độ trung bình ống lưu chất ống đồng Tb v TdA   c  v dA A n A n v cdA    v dA A b n (4.1-1) A n Vận tốc theo hướng dịng chảy  Đối với vật thể chìm hồn tồn chất lỏng, nhiệt độ/nồng độ khối nhiệt độ/nồng độ dòng chất lỏng Tb  T cb  c (4.1-2) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.1 MỞ ĐẦU  NHIỆT ĐỘ/NỒNG ĐỘ MÀNG  Nhiệt độ màng Tf nồng độ màng cf giá trị trung bình giá trị nhiệt độ/nồng độ khối nhiệt độ/nồng độ bề mặt (thành) Tb  T cb  c Tf  c f  2 (4.1-3) Trong đó: Tf/cf Nhiệt độ/nồng độ màng Tb/cb Nhiệt độ/nồng độ khối T/c Nhiệt độ/nồng độ bề mặt LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com NỘI DUNG 4.1 MỞ ĐẦU 4.2 DÒNG CHẢY QUA BẢN PHẲNG 4.3 DÒNG CHẢY QUA HẠT HÌNH CẦU ĐƠN 4.4 DỊNG NGANG QUA TRỤ ĐƠN 4.5 DÒNG TRONG ỐNG DẪN TRÒN 4.6 DÒNG TRONG TẦNG CỐ ĐỊNH LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.2 DÒNG CHẢY QUA BẢN PHẲNG  Xét phẳng treo dòng lưu chất  Chuẩn số Rex xv  xv Re x    v (4.2-1) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.2 DÒNG CHẢY QUA BẢN PHẲNG Bảng 4.1: Giá trị hệ số ma sát f, chuẩn số Nusselt, chuẩn số Sherwood trường hợp dòng chảy qua phẳng CHẾ ĐỘ CHẢY TẦNG CHẾ ĐỘ CHẢY RỐI fx 0,664 Rex-1/2 (A) 0,0592 Rex-1/5 (D) Nux 0,332 Rex1/2 Pr1/3 (B) 0,0296 Rex4/5 Pr1/3 (E) Shx 0,332 Rex1/2 Sc1/3 (C) 0,0296 Rex4/5 Sc1/3 (F) Rex  5.105 5.105 < Rex < 107 0,6  Pr  60 0,6  Sc  3.000 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.2 DỊNG CHẢY QUA BẢN PHẲNG  Tính tốn Hệ số ma sát trung bình khu vực xảy chảy tầng chảy rối  < xc < L L  xc   f  f dx  f dx     x x xc turb  lam L  0 (4.2-2)  Thay giá trị x giá trị Rex vào (4.2-2) Re L  Rec   f  f d Re  f d Re     x x x x Rec turb lam  Re L  0 (4.2-3) Trong đó: xc v v Lv ReL  v Rec  Giá trị Re vị trí xét Giá trị Re theo chiều dài phẳng 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.5 DÒNG CHẢY TRONG ỐNG DẪN TRÒN CÁC VẤN ĐỀ CƠNG NGHỆ  CHẾ ĐỘ CHẢY RỐI  Tính tốn D thông qua P Q  Sắp xếp lại PT (4.5-6) : Với :  Thay PT (4.5-21) vào vế trái PT (4.5-9) thay PT (4.5-10), (4.5-23) f=0,01 vào vế phải (4.5-9) ta được:  Các bước tính tốn:  Xác định N theo PT (4.5-22);  Thay Y vào PT(4.5-24) xác định Đường kính ống dẫn D 57 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.5 DÒNG CHẢY TRONG ỐNG DẪN TRÒN TƯƠNG QUAN TRUYỀN NHIỆT  CHẾ ĐỘ CHẢY TẦNG  Tương quan Sieder-Tate (1936):  Phạm vi áp dụng:  Nếu L/D : Nu = 3,66 58 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.5 DÒNG CHẢY TRONG ỐNG DẪN TRÒN TƯƠNG QUAN TRUYỀN NHIỆT  CHẾ ĐỘ CHẢY RỐI  Xét cho trường hợp nhiệt độ bề mặt nhiệt qua bề mặt không đổi  Tương quan Dittus-Boelter (1930): Nu = 0,023 Re4/5 Prn  Các thơng số tính tốn nhiệt độ khối Tb  n = 0,4 Gia nhiệt n = 0,3 Làm lạnh  Phạm vi áp dụng: 0,7  Pr  160 ; Re  10.000; L/D  10 59 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.5 DÒNG CHẢY TRONG ỐNG DẪN TRÒN TƯƠNG QUAN TRUYỀN NHIỆT  CHẾ ĐỘ CHẢY RỐI  Tương quan Sieder-Tate (1936): Nu = 0,027 Re4/5 Pr1/3 (µ/µ)0,14  (4.5-27)  Các thơng số trừ µ xét nhiệt độ khối Tb  Phạm vi áp dụng: 0,7  Pr  16.700 ; Re  10.000; L/D  10 Tương quan Whitaker Nu = 0,015 Re0,83 Pr0,42 (µ/µ)0,14 (4.5-28)  Các thơng số trừ µ xét nhiệt độ khối Tb  Phạm vi áp dụng: 2.300  Re  105 ; 0,48  Pr  592; 0,44  µ/µ  2,5 60 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.5 DÒNG CHẢY TRONG ỐNG DẪN TRÒN TƯƠNG QUAN TRUYỀN NHIỆT  Tính tốn tốc độ truyền nhiệt Trong đó: TLM Nhiệt độ trung bình logarit 61 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.5 DÒNG CHẢY TRONG ỐNG DẪN TRÒN TƯƠNG QUAN TRUYỀN KHỐI  CHẾ ĐỘ CHẢY TẦNG  Xét trường hợp nồng độ bề mặt không đổi  Tương quan  Phạm vi áp dụng: 62 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.5 DÒNG CHẢY TRONG ỐNG DẪN TRÒN TƯƠNG QUAN TRUYỀN KHỐI  CHẾ ĐỘ CHẢY RỐI  Tương quan Gilliland-Sherwood Sh = 0,023 Re0,83 Sc0,44   Phạm vi áp dụng: 2.000  Re  35.000 ; 0,6  Sc  2,5 Tương quan Linton-Sherwood Sh = 0,023 Re0,83 Sc1/3  Phạm vi áp dụng: 2.000  Re  70.000 ; 0,6  Sc  2.500 63 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.5 DÒNG CHẢY TRONG ỐNG DẪN TRÒN DÒNG CHẢY TRONG ỐNG DẪN KHƠNG TRỊN  Các hệ số f, Nu, Sh có giá trị vị trí mặt cắt có dạng trịn;  Sử dụng Khái niệm “Đường kính thủy lực tương đương Dh “   Flow area Dh    Wetted perimeter   D ρ Reh  h μ  16  fh     Re  h (4.5-36) (4.5-37) (4.5-38)  phụ thuộc vào dạng hình học hệ thống 64 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com NỘI DUNG 4.1 MỞ ĐẦU 4.2 DÒNG CHẢY QUA BẢN PHẲNG 4.3 DỊNG CHẢY QUA HẠT HÌNH CẦU ĐƠN 4.4 DỊNG NGANG QUA TRỤ ĐƠN 4.5 DÒNG TRONG ỐNG DẪN TRÒN 4.6 DÒNG TRONG TẦNG CỐ ĐỊNH 65 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.6 DÒNG CHẢY TRONG TẦNG CỐ ĐỊNH TƯƠNG QUAN HỆ SỐ MA SÁT  Định nghĩa hệ số ma sát tầng cố định, fpb f pb    DP P     v 02 L Trong đó: (4.6-1)  Độ xốp DP Đường kính hạt vo Vận tốc bề mặt tỷ lệ tốc độ lưu lượng thể tích tổng diện tích mặt cắt ngang tầng cố định Chuẩn số Re định nghĩa sau Re pb  DP vo   1  (4.6-2) 66 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.6 DÒNG CHẢY TRONG TẦNG CỐ ĐỊNH TƯƠNG QUAN HỆ SỐ MA SÁT  Chế độ chảy tầng: Tương quan Kozeny-Carma f pb   150 Re pb (4.6-3) Chế độ chảy rối: Tương quan Burke-Plummer f pb 1, 75  Re pb  10 Re pb  1.00 (4.6-4) Chế độ chảy tầng chảy rối: Tương quan Ergun (1952) f pb  150  1,75 Re pb (CT 4.6-5) 67 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.6 DÒNG CHẢY TRONG TẦNG CỐ ĐỊNH TƯƠNG QUAN TRUYỀN NHIỆT  Định nghĩa Chuẩn số Nusselt tầng cố định Nu pb    h  DP  k 1  (4.6-7) Tương quan Whitaker (1972) Nu pb  0, 4Re1/pb2  0, 2Re 2pb/  Pr 0,4 (4.6-6)  Tất tính chất tính tốn điều kiện nhiệt độ trung bình lưu chất  Phạm vi áp dụng: 3,7  Repb  8.000 ; 0,34    0,74 Pr  0,7 68 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.6 DÒNG CHẢY TRONG TẦNG CỐ ĐỊNH TƯƠNG QUAN TRUYỀN NHIỆT  Tính tốn tốc độ truyền nhiệt  Q  av V  h TLM (4.6-8) Trong đó: V Tổng thể tích tầng cố định av Diện tích bề mặt đặc kín đơn vị thể tích xác định 6(1   ) av  DP 69 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.6 DÒNG CHẢY TRONG TẦNG CỐ ĐỊNH TƯƠNG QUAN TRUYỀN KHỐI  Tương quan Dwivedi-Upadhyay (1977):  jM pb  0, 765 0,365  (Repb )0,82 (Repb )0,386 (4.6-10) k  jM pb   c  Sc /  vo  D v  Re*pb  P o    Sử dụng cho pha khí pha lỏng tầng phức hợp tầng sôi;  Phạm vi áp dụng: 0,01  Repb*  15.000 Tính tốn tốc độ truyền khối  mA  av V  kc   c A  LM M A (4.6-13) 70 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com NHÓM LOGO LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... luanvanchat@agmail.com 4.1 MỞ ĐẦU  Đa số vấn đề công nghệ không giải lý thuyết mà thường giải thực nghiệm, thường biểu diễn dạng tương quan công nghệ;  Các tương quan công nghệ thường bị giới hạn hình... ta có: Nu =  Cần tính tốn thêm hệ số truyền nhiệt đối lưu  CÁC TƯƠNG QUAN CÔNG NGHỆ (bao gồm QT truyền nhiệt đối lưu)  Tính tốn tốcMối đ? ?tương truyền nhiệt quan Ghi  Ranz-Marshall Q  (... HÌNH CẦU ĐƠN TƯƠNG QUAN TRUYỀN KHỐI  Khi hạt hình cầu chìm dịng lưu chất ổn định, ta có: Sh =  Cần tính tốn thêm hệ số truyền khối đối lưu  CÁC TƯƠNG QUAN CÔNG NGHỆ (bao gồm QT truyền khối