(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu mô phỏng đặc tính truyền nhiệt của bộ làm mát kênh Mini thay thế két giải nhiệt xe máy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu mô phỏng đặc tính truyền nhiệt của bộ làm mát kênh Mini thay thế két giải nhiệt xe máy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu mô phỏng đặc tính truyền nhiệt của bộ làm mát kênh Mini thay thế két giải nhiệt xe máy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu mô phỏng đặc tính truyền nhiệt của bộ làm mát kênh Mini thay thế két giải nhiệt xe máy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu mô phỏng đặc tính truyền nhiệt của bộ làm mát kênh Mini thay thế két giải nhiệt xe máy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu mô phỏng đặc tính truyền nhiệt của bộ làm mát kênh Mini thay thế két giải nhiệt xe máy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu mô phỏng đặc tính truyền nhiệt của bộ làm mát kênh Mini thay thế két giải nhiệt xe máy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu mô phỏng đặc tính truyền nhiệt của bộ làm mát kênh Mini thay thế két giải nhiệt xe máy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu mô phỏng đặc tính truyền nhiệt của bộ làm mát kênh Mini thay thế két giải nhiệt xe máy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu mô phỏng đặc tính truyền nhiệt của bộ làm mát kênh Mini thay thế két giải nhiệt xe máy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu mô phỏng đặc tính truyền nhiệt của bộ làm mát kênh Mini thay thế két giải nhiệt xe máy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu mô phỏng đặc tính truyền nhiệt của bộ làm mát kênh Mini thay thế két giải nhiệt xe máy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu mô phỏng đặc tính truyền nhiệt của bộ làm mát kênh Mini thay thế két giải nhiệt xe máy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu mô phỏng đặc tính truyền nhiệt của bộ làm mát kênh Mini thay thế két giải nhiệt xe máy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu mô phỏng đặc tính truyền nhiệt của bộ làm mát kênh Mini thay thế két giải nhiệt xe máy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu mô phỏng đặc tính truyền nhiệt của bộ làm mát kênh Mini thay thế két giải nhiệt xe máy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu mô phỏng đặc tính truyền nhiệt của bộ làm mát kênh Mini thay thế két giải nhiệt xe máy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu mô phỏng đặc tính truyền nhiệt của bộ làm mát kênh Mini thay thế két giải nhiệt xe máy
Luận Văn Thạc Sĩ LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác TP Hồ Chí Minh, ngày 07 tháng 03 năm 2017 (Ký tên ghi rõ họ tên) Nguyễn Văn Phương GVHD: TS Nguyễn Văn Trạng i HVTH: Nguyễn Văn Phương Luận Văn Thạc Sĩ CẢM TẠ Để hồn thành đề tài “nghiên cứu mơ đặc tính truyền nhiệt làm mát kênh mini thay két giải nhiệt xe máy” xin chân thành cám ơn đến TS Nguyễn Văn Trạng - Giảng viên hướng dẫn Thầy nhiệt tình hướng dẫn, hỗ trợ tạo điều kiện thuận lợi để thực luận văn Phòng Đào Tạo Sau Đại Học, Khoa khí Động Lực trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh tất Quý Thầy Cô đứng lớp, bạn Học Viên cao học ngành Kỹ Thuật Nhiệt có nhiều đóng góp ý kiến cho luận văn Trong trình thực trình bày luận văn khơng thể tránh khỏi thiết sót, mong nhận góp ý thông cảm từ Quý Thầy Cô, Bạn Xin chân thành cám ơn! TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2017 Học Viên Thực Hiện Nguyễn Văn Phương GVHD: TS Nguyễn Văn Trạng ii HVTH: Nguyễn Văn Phương Luận Văn Thạc Sĩ TĨM TẮT 10NGHIÊN CỨU MƠ PHỎNG ĐẶC TÍNH TRUYỀN NHIỆT CỦA BỘ LÀM MÁT KÊNH MINI THAY THẾ KÉT GIẢI NHIỆT XE MÁY 11 Trong nghiên cứu này, lưu lượng nhiệt độ hệ thống giải nhiệt xe máy cải tiến sử dụng làm mát kênh mini nghiên cứu phương pháp mô số học thực nghiệm Kích thước làm mát kênh mini giảm 20%, làm mát kênh mini sản xuất dễ dàng hơn, giảm chi phí sản xuất khoảng 40 % so với làm mát truyền thống Ba trường hợp thực để xác định nhiệt độ đầu với điều kiện hoạt động thay đổi Kết thực nghiệm mô cho thấy hiệu truyền nhiệt đạt từ làm mát kênh mini cao kết đạt từ làm mát truyền thống Các kết đạt phù hợp với nghiên cứu liên quan cơng bố Nghiên cứu thể tính khả thi việc thay làm mát kênh mini cho két nước truyền thống xe máy 12 13 14 15 16 17 GVHD: TS Nguyễn Văn Trạng iii HVTH: Nguyễn Văn Phương Luận Văn Thạc Sĩ ABSTRACT NUMERICAL SIMULATION ON HEAT TRANSFER CHARACTERISTICS OF ALTERNATIVE MINICHANEL HEAT EXCHANGER FOR MOTOCYCLE RADIATOR In this study, the effects of mass flow rate and temperature on innovative cooling system of a motorcycle using rectangular minichannel heat exchanger were investigated by simulation and experiments The size of the minichannel heat exchanger is reduced by 20%, made it easier to manufacture, and cut down its cost by approximately 40% compared to the original cooling system Three cases were carried out to determine the change of outlet temperature with variation of operating conditions The experimental and numerical simulation results show that the heat transfer efficiency obtained from the minichannel heat exchanger is higher than or equal to that obtained from the original radiator In addition, the obtained results are in good agreement with relevant publications The study also illustrated the feasibility of the minichannel heat exchanger that can be replaced for the conventional motorcycle radiator GVHD: TS Nguyễn Văn Trạng iv HVTH: Nguyễn Văn Phương Luận Văn Thạc Sĩ MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i CẢM TẠ .ii TÓM TẮT iii ABSTRACT iv MỤC LỤC v DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮC VÀ KÝ HIỆU viii DANH SÁCH CÁC HÌNH x DANH SÁCH CÁC BẢNG xii Chương GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Các kết nghiên cứu liên quan nước 1.3 Các kết nghiên cứu liên quan nước 1.4 Mục tiêu nghiên cứu 10 1.5 Cách tiếp cận 10 1.6 Phương pháp nghiên cứu 10 1.7 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 11 1.8 Nội dung nghiên cứu 11 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU 12 2.1 Mơ hình toán học 12 2.2 Mô số 14 2.3 Hệ thống làm mát động xe gắn máy 15 2.3.1 Mục đích hệ thống làm mát 15 GVHD: TS Nguyễn Văn Trạng v HVTH: Nguyễn Văn Phương Luận Văn Thạc Sĩ 2.3.2 Nhiệm vụ hệ thống làm mát 16 2.3.3 Yêu cầu hệ thống làm mát xe gắn máy 17 2.3.4 Thực trạng hệ thống làm mát 17 2.4 Hệ thống làm mát gió dung dịch xe gắn máy: 18 2.4.1 Hệ thống làm mát gió: 18 2.4.2 Hệ thống làm mát dung dịch 19 2.5 Tính tốn hệ thống làm mát 20 2.5.1 Xác định nhiệt từ động truyền cho nước làm mát 20 2.5.2 Tính thiết kế két nước 20 2.6 Hệ thống giải nhiệt xe máy Yamaha Exciter 23 2.6.1 Két giải nhiệt: 23 2.6.2 Bơm ly tâm 26 2.6.3 Nắp két giải nhiệt 27 2.6.4 Van nhiệt 28 Chương KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM 30 3.1 Thiết lập mơ mơ hình thực nghiệm 30 3.1.1 Thiết lập mơ hình mơ 30 3.1.2 Thực nghiệm phịng thí nghiệm truyền nhiệt 32 3.3 Thực nghiệm xe máy Yamaha Exciter 34 3.2 Kết mô 36 3.2.1 Kết mô với lưu lượng 10 g/s 36 3.4.2 Kết mô với lưu lượng 15 g/s 37 3.4.3 Kết mô với lưu lượng 20 g/s 38 GVHD: TS Nguyễn Văn Trạng vi HVTH: Nguyễn Văn Phương Luận Văn Thạc Sĩ 3.5 So sánh kết mô số, kết thực nghiệm phịng thí nghiệm thực nghiệm xe Yamaha Exciter 39 3.5.1 Kết so sánh với lưu lượng 10 g/s 39 3.5.2 Kết so sánh với lưu lượng 15 g/s 40 3.5.3 Kết so sánh với lưu lượng 20 g/s 41 3.6 Kết kiểm tra công suất động thay đổi két giải nhiệt 42 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43 4.1 Kết Luận 43 4.2 Kiến nghị 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 PHỤ LỤC 50 Phụ Lục 1: Bảng số liệu thực nghiệm lưu lượng 10g/s nhiệt độ dung dịch thay đổi từ 70 oC - 78.1 oC 50 Phụ Lục 2: Bảng số liệu thực nghiệm lưu lượng 15g/s nhiệt độ dung dịch thay đổi từ 75 oC - 83.3 oC 54 Phụ Lục 3: Bảng số liệu thực nghiệm lưu lượng 20g/s nhiệt độ dung dịch thay đổi từ 75oC -83.3oC 58 Phụ Lục 4: Mô Comsol Multiphysics 5.2a 61 Phụ Lục 5: Bài báo khoa học đăng hội nghị SEATUC 2017 76 GVHD: TS Nguyễn Văn Trạng vii HVTH: Nguyễn Văn Phương Luận Văn Thạc Sĩ DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮC VÀ KÝ HIỆU Ac : Diện tích mặt cắt, m2 Dh : Đường kính quy ướt, m F : Hệ số ma sát Fanning α : Hệ số tỏa nhiệt dối lưu, W/m2.K k : Hệ số truyền nhiệt tổng, W/m2.K L : Chiều dài kênh mini, mm m : Lưu lượng khối lượng, kg/s NTU : Chỉ số truyền nhiệt đơn vị P : Áp suất, Pa Q : Lượng nhiệt truyền qua thiết bị, J/s q : Mật độ dòng nhiệt, W/m Re : Chuẩn số Reynol T : Nhiệt độ, K µ : Độ nhớt dộng lực học, Ns/m ρ : Khối lượng riêng, kg/m3 λ : Hệ số dẫn nhiệt, W/mK ω : Vận tốc, m/s η : Hiệu suất % ζ : Chỉ số hoàn thiện, W/kPa GVHD: TS Nguyễn Văn Trạng viii HVTH: Nguyễn Văn Phương Luận Văn Thạc Sĩ ΔT : Nhiệt độ chênh lệch, K Δp : Tổn thất áp suất, Pa Cp : Là nhiệt dung riêng đẳng áp A : Khơng khí i : Đầu vào o : Đầu μ : Độ nhớt động học ρ : Khối lượng riêng u : Vận tốc theo phương x v : Vận tốc theo phương y w : Vận tốc theo phương z Qlm : Nhiệt lượng động truyền cho nước (J); α1 : Hệ số tỏa nhiệt từ nước làm mát đến thành ống (W/m2.độ); λ : Hệ số dẫn nhiệt vật liệu làm ống dẫn nhiệt (W/m.độ) δ : Chiều dày thành ống (m); α2 : Hệ số tản nhiệt từ thành kênh vào không khí (W/m2.độ); F1 : Diện tích bề mặt tiếp xúc với nước nóng (m2); F2 : Diện tích bề mặt tiếp xúc với khơng khí (m2); tδ : Nhiệt độ trung bình bề mặt ngồi thành ống; tδ2 : Nhiệt độ trung bình bề mặt thành ống; tn : : Nhiệt độ trung bình nước làm mát tản nhiệt tkk : Nhiệt độ trung bình khơng khí qua tản nhiệt GVHD: TS Nguyễn Văn Trạng ix HVTH: Nguyễn Văn Phương Luận Văn Thạc Sĩ DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1: Két nước Xe Exciter bị biến dạng tản nhiệt Hình 1.2: Sự phân bố lượng xe .4 Hình 1.3: Mẫu thiết kế áo nước đầu xylanh .5 Hình 1.4: Mẫu két nước kênh mini xe tay ga .8 Hình 1.5: Mẫu áo nước xylanh có xẻ rãnh Hình 2.1: Hệ thống giải nhiệt gió 18 Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý hệ thống làm mát xe máy 19 Hình 2.4: Quan hệ hệ số truyền nhiệt với vận tốc khơng khí 22 Hình 2.6: Hệ thống giải nhiệt xe máy Yamaha Exciter 24 Hình 2.5: Nguyên lý hoạt động hệ thống giải giải nhiệt dung dịch 23 Hình 2.7: Cấu tạo két nước giải nhiệt xe Yamaha Exciter .25 Hình 2.8: Cấu tạo bơm nước giải nhiệt 26 Hình 2.8: Nắp két nước 27 Hình 2.9: Nơi thay dung dịch giải nhiệt .28 Hình 2.10: Van hàng nhiệt 28 Hình 2.11: Nguyên lý hoạt động van nhiệt .29 Hình 2.12: Đặc tính làm việc van nhiệt 29 Hình 3.1: Bản vẽ làm mát kênh mini 3D 30 Hình 3.3: Bộ giải nhiệt kênh mini mơi trường mơ .31 Hình 3.2: Bản vẽ làm mát kênh mini 2D 31 Hình 3.4: biểu diễn sơ đồ bố trí thiết bị thí nghiệm 33 Hình 3.5: Thực nghiệm phịng thí nghiệm truyền nhiệt 32 Hình 3.6: Bộ cảm cảm biến nhiệt độ 33 Hình 3.7: Máy tính ghi lại liệu nhiệt độ 34 Hình 3.8 : Két giải nhiệt kênh mini lắp xe thực tế 34 Hình 3.9: Nhiệt độ dung dịch kênh mini với lưu lượng 10 g/s .36 Hình 3.10: Nhiệt độ dung dịch kênh mini với lưu lượng 15g/s 37 Hình 3.11: Nhiệt độ dung dịch kênh mini với lưu lượng 20 g/s .38 Hình 3.12: Sự so sánh kết mơ số, kết thực nghiệm phịng thí nghiệm xe Yamaha Exciter trường hợp lưu lượng 10g/s 39 Hình 3.13 Sự so sánh kết mô số, kết thực nghiệm phịng thí nghiệm xe Yamaha Exciter trường hợp lưu lượng 15g/s 40 Hình 3.14 Sự so sánh kết mô số, kết thực nghiệm phịng thí nghiệm xe Yamaha Exciter trường hợp lưu lượng 20g/s 41 Hình 3.15: Kết thử mơ-men, cơng xuất động két nước truyền thống làm mát kênh mini .42 GVHD: TS Nguyễn Văn Trạng x HVTH: Nguyễn Văn Phương Luận Văn Thạc Sĩ Ở phần mềm Comsol 5.2a thiết lập nhiều kết sẵn để nghiên cứu Ta vào thư viện kết tính tốn Comsol để xuất kết cần thiết hình 2.29 Hình PL4 2.23 Kết sau mô comsol Các kết thể chương GVHD: TS Nguyễn Văn Trạng 75 HVTH: Nguyễn Văn Phương Luận Văn Thạc Sĩ Phụ Lục 5: Bài báo khoa học đăng hội nghị SEATUC 2017 GVHD: TS Nguyễn Văn Trạng 76 HVTH: Nguyễn Văn Phương ... Nguyễn Văn Phương GVHD: TS Nguyễn Văn Trạng ii HVTH: Nguyễn Văn Phương Luận Văn Thạc Sĩ TÓM TẮT 10NGHIÊN CỨU MƠ PHỎNG ĐẶC TÍNH TRUYỀN NHIỆT CỦA BỘ LÀM MÁT KÊNH MINI THAY THẾ KÉT GIẢI NHIỆT XE MÁY... thống giải nhiệt xe gắn máy Do đề tài ? ?nghiên cứu mơ đặc tính truyền nhiệt làm mát kênh mini thay két giải nhiệt xe máy? ?? thực GVHD: TS Nguyễn Văn Trạng HVTH: Nguyễn Văn Phương Luận Văn Thạc Sĩ... vấn giải nhiệt cho xe máy giải nhiệt kênh mini, Đề tài nghiên cứu thực nghiệm cải tiến hệ thống làm mát xe máy Nouvo LX tản nhiệt kênh mini tác giả Nguyễn Đình Trung [34] nghiên cứu thay két