Các quá trình và thiết bị truyền nhiệt

BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH TRUNG TÂM MÁY VÀ THIẾT BỊ  BÁO CÁO THỰC HÀNH CÁC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT GVHD: Lê Nhất Thống SVTH: Ngô Mạnh Linh MSSV: 08097421 Tổ: Lớp HP: Sáng chủ nhật Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2010 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bài 1: Thực hành truyền nhiệt ống lồng ống Đồng Ngày thực hành: 17-10-2010 Sinh Viên: Ngô Mạnh Linh Mã số: 08097421 Lớp thực hành: Sáng Chủ nhật Tổ thực hành: Điểm: Lời phê thầy: Mục đích thí nghiệm: Khảo sát q trình truyền nhiệt đun nóng làm nguội gián tiếp hai dòng lưu chất qua bề mặt ngăn cách (bài thực hành chủ yếu khảo sát trình làm nguội) Tính tốn hiệu suất tồn phần dựa cân nhiệt lượng lưu lượng dòng khác Khảo sát ảnh hưởng chiều chuyển động lên trình truyền nhiệt hai trường hợp: ngược chiều xuôi chiều Xác định hệ số truyền nhiệt thực nghiệm KTN thiết bị, từ so sánh với kết tính tốn lý thuyết KLT Số liệu thực hành: 2.1 Trường hợp xi chiều: Thí nghiệm VN (l/ph) T2 (oC) Nóng T3 (oC) Nóng vào T4 (oC) Lạnh T5 (oC) Lạnh vào 71 65 70 35 30 71 64 70 33 30 71 64 71 32 30 T1 (oC) VL (l/ph) Nồi đun LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 10 11 12 13 14 15 16 8 8 71 63 71 32 30 72 68 71 36 30 72 68 71 33 30 72 67 71 33 30 71 67 71 33 30 71 69 71 37 30 71 68 71 35 30 71 68 71 34 30 71 67 71 33 30 71 69 71 38 30 71 69 71 35 30 71 68 71 34 30 71 68 71 33 30 T2 (oC) Nóng T3 (oC) Nóng vào T4 (oC) Lạnh vào T5 (oC) Lạnh 71 66 70 30 35 71 65 70 30 34 71 65 71 30 33 71 65 71 30 32 72 69 71 30 36 72 68 71 30 35 71 67 71 30 33 71 67 71 30 33 72 69 71 30 37 71 69 71 30 33 71 68 71 30 34 71 68 71 30 33 71 69 71 30 38 71 69 71 30 36 71 69 71 30 34 71 68 71 30 34 2.2 Trường hợp ngược chiều: Thí nghiệm 10 11 12 13 14 15 16 VN (l/ph) T1 (oC) VL (l/ph) Nồi đun 8 8 Xử lý số liệu: 3.1 Tính tốn hiệu suất nhiệt độ: -Hiệu số nhiệt độ dòng hiệu suất nhiệt độ trình truyền nhiệt: TVN  TRN N  N 100% TV  TVL LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com N  TRL  TVL 100% TVN  TVL  hi   N  L TN  Tnong _ vao  Tnong _ Ta có: TL  Tlanh _  Tlanh _ vao 3.2 Xác định hiệu suất trình truyền nhiệt: -Đổi lưu lượng thể tích sang lưu lượng khối lượng: GN  VN GL  VL 103  nuoc 60 103  nuoc 60 Với nuoc phụ thuộc vào nhiệt độ theo công thức thực nghiệm: nuoc  0, 000015324364.T  0, 00584994855.T  0, 016286058705.T  1000, 04105055224 (Tính GN T  T2  T3 T T ; tính GL T  ) 2 -Tính nhiệt lượng dịng nóng, dịng lạnh, nhiệt tổn thất: QN  C N GN TN  4,19.103.G N TN (Cp= 4,19.103 J/kg 710C) QL  C L GL TL  4,18.103.GL TL (Cp= 4,18.103 J/kg 710C) Q f  QN  QL -Tính hiệu suất trình truyền nhiệt:  QL 100% QN 3.3 Tính tốn hệ số truyền nhiệt: 3.3.1 Hệ số truyền nhiệt thực nghiệm: -Trường hợp xuôi chiều: tmax  t nong _ vao  tlanh _ vao tmin  tnong _  tlanh _ -Trường hợp ngược chiều: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com t1  tnong _ vao  tlanh _ Ta xét: t2  tnong _  tlanh _ vao Cái lớn t max Cái bé tmin tmax  tmin t ln( max ) tmin tlog  -Tính -Tính diện tích truyền nhiệt: F   d td L Với dtd  di  d o , L=0.5 (m) -Theo công thức: Q  K F tlog  KTN  QN F tlog 3.3.2 Hệ số truyền nhiệt lý thuyết: Được tính theo cơng thức: K LT  Có   1    1   (Chuyển tường ống qua tường phẳng r2 2) r1 d  di (m), dong _ thau  93 (W/m.K) Chỉ việc tính 1  * Tính hệ số cấp nhiệt 1 (dịng nóng): -Chuẩn số Reynolds: Trong đó: Re  w.d i  w vận tốc dịng nóng: w GN  d i v độ nhớt dịng nóng, tra bảng tính theo công thức thực nghiệm sau: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com v  (10( 6) ) *((0.00000000064*(T ))  (0.000000182875*(T ))  (0.000021590001*(T )) (0.001417871822*(T ))  (0.060504453881*(T ))  1.790265284068) (m2/s) Pr  -Chuẩn số Prandtl: C N   nuoc dong _ nong dong _ nong tính cách tra bảng hay tính theo pp nội suy (trong chức thống kê máy tính Casio) T lấy theo nhiệt độ trung bình đầu đầu vào -Chuẩn số Grashoff (dựa vào giá trị Re sau tính): g l Gr   t v Với g=9.81 (m/s2), l đường kính tương đương l=d i ,  hệ số giãn nở thể tích tra bảng tra cứu, t chênh lệch nhiệt độ t  ttuong  tnong _ vao -Hệ số hiệu chỉnh  k : phụ thuộc vào giá trị Reynolds L (tra bảng 1.1 di trang 33-sách QT & TB truyền nhiệt TT máy thiết bị-năm 2009) -Tính chuẩn số Nusselt: Nếu dịng nóng chảy xốy: Nu  0,021. k Re 0,8 Pr 0,43 (để đơn giản ta cho Pr  1) PrT Nếu dịng nóng chảy q độ: Nu  0,008. k Re 0,8 Pr 0,43 Nếu dịng nóng chảy dịng: Nu  0,158. k Re0,33 Pr 0,43 Gr 0,1 * Tính hệ số cấp nhiệt  (dịng lạnh): dịng nóng thay đổi tham số đặc trưng dòng lạnh LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com -Chuẩn số Reynolds: Trong đó: Với w.dtdL Re   w vận tốc dòng lạnh: w GN  ( dtdL )  ( D0  Di ) F d tdL  uot  4 Cuot  ( D0  Di ) Pr  -Chuẩn số Prandtl: CL   nuoc dong _ lanh dong _ lanh tính cách tra bảng hay tính theo pp nội suy (trong chức thống kê máy tính Casio) T lấy theo nhiệt độ trung bình đầu đầu vào -Chuẩn số Grashoff (dựa vào giá trị Re sau tính): Gr  g l  t v2 Với g=9.81 (m/s2), l đường kính tương đương l  dtdL ,  hệ số giãn nở thể tích tra bảng tra cứu,  t chênh lệch nhiệt độ t  ttuong  tlanh _ vao -Hệ số hiệu chỉnh  k : phụ thuộc vào giá trị Reynolds L (tra bảng 1.1 d tdL trang 33-sách QT & TB truyền nhiệt TT máy thiết bị-năm 2009) -Tính chuẩn số Nusselt: Nếu dịng lạnh chảy xốy: Nu  0,021. k Re 0,8 Pr 0,43 (để đơn giản ta cho Pr  1) PrT Nếu dòng lạnh chảy độ: Nu  0,008. k Re 0,8 Pr 0,43 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nu  0,158. k Re0,33 Pr 0,43 Gr 0,1 Nếu dòng lạnh chảy dòng: Kết tính tốn: 4.1 Trường hợp xi chiều: Thí nghiệm 10 11 12 13 14 15 16 Thí nghiệm 10 11 12 13 14 15 16 Bảng kết tính tốn hiệu suất nhiệt độ TN TN N L 0 ( C) ( C) (%) (%) 3 4 3 2 3 2 3 12.5 15.0 17.1 19.5 7.3 7.3 9.8 9.8 4.9 7.3 7.3 9.8 4.9 4.9 7.3 7.3 12.5 7.5 4.9 4.9 14.6 7.3 7.3 7.3 17.1 12.2 9.8 7.3 19.5 12.2 9.8 7.3 Bảng kết tính tốn hiệu suất truyền nhiệt GN GL QN QL Qf (kg/s) (kg/s) (W) (W) (W) 0.03264 0.032649 0.03264 0.032649 0.065204 0.065204 0.065223 0.065223 0.097777 0.097806 0.097806 0.097835 0.13037 0.13037 0.130408 0.130408 0.033164 0.066349 0.099538 0.132717 0.033159 0.066349 0.099523 0.132697 0.033153 0.066328 0.099507 0.132697 0.033148 0.066328 0.099507 0.132697 683.8 820.8 957.3 1094.4 819.6 819.6 1093.1 1093.1 819.4 1229.4 1229.4 1639.7 1092.5 1092.5 1639.2 1639.2 693.1 832.0 832.1 1109.5 831.6 832.0 1248.0 1664.0 970.1 1386.3 1663.8 1664.0 1108.5 1386.3 1663.8 1664.0 -9.3 -11.2 125.2 -15.1 -12.0 -12.4 -154.9 -570.9 -150.7 -156.8 -434.3 -24.3 -16.0 -293.8 -24.5 -24.8  hi (%) 12.5 11.3 11.0 12.2 11.0 7.3 8.5 8.5 11.0 9.8 8.5 8.5 12.2 8.5 8.5 7.3  (%) 101.4 101.4 86.9 101.4 101.5 101.5 114.2 152.2 118.4 112.8 135.3 101.5 101.5 126.9 101.5 101.5 Bảng kết tính tốn hệ số truyền nhiệt: Thí nghiệm QN (W) tmax (0C) tmin (oC) tlog (oC) KLT (W/m2.K) KTN (W/m2.K) 683.8 820.8 40 40 30 31 34.8 35.3 359.7 469.1 659.1 778.9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 10 11 12 13 14 15 16 957.3 1094.4 819.6 819.6 1093.1 1093.1 819.4 1229.4 1229.4 1639.7 1092.5 1092.5 1639.2 1639.2 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 32 31 32 35 34 34 32 33 34 34 31 34 34 35 36.3 35.8 36.3 37.9 37.4 37.4 36.3 36.9 37.4 37.4 35.8 37.4 37.4 37.9 481.4 486.9 770.8 1544.3 1674.0 1754.4 849.1 1886.9 2084.8 2206.0 896.7 2130.8 2383.8 2547.5 4.2 Trường hợp ngược chiều: Bảng kết tính tốn hiệu suất nhiệt độ  T TN N L Thí N 0 nghiệm ( C) ( C) (%) (%) 10 11 12 13 14 15 16 Thí nghiệm 10 6 4 2 3 2 3 4 10.0 12.5 14.6 14.6 4.9 7.3 9.8 9.8 4.9 4.9 7.3 7.3 4.9 4.9 4.9 7.3 12.5 10.0 7.3 4.9 14.6 12.2 7.3 7.3 17.1 7.3 9.8 7.3 19.5 14.6 9.8 9.8 Bảng kết tính toán hiệu suất truyền nhiệt GN GL QN QL Qf (kg/s) (kg/s) (W) (W) (W) 0.032631 0.032640 0.032631 0.032631 0.065185 0.065204 0.065223 0.065223 0.097777 0.097777 0.033164 0.066338 0.099523 0.132717 0.033159 0.066328 0.099523 0.132697 0.033153 0.066349 546.9 683.8 820.3 820.3 546.2 819.6 1093.1 1093.1 819.4 819.4 693.1 1109.2 1248.0 1109.5 831.6 1386.3 1248.0 1664.0 970.1 832.0 -146.2 -425.4 -427.7 -289.2 -285.4 -566.6 -154.9 -570.9 -150.7 -12.6 883.3 1025.2 756.2 724.2 979.6 979.6 756.0 1117.7 1101.7 1469.4 1023.4 979.0 1468.9 1448.4  hi (%) 11.3 11.3 11.0 9.8 9.8 9.8 8.5 8.5 11.0 6.1 8.5 7.3 12.2 9.8 7.3 8.5  (%) 126.7 162.2 152.1 135.3 152.2 169.1 114.2 152.2 118.4 101.5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 11 12 13 14 15 16 0.097806 0.097806 0.130370 0.130370 0.130370 0.130408 0.099507 0.132697 0.033148 0.066317 0.099507 0.132677 1229.4 1229.4 1092.5 1092.5 1092.5 1639.2 1663.8 1664.0 1108.5 1663.2 1663.8 2218.4 -434.3 -434.6 -16.0 -570.7 -571.3 -579.1 135.3 135.3 101.5 152.2 152.3 135.3 Thí nghiệm QN (W) tmax (0C) tmin (oC) tlog (oC) KLT (W/m2.K) KTN (W/m2.K) 10 11 12 13 14 15 16 546.9 683.8 820.3 820.3 546.2 819.6 1093.1 1093.1 819.4 819.4 1229.4 1229.4 1092.5 1092.5 1092.5 1639.2 36 35 35 35 39 38 37 37 39 39 38 38 39 39 39 38 35 36 38 39 35 36 38 38 34 38 37 38 33 35 37 37 35.5 35.5 36.5 37.0 37.0 37.0 37.5 37.5 36.4 38.5 37.5 38.0 35.9 37.0 38.0 37.5 363.0 474.9 487.4 494.0 784.3 1600.2 1736.5 1823.2 864.9 1964.8 2182.7 2319.1 914.3 2235.9 2515.7 2697.5 516.2 645.4 753.5 743.6 495.2 742.4 976.8 976.8 753.3 713.1 1098.6 1084.0 1019.2 990.3 963.5 1464.7 Bảng kết tính toán hệ số truyền nhiệt: Đồ thị: 5.1 Trường hợp xuôi chiều: Hệ số truyền nhiệt thực nghiệm LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com * Tính hệ số cấp nhiệt 1 (dịng nóng): -Chuẩn số Reynolds: Re  w.d i  Trong đó: w vận tốc dịng nóng: w GN  d i v độ nhớt dịng nóng, tra bảng tính theo cơng thức thực nghiệm sau: v  (10( 6) )*(( 0.00000000064*(T ))  (0.000000182875*(T ))  (0.000021590001*(T )) (0.001417871822*(T ))  (0.060504453881*(T ))  1.790265284068) (m2/s) Pr  -Chuẩn số Prandtl: CN   nuoc dong _ nong dong _ nong tính cách tra bảng hay tính theo pp nội suy (trong chức thống kê máy tính Casio) T lấy theo nhiệt độ trung bình đầu đầu vào -Chuẩn số Grashoff (dựa vào giá trị Re sau tính): g l Gr   t v Với g=9.81 (m/s2), l đường kính tương đương l=di ,  hệ số giãn nở thể tích tra bảng tra cứu, t chênh lệch nhiệt độ t  ttuong  tnong _ vao -Hệ số hiệu chỉnh  k : phụ thuộc vào giá trị Reynolds L (tra bảng 1.1 di trang 33-sách QT & TB truyền nhiệt TT máy thiết bị-năm 2009) -Tính chuẩn số Nusselt: Nếu dịng nóng chảy xoáy: cho Nu  0,021. k Re 0,8 Pr 0,43 (để đơn giản ta Pr  1) PrT Nếu dịng nóng chảy q độ: Nếu dịng nóng chảy dịng: Nu  0,008. k Re 0,8 Pr 0,43 Nu  0,158. k Re0,33 Pr 0,43 Gr 0,1 * Tính hệ số cấp nhiệt  (dịng lạnh): dịng nóng thay đổi tham số đặc trưng dòng lạnh LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com -Chuẩn số Reynolds: w.dtdL Re   Trong đó: w vận tốc dòng lạnh: Với w GN  ( dtdL )  ( Di  19.d ) F d tdL  uot  4 Cuot  ( D0  19.di ) Pr  -Chuẩn số Prandtl: C L   nuoc dong _ lanh dong _ lanh tính cách tra bảng hay tính theo pp nội suy (trong chức thống kê máy tính Casio) T lấy theo nhiệt độ trung bình đầu đầu vào -Chuẩn số Grashoff (dựa vào giá trị Re sau tính): Gr  g l  t v2 Với g=9.81 (m/s2), l đường kính tương đương l  dtdL ,  hệ số giãn nở thể tích tra bảng tra cứu, t chênh lệch nhiệt độ t  ttuong  tlanh _ vao -Hệ số hiệu chỉnh  k : phụ thuộc vào giá trị Reynolds L (tra bảng 1.1 dtdL trang 33-sách QT & TB truyền nhiệt TT máy thiết bị-năm 2009) -Tính chuẩn số Nusselt: Nếu dịng lạnh chảy xốy: cho Nu  0,021. k Re0,8 Pr 0,43 (để đơn giản ta Pr  1) PrT Nếu dòng lạnh chảy độ: Nu  0,008. k Re0,8 Pr 0,43 Nếu dòng lạnh chảy dòng: Nu  0,158. k Re0,33 Pr 0,43 Gr 0,1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Kết tính tốn: 4.1 Trường hợp xi chiều: Thí nghiệm 10 11 12 13 14 15 16 Thí nghiệm 10 11 12 13 14 15 16 Bảng kết tính toán hiệu suất nhiệt độ TN TN N L 0 ( C) ( C) (%) (%) 13 15 16 17 12 11 10 11 10 11 11 12 9 9 12 10 10 11 10 31.0 36.6 39.0 42.5 30.0 28.2 26.3 28.9 26.3 28.9 29.7 32.4 25.0 25.0 25.7 25.7 28.6 24.4 17.1 12.5 25.0 20.5 15.8 13.2 28.9 21.1 13.5 10.8 27.8 22.2 17.1 11.4 Bảng kết tính tốn hiệu suất truyền nhiệt GN GL QN QL Qf (kg/s) (kg/s) (W) (W) (W) 0.032659 0.032696 0.032705 0.032732 0.049030 0.049043 0.049084 0.049097 0.065481 0.065499 0.065534 0.065551 0.081917 0.081917 0.081961 0.081961 0.066227 0.099376 0.132569 0.165766 0.066251 0.099410 0.132634 0.165820 0.066285 0.099476 0.132697 0.165897 0.066296 0.099476 0.132677 0.165897 1778.9 2054.9 2192.5 2331.5 2465.2 2260.4 2056.6 2262.9 2743.7 3018.8 3020.5 3295.9 3089.1 3089.1 3090.7 3090.7 3322.0 4153.9 3879.0 3464.5 2769.3 3324.3 3326.5 3465.6 3047.8 3326.5 2773.4 2773.8 2771.2 3326.5 3327.5 2773.8 -1543.0 -2099.0 -1686.5 -1133.0 -304.1 -1063.9 -1269.9 -1202.7 -304.1 -307.6 247.1 522.1 317.9 -237.4 -236.8 316.9  hi (%) 29.8 30.5 28.0 27.5 27.5 24.4 21.1 21.1 27.6 25.0 21.6 21.6 26.4 23.6 21.4 18.6  (%) 186.7 202.1 176.9 148.6 112.3 147.1 161.7 153.1 111.1 110.2 91.8 84.2 89.7 107.7 107.7 89.7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bảng kết tính tốn hệ số truyền nhiệt: Thí nghiệm QN (W) 10 11 12 13 14 15 16 1778.9 2054.9 2192.5 2331.5 2465.2 2260.4 2056.6 2262.9 2743.7 3018.8 3020.5 3295.9 3089.1 3089.1 3090.7 3090.7 tmax ( C) 42 41 41 40 40 39 38 38 38 38 37 37 36 36 35 35 tmin o ( C) 17 16 18 18 18 20 22 22 17 19 21 21 17 19 20 22 tlog o ( C) 27.6 26.6 27.9 27.6 27.6 28.5 29.3 29.3 26.1 27.4 28.2 28.2 25.3 26.6 26.8 28.0 KLT (W/m K) KTN (W/m K) 120.1 158.1 189.9 217.8 129.5 175.5 215.3 253.3 129.3 175.0 215.8 254.4 129.4 176.0 218.0 256.6 179.7 216.0 219.1 236.3 249.8 221.8 196.2 215.8 293.4 307.5 298.6 325.8 340.6 324.3 322.0 308.2 4.2 Trường hợp ngược chiều: Thí nghiệm 10 11 12 13 14 15 16 Thí nghiệm Bảng kết tính tốn hiệu suất nhiệt độ TN N L 0 ( C) ( C) (%) (%) TN 17 16 16 16 13 13 12 13 10 12 13 13 9 10 5 5 10 10 10 43.6 40.0 40.0 40.0 32.5 32.5 30.0 32.5 25.6 30.0 32.5 32.5 23.1 23.1 26.3 24.3 12.8 12.5 12.5 12.5 12.5 20.0 17.5 15.0 25.6 20.0 17.5 15.0 25.6 25.6 18.4 16.2 Bảng kết tính tốn hiệu suất truyền nhiệt GN GL QN QL Qf (kg/s) (kg/s) (W) (W) (W)  hi (%) 28.2 26.3 26.3 26.3 22.5 26.3 23.8 23.8 25.6 25.0 25.0 23.8 24.4 24.4 22.4 20.3  (%) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 10 11 12 13 14 15 16 0.032801 0.032776 0.032776 0.032776 0.049124 0.049124 0.049111 0.049124 0.065481 0.065481 0.065499 0.065499 0.081829 0.081829 0.081851 0.081873 0.066369 0.099553 0.132737 0.165922 0.066369 0.099507 0.132697 0.165897 0.066317 0.099507 0.132697 0.165897 0.066317 0.099476 0.132656 0.165846 2336.4 2197.3 2197.3 2197.3 2675.8 2675.8 2469.3 2675.8 2743.7 3292.4 3567.7 3567.7 3085.8 3085.8 3429.6 3087.4 1387.1 2080.7 2774.2 3467.8 1387.1 3327.5 3882.7 4160.7 2772.1 3327.5 3882.7 4160.7 2772.1 4158.1 3881.5 4159.4 949.3 116.6 -576.9 -1270.5 1288.7 -651.7 -1413.4 -1484.9 -28.4 -35.1 -315.0 -593.0 313.7 -1072.3 -451.9 -1072.0 59.4 94.7 126.3 157.8 51.8 124.4 157.2 155.5 101.0 101.1 108.8 116.6 89.8 134.8 113.2 134.7 Bảng kết tính tốn hệ số truyền nhiệt: Thí nghiệm QN (W) tmax (0C) tmin (oC) tlog (oC) KLT (W/m2.K) KTN (W/m2.K) 10 11 12 13 14 15 16 2336.4 2197.3 2197.3 2197.3 2675.8 2675.8 2469.3 2675.8 2743.7 3292.4 3567.7 3567.7 3085.8 3085.8 3429.6 3087.4 22 24 24 24 27 27 28 27 29 28 27 27 30 30 28 28 34 35 35 35 35 32 33 34 29 32 33 34 29 29 31 31 27.6 29.2 29.2 29.2 30.8 29.4 30.4 30.4 29.0 30.0 29.9 30.4 29.5 29.5 29.5 29.5 115.6 153.3 185.6 214.2 125.4 172.4 213.4 251.1 128.2 174.0 215.9 254.5 128.7 176.1 218.7 258.2 236.7 210.4 210.4 210.4 242.4 253.9 226.6 246.0 264.2 306.9 333.2 328.1 292.1 292.1 324.9 292.5 Đồ thị: 5.1 Trường hợp xuôi chiều: Hệ số truyền nhiệt thực nghiệm LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Quan hệ Lưu lượng-Hệ số truyền nhiệt (Xuôi chiều) 400.0 KTN (W/m 2.K) 350.0 300.0 VL=4 (l/ph) 250.0 VL=6 (l/ph) 200.0 VL=8 (l/ph) 150.0 VL=10 (l/ph) 100.0 50.0 0.0 VN= (l/ph) VN= (l/ph) VN= (l/ph) VN= (l/ph) Lưu lượng dịng nóng Hệ số truyền nhiệt lý thuyết Quan hệ Lưu lượng-Hệ số truyền nhiệt (Xuôi chiều) 300.0 KLT (W/m 2.K) 250.0 VL=4 (l/ph) 200.0 VL=6 (l/ph) 150.0 VL=8 (l/ph) 100.0 VL=10 (l/ph) 50.0 0.0 VN= (l/ph) VN= (l/ph) VN= (l/ph) VN= (l/ph) Lưu lượng dịng nóng Đồ thị biểu diễn KTN KLT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường hợp xuôi chiều 400.0 350.0 K (W/m 2.K) 300.0 250.0 KTN 200.0 KLT 150.0 100.0 50.0 0.0 10 11 12 13 14 15 16 Thí nghiệm thứ i 5.2 Trường hợp ngược chiều: Hệ số truyền nhiệt thực nghiệm Quan hệ Lưu lượng-Hệ số truyền nhiệt (Ngược chiều) 350.0 KTN (W/m 2.K) 300.0 250.0 VL=4 (l/ph) 200.0 VL=6 (l/ph) 150.0 VL=8 (l/ph) 100.0 VL=10 (l/ph) 50.0 0.0 VN= (l/ph) VN= (l/ph) VN= (l/ph) VN= (l/ph) Lưu lượng dịng nóng Hệ số truyền nhiệt lý thuyết LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Quan hệ Lưu lượng-Hệ số truyền nhiệt (Ngược chiều) 300.0 KLT (W/m 2.K) 250.0 VL=4 (l/ph) 200.0 VL=6 (l/ph) 150.0 VL=8 (l/ph) 100.0 VL=10 (l/ph) 50.0 0.0 VN= (l/ph) VN= (l/ph) VN= (l/ph) VN= (l/ph) Lưu lượng dòng nóng Đồ thị biểu diễn KTN KLT Trường hợp xuôi chiều 350.0 300.0 K (W/m K) 250.0 200.0 KTN 150.0 KLT 100.0 50.0 0.0 10 11 12 13 14 15 16 Thí nghiệm thứ i 5.3 Quan hệ chiều chuyển động hệ số truyền nhiệt: Hệ số truyền nhiệt thực nghiệm LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Quan hệ chiều chuyển động-Hệ số truyền nhiệt 400.0 350.0 KTN (W/m 2.K) 300.0 250.0 Xuôi chiều 200.0 Ngược chiều 150.0 100.0 50.0 0.0 10 11 12 13 14 15 16 Thí nghiệm thứ i Hệ số truyền nhiệt lý thuyết Quan hệ chiều chuyển động-Hệ số truyền nhiệt 300.0 250.0 KLT (W/m 2.K) 200.0 Xuôi chiều 150.0 Ngược chiều 100.0 50.0 0.0 10 11 12 13 14 15 16 Thí nghiệm thứ i Bàn luận: Vì đầu dị báo sai nên ta khơng nói đến yếu tố phụ thuộc nhiệt độ có độ sai số lớn  N , L hi mà xét đến yếu tố quan trọng, tính tốn cuối LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ta đánh giá ảnh hưởng yếu tố qua hệ số truyền nhiệt K Hệ số truyền nhiệt K đặc trưng cho lượng nhiệt truyền từ lưu thể nóng tới lưu thể nguội qua 1m2 bề mặt tường phẳng đơn vị thời gian hiệu số chênh lệch nhiệt độ hai lưu thể độ Hệ số truyền nhiệt lớn lượng nhiệt mà lưu thể lạnh nhận từ lưu thể nóng tăng Nghĩa trình truyền nhiệt đạt hiệu (hiệu suất cao   QL QN ) 6.1 Ảnh hưởng lưu lượng dịng đến q trình truyền nhiệt: Ta thấy hệ số truyền nhiệt K không ổn định theo lưu lượng dòng, hiệu suất trình truyền nhiệt đạt cao mức VN=5 l/ph VL=2 l/ph trường hợp chiều; VN=4 l/ph VL=8 l/ph trường hợp ngược chiều (đánh giá theo hệ số truyền nhiệt K) 6.2 Đánh giá ảnh hưởng chiều chuyển động dòng đến trình truyền nhiệt: -Đối với hệ số truyền nhiệt tính từ thực nghiệm ta nhận thấy KTN xuôi chiều gần tương đương so với trường hợp ngược chiều (nhìn đồ thị thấy hai đường xoắn lại với nhau) -Đối với hệ số truyền nhiệt K tính theo lý thuyết ta thấy KLT xi chiều nhỉnh so với ngược chiều không đáng (hai đường đồ thị gần trùng nhau) Qua ta kết luận, trường hợp truyền nhiệt ống chùm chiều chuyển động theo trường hợp xuôi chiều hay ngược chiều (rút từ thực nghiệm) 6.3 So sánh hệ số truyền nhiệt thực nghiệm với hệ số truyền nhiệt lý thuyết: Thấy hệ số truyền nhiệt K nhỏ nhiều so với truyền nhiệt ống lồng ống Đồng ống xoắn Trong hai trường hợp ngược chiều xuôi chiều, ta thấy KTN lớn KLT -Sở dĩ có khác q trình tính tốn KTN có tính đến QN tlog mà yếu tố lại phụ thuộc vào nhiệt độ đầu dò báo KTN  QN F tlog LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Việc đầu dị báo sai hiệu chỉnh Nhưng Qf mà âm theo em nghĩ q trình truyền nhiệt từ dịng nóng sang dịng lạnh, nhiệt lượng bị mát hao tổn bên ngồi Lượng nhiệt tổn thất khơng thể đo xác Chính làm cho việc tính tốn khơng ổn định Bởi tăng lưu lượng dịng lạnh hay lưu lượng dịng nóng lớn, nhiệt truyền từ dịng nóng sang dịng nguội cao, lượng nhiệt tổn thất tăng lên nhanh chóng -Trong q trình tính tốn KLT ta tính chuẩn số đồng dạng Nusselt, Reynolds, Prandlt, Grashoff để tính hệ số cấp nhiệt dịng nóng 1 dòng lạnh  Ta nhận thấy 1 dịng nóng có giá trị xấp xỉ mức lưu lượng VN tăng lên VN tăng Đối với  dòng lạnh tăng VL tăng , điều giải thích VL tăng dẫn đến vận tốc dòng lạnh tăng dẫn đến Re tăng dẫn đến Nusselt tăng tỷ lệ thuận với  -Ta thấy hệ số cấp nhiệt 1 dịng nóng lớn nhiều  dịng lạnh Có nghĩa dịng lạnh nhận lượng nhiệt từ nguồn nóng đơn vị thời gian lớn khả nhận nhiệt dòng lạnh chưa tương xứng với dịng nóng Điều giải thích dịng nóng chảy ống xoắn có đường kính nhỏ, chế độ chảy xốy (Re>10000) có đối lưu lớp nước làm cho trình cấp nhiệt nhanh Cịn dịng lạnh chảy ống có đường kính lớn nhiều, chế độ chảy dịng (Re>  dịng lạnh Lớn Trung bình Hệ số cấp nhiệt dịng nóng Tăng tăng VN không đổi tăng VL Lớn Hệ số cấp nhiệt dòng lạnh Chế độ chảy Chiều chuyển động dịng nóng dịng nguội K thực nghiệm K lý thuyết Tính ổn định truyền nhiệt Ưu điểm Nhỏ Tăng tăng VL khơng đổi tăng VN Chảy xốy Chảy xốy Chảy xốy Chảy xốy Chảy dịng Chảy q độ K xuôi chiều > K ngược chiều Tương đương K ngược chiều > K xuôi chiều K xuôi chiều > K ngược chiều Bằng Trung bình Ổn định Kém ổn định -Chế tạo đơn giản làm vật liệu chống ăn mòn, dễ kiểm tra sửa chữa -Cấu tạo gọn, chắn, tốn kim loại (tính theo đơn vị truyền nhiệt), dễ làm phía ống -Chế tạo đơn giản Ngoại quan Nhỏ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com -Cồng kềnh, giá thành cao, tốn nhiều vật liệu chế tạo (tính theo Nhược đơn vị truyền nhiệt), khó điểm làm khoảng trống hai ống -Cồng kềnh, hệ số truyền nhiệt nhỏ hệ số cấp nhiệt ngồi bé, khó làm phía ống, trở lực thủy lực lớn ống thẳng -Khó chế tạo vật liệu không nong hàn gang, thép silic Qua so sánh tùy theo mục đích sử dụng tính kinh tế mà chọn thiết bị cho đạt hiệu làm việc cao DANH MỤC SÁCH THAM KHẢO & TRA CỨU LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com [1] Quá trình thiết bị truyền nhiệt (2009); TT Máy Thiết Bị; Trường ĐH Công Nghiệp HCM; tr26-35, tr 116-130 [2] Giáo trình thực hành Các trình thiết bị truyền nhiệt (2010); nhóm lớp DHVC3; Trường ĐH Công Nghiệp HCM; (cả truyền nhiệt) [3] Giáo trình thực hành Các trình thiết bị truyền nhiệt (2009); TT Máy Thiết Bị; Trường ĐH Công Nghiệp HCM; tr 299-332 (bài cô đặc) [4] Bảng tra cứu trình học, truyền nhiệt-truyền khối (2010); Bộ môn máy thiết bị trường ĐH Bách Khoa HCM; tr 28, tr 35 [5] Sổ tay Q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất-Tập (2006); TS Trần Xoa, TS Nguyễn Trọng Khuông, KS Hồ Lê Viên; tr 152, tr 357-358 [6] Sổ tay Q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất-Tập (2006); TS Trần Xoa, TS Nguyễn Trọng Khuông, TS Phạm Xuân Toản; tr 11-20, tr 55-74 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... 200.9 221.7 239.4 Ta nhận thấy truyền nhiệt ống xoắn ổn định so với truyền nhiệt ống lồng ống Đồng ống chùm (nhìn đồ thị) 6.4 Một vài nhận xét thiết bị: -Thiết bị truyền nhiệt loại đường ống sử dụng... 6.4 Một vài nhận xét thiết bị: -Thiết bị truyền nhiệt loại đường ống sử dụng thí nghiệm sử dụng cho bài: ống lồng ống Đồng, ống lồng ống Inox, ống xoắn, ống chùm Khảo sát trình truyền nhiệt hai... kết luận, trường hợp truyền nhiệt ống xoắn chiều chuyển động theo trường hợp xi chiều có lợi hệ số truyền nhiệt 6.3 So sánh hệ số truyền nhiệt thực nghiệm với hệ số truyền nhiệt lý thuyết: Trong