(Luận văn thạc sĩ) Cải tiến phương pháp dạy thí nghiệm môn vật lý 10 tại trường Trung học Phổ thông Phước Bình, tỉnh Bình Phước

(Luận văn thạc sĩ) Cải tiến phương pháp dạy thí nghiệm môn vật lý 10 tại trường Trung học Phổ thông Phước Bình, tỉnh Bình Phước(Luận văn thạc sĩ) Cải tiến phương pháp dạy thí nghiệm môn vật lý 10 tại trường Trung học Phổ thông Phước Bình, tỉnh Bình Phước(Luận văn thạc sĩ) Cải tiến phương pháp dạy thí nghiệm môn vật lý 10 tại trường Trung học Phổ thông Phước Bình, tỉnh Bình Phước(Luận văn thạc sĩ) Cải tiến phương pháp dạy thí nghiệm môn vật lý 10 tại trường Trung học Phổ thông Phước Bình, tỉnh Bình Phước(Luận văn thạc sĩ) Cải tiến phương pháp dạy thí nghiệm môn vật lý 10 tại trường Trung học Phổ thông Phước Bình, tỉnh Bình Phước(Luận văn thạc sĩ) Cải tiến phương pháp dạy thí nghiệm môn vật lý 10 tại trường Trung học Phổ thông Phước Bình, tỉnh Bình Phước(Luận văn thạc sĩ) Cải tiến phương pháp dạy thí nghiệm môn vật lý 10 tại trường Trung học Phổ thông Phước Bình, tỉnh Bình Phước(Luận văn thạc sĩ) Cải tiến phương pháp dạy thí nghiệm môn vật lý 10 tại trường Trung học Phổ thông Phước Bình, tỉnh Bình Phước(Luận văn thạc sĩ) Cải tiến phương pháp dạy thí nghiệm môn vật lý 10 tại trường Trung học Phổ thông Phước Bình, tỉnh Bình Phước(Luận văn thạc sĩ) Cải tiến phương pháp dạy thí nghiệm môn vật lý 10 tại trường Trung học Phổ thông Phước Bình, tỉnh Bình Phước(Luận văn thạc sĩ) Cải tiến phương pháp dạy thí nghiệm môn vật lý 10 tại trường Trung học Phổ thông Phước Bình, tỉnh Bình Phước(Luận văn thạc sĩ) Cải tiến phương pháp dạy thí nghiệm môn vật lý 10 tại trường Trung học Phổ thông Phước Bình, tỉnh Bình Phước(Luận văn thạc sĩ) Cải tiến phương pháp dạy thí nghiệm môn vật lý 10 tại trường Trung học Phổ thông Phước Bình, tỉnh Bình Phước(Luận văn thạc sĩ) Cải tiến phương pháp dạy thí nghiệm môn vật lý 10 tại trường Trung học Phổ thông Phước Bình, tỉnh Bình Phước(Luận văn thạc sĩ) Cải tiến phương pháp dạy thí nghiệm môn vật lý 10 tại trường Trung học Phổ thông Phước Bình, tỉnh Bình Phước

LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng cá nhân tôi, đƣợc thực với hƣớng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Ngọc Phƣơng TS Phạm Sơn Minh Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng năm 2016 (Ký tên ghi rõ họ tên) ii LỜI CÁM ƠN Lời xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS NguyễnNgọc Phƣơng TS Phạm Sơn Minh tận tình hƣớng dẫn,ln quan tâm, động viên, khích lệ, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Đào Tạo trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM tạo điều kiện để tơi hồn thành chƣơng trình đào tạo bậc cao học Trong suốt thời gian thực luận văn tốt nghiệp, xin chân thành cám ơn qthầy phụ trách chƣơng trình đào tạo thạc sĩ truyền đạt kiến thức quý báu, cung cấp nguồn tài liệu đầy đủ kịp thời, đồng thời tơi xin cám ơn ln nhận đƣợc động viên giúp đỡ tập thể cán Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật tạo điều kiện để hồn thành chƣơng trình đào tạo bậc cao học Tôi mong muốn đƣợc cám ơn bạn bè, đồng nghiệp ngƣời thân động viên, giúp đỡ suốt thời gian học tập thực luận văn Xin chân thành cám ơn! TP.HCM, tháng 04 năm 2016 iii TÓM TẮT Đề tài “Nghiên cứu phân bố nhiệt ống nhiệt trọng trƣờng” luận văn tập trung vào hai vấn đề sau: Phần một- Sử dụng điện trở vòng để cấp nhiệt cho phần sơi Q trình truyền nhiệt ống nhiệt trọng trƣờng đƣợc nghiên cứu với ba mức nhiệt độ làm việc:100ºC, 120ºC 140ºC Để quan sát ảnh hƣởng lƣợng nƣớc góc nghiêng ống nhiệt đến khả truyền nhiệt, trình gia nhiệt cho ống đƣợc tiến hành với lƣợng nƣớc thay đổi từ 10mm đến 110mm góc nghiêng ống thay đổi từ 30o đến 90o Trong q trình thí nghiệm, nhiệt độ điểm dƣới ống đƣợc thu thập so sánh Kết thực nghiệm cho thấy tăng lƣợng nƣớc lên 90-110mm, khả truyền nhiệt ống tăng, nhƣng tốc độ gia nhiệt lúc khởi động chậm Khi tăng góc nghiêng từ 90o đến 30o (so với mặt sàn), khả truyền nhiệt tăng theo Ngoài ra, nhiệt độ điểm cao nhiệt độ điểm dƣới góc nghiêng 30o-45o Phần hai- Sử dụng máy cao tầnđể cấp nhiệt cho ống nhiệt, thí nghiệm đƣợc thực với ba loại môi chất cồn, rƣợu, nƣớc đƣợc nghiên cứu với ống nhiệt có đƣờng kính 42mm, góc nghiêng 90o Trong q trình thí nghiệm, nhiệt độ điểm điểm dƣới đƣợc thu thập so sánh Kết thực nghiệm cho thấy sử dụng môi chất nạp nƣớc khả truyền nhiệt ống cao so với hai loại môi chất cịn lại Từ khóa: Ống nhiệt, truyền nhiệt, thời gian gia nhiệt, môi chất iv ABSTRACT Topic: “The study heat distribution of a gravity heat pipe” in this thesis focus on two problems follow: Part one-Heater are used to supply heat for evaporator The heat transfer process of a gravity heat pipe will be studied under three working temperatures as100ºC, 120ºC 140ºC In order to observe the effect of working fluid and the working angle on the heat pipe tothe heat transfer coefficient, the heating process was achieved with the varing of working fluid amount from 10mm to 110mm and the varing of working angle from 30o to 90o In the experiment, the temperature of the top and bottom point of heat pipe was collected and compared The result shows that increasing the amount of water to 90-110mm, the heating coefficient of heat pipe will be improved.However, the heating rate at the beginning will be slower With the raising of working angle from 90o to 30o, the heat transfer coefficient will also higher Addition, the top temperature is higher than the bottom temperature with working angle from 30o - 45o Part two- Induction hardening machines are used to supply heat for evaporator This will be studied under three working fluids H2O, H2O (45% etanol), H2O (90% etanol) with a heat pipe have diameter 42mm and working angle 90o.In the experiment, the temperature of the top and bottom point of heat pipe was collected and compared The result shows that the heating coefficient of heat pipe will be improved with working fluid of water Keyword: Heat pipe, heat transfer, heating time, working fluid v MỤC LỤC Trang tựa…………………………………………………………………… Trang LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CÁM ƠN iii TÓM TẮT iv ABSTRACT v MỤC LỤC vi DANH SÁCH CÁC HÌNH x DANH SÁCH CÁC BẢNG xii CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỈ SỐ xiii CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Lịch sử phát triển ống nhiệt 1.2 Nghiên cứu nƣớc 1.2.1 Trong nƣớc 1.2.2 Ngoài nƣớc 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 10 1.3.1 Ý nghĩa khoa học đề tài .10 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn đề tài 10 1.4 Mục tiêu, nội dung nghiên cứu giới hạn đề tài .10 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu 11 1.6 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu .12 1.7 Kết cấu luận văn 12 CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 13 2.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động ống nhiệt 13 2.1.1 Cấu tạo ống nhiệt .13 2.1.2 Nguyên lý hoạt động ống nhiệt 14 2.2 Phân loại ống nhiệt 15 vi 2.2.1 Theo lực tác dụng để đƣa chất lỏng ngƣng quay trở phần sôi 16 2.2.2 Theo phạm vi nhiệt độ sử dụng 19 2.2.3 Theo môi chất nạp 19 2.2.4 Theo mục đích sử dụng ống nhiệt 19 2.2.5 Theo hình dạng ống .19 2.3 Ƣu điểm ống nhiệt [1] 20 2.4 Ứng dụng ống nhiệt [5] 21 2.4.1 Làm mát linh kiện điện tử 21 2.4.2 Làm nóng nƣớc sử dụng lƣợng mặt trời 23 2.4.3 Chống tan băng trụ đƣờng ống dẫn dầu 23 2.4.4 Tái sử dụng nhiệt thải .24 2.4.5 Một số ứng dụng khác ống nhiệt .25 2.5 Môi chất nạp vật liệu làm ống nhiệt .25 2.5.1 Chọn môi chất nạp 25 2.5.2 Vật liệu làm ống nhiệt 28 2.5.3 Cách nạp môi chất vào ống nhiệt .28 2.6 Công suất nhiệt ống nhiệt [1] .29 2.6.1 Cơng suất nhiệt tồn 29 2.6.2 Công suất nhiệt .32 2.7 Ảnh hƣởng lƣợng nạp mơi chất góc nghiêng tới cơng suất nhiệt Qi ống nhiệt [1] 35 2.7.1 Ảnh hƣởng lƣợng nạp 35 2.7.2 Ảnh hƣởng góc nghiêng .35 2.8 Các loại giới hạn công suất nhiệt ống nhiệt trọng trƣờng 36 2.8.1 Giới hạn âm 37 2.8.2 Giới hạn sôi 37 2.8.3 Giới hạn lôi 38 2.9 Chọn chiều dài phần sôi phần ngƣng ống nhiệt trọng trƣờng 39 vii CHƢƠNG XÂY DỰNG, CHẾ TẠO THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM VỀ ỐNG NHIỆT TRỌNG TRƢỜNG 40 3.1 Ống nhiệt .40 3.2 Điều khiển nhiệt độ .41 3.3 Cảm biến nhiệt 42 3.4 Giá đỡ 44 3.5 Điện trở vòng (heater) 45 3.6 Máy cao tần 46 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 47 4.1 Tiến hành thí nghiệm 47 4.2 Với ống nhiệt Ø42 mm dùng phƣơng pháp cấp nhiệt điện trở vòng .52 4.2.1 Biểu đồ thể thay đổi nhiệt độ theo thời gian điểm điểm dƣới thay đổi nhiệt độ gia nhiệt giữ nguyên lƣợng nƣớc, góc nghiêng 52 4.2.2 Biểu đồ thể thay đổi nhiệt độ theo thời gian điểm điểm dƣới thay đổi lƣợng nƣớc giữ nguyên góc, nhiệt độ gia nhiệt 54 4.2.3 Biểu đồ thể thay đổi nhiệt độ theo thời gian điểm điểm dƣới thay đổi góc giữ nguyên lƣợng nƣớc, nhiệt độ gia nhiệt 56 4.3 Với ống nhiệt Ø42mm dùng phƣơng pháp cấp nhiệt máy cao tần 58 4.3.1 Biểu đồ thể thay đổi nhiệt độ theo thời gian điểm điểm dƣới môi chất nạp cồn .59 4.3.2 Biểu đồ thể thay đổi nhiệt độ theo thời gian điểm điểm dƣới môi chất nạp rƣợu 60 4.3.3 Biểu đồ thể thay đổi nhiệt độ theo thời gian điểm điểm dƣới môi chất nạp nƣớc 61 4.3.4 Biểu đồ thể thay đổi nhiệt độ theo thời gian điểm môi chất nạp nƣớc, rƣợu, cồn 62 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 5.1 Kết luận .64 5.2 Kiến nghị .64 viii TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 PHỤ LỤC 67 ix DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình.………………… ………………………………………………………Trang Hình 1.1: Ảnh hưởng góc nghiêng Φ tới công suất nhiệt Qi Hình 1.2: Ảnh hưởng lượng nạp ξ tới công suất nhiệt Qi Hình 1.3: Lớp bấc dùng ống nhiệt Hình 1.4: Sơ đồ gắn cặp nhiệt độ ống nhiệt trọng trường .6 Hình 1.5: Sự thay đổi nhiệt độ công suất ban đầu không đổi cho ba loại môi chất làm việc khác (a) methanol (b) ethanaol (c) nước Hình 1.6: Chênh lệch nhiệt độ phần sôi (Te) phần ngưng (Tc) ống nhiệt hàm tuyến tính nhiệt đầu vào cho mơi chất nạp với nồng độ SiC khác 10 Hình 2.1: Cấu tạo ống nhiệt 13 Hình 2.2: Sơ đồ cấu tạo ống [16] .14 Hình 2.3: Quá trình hoạt động ống nhiệt biểu đồ T-s 15 Hình 2.4: Ống nhiệt trọng trường [17] 16 Hình 2.5: Cấu tạo ống nhiệt mao dẫn [1] 17 Hình 2.6: Mặt cắt ống nhiệt mao dẫn [17] .17 Hình 2.7: Ống nhiệt ly tâm [17] 18 Hình 2.8: Tản nhiệt RAM máy tính hãng OCZ Xigmatek 21 Hình 2.9: Các loại tản nhiệt VGA - cạc đồ họa máy tính 22 Hình 2.11: Bộ thu lượng mặt trời 23 Hình 2.12: Ống nhiệt đường ống dẫn dầu Alaska 23 Hình 2.13: Các thành phần nhiệt trở ống nhiệt 30 Hình 2.14: Giá trị ξ số môi chất theo nhiệt độ 34 Hình 2.15: Ảnh hưởng góc nghiêng Qi 36 Hình 3.1: Ống Ø42 mm 40 Hình 3.2: Bản vẽ ống Ø42 mm .41 Hình 3.3: Đồng hồ đo nhiệt 41 x Hình 3.4: Sơ đồ nối dây đồng hồ đo nhiệt .42 Hình 3.5: Cặp nhiệt điện 43 Hình 3.6: Cấu tạo thermocouple [19] 43 Hình 3.7: Giá đỡ tạo góc nghiêng 44 Hình 3.8: Bản vẽ giá đỡ tạo góc nghiêng 45 Hình 3.9: Điện trở vịng .45 Hình 3.10: Máy cao tần 46 Hình 4.1: Thí nghiệm với nhiệt độ, lượng nước cố định (100oC, 10mm), thay đổi góc (30º, 45º, 60º, 90º) 48 Hình 4.2: Thí nghiệm sử dụng máy tơi cao tần để cấp nhiệt cho ống nhiệt 49 Hình 4.3: Biểu đồ nhiệt điểm điểm thay đổi nhiệt độ gia nhiệt 53 Hình 4.4: Biểu đồ nhiệt điểm điểm thay đổi lượng nước .55 Hình 4.5: Biểu đồ nhiệt điểm điểm thay đổi góc 57 Hình 4.6: Biểu đồ nhiệt điểm điểm môi chất nạp cồn 59 Hình 4.7: Biểu đồ nhiệt điểm điểm môi chất nạp rượu 60 Hình 4.8: Biểu đồ nhiệt điểm điểm môi chất nạp nước 61 Hình 4.9: Biểu đồ nhiệt điểm môi chất nạp cồn, rượu, nước 62 xi b) Hình 4.4: Biểu đồ nhiệt điểm trênvà điểm thay đổi lượng nước a) Thay đổi lƣợng nƣớc - giữ nguyên nhiệt độ gia nhiệt 120oC, góc 600 b) Thay đổi lƣợng nƣớc - giữ nguyên nhiệt độ gia nhiệt 140oC, góc 300 Khi giữ nguyên nhiệt độ gia nhiệt góc nghiêng,thay đổi lƣợng nƣớc, qua biểu đồ hình 4.4 ta thấy, nƣớc bắt đầu sôi (5 phút) nhiệt độ điểm đồng loạt tăng lên nhƣng sau khoảng thời gian 16 phút nhiệt độ điểm lƣợng nƣớc 10mm-30mm khơng cịn tăng đáng kể, với lƣợng nƣớc 50mm110mm nhiệt độ tiếp tục tăng chênh lệch nhiệt độ điểm điểm dƣới lớn (8o -15o) - Lƣợng nƣớc 10mm: Vì lƣợng nƣớc thấp, gia nhiệt thời gian chuyển hồn tồn thành nên khơng đủ cung cấp nhiệtlƣợngđến điểm Nhiệt độ điểm lớn nhiệt độ điểm dƣới - Lƣợng nƣớc 30mm: Lƣợng nƣớc có thay đổi nhiều nhƣng khơng đáng kể kết tƣơng tự nhƣ lƣợng nƣớc 10mm Nhiệt độ điểm thấp điểm dƣới khoảng từ 30C - 40C 55 - Lƣợng nƣớc 50mm: Bắt đầu có thay đổi lƣợng nƣớc nhiều Nhiệt độ điểm tăng cao nhiệt lƣợng cung cấp từ nƣớc nhiều nhanh Nhiệt độ điểm cao so với nhiệt độ gia nhiệt điểm dƣới - Lƣợng nƣớc 70mm: Nhiệt độ điểm cao, lớn nhiệt độ gia nhiệt điểm dƣới từ 8oC – 10oC - Lƣợng nƣớc 90mm: Lƣợng nƣớc lớn nên khả truyền nhiệt tốt Tuy nhiên, tốc độ truyền nhiệt chậm cần phải có thời gian để nƣớc bắt đầu sôi bay Nhiệt độ điểm cao điểm dƣới khoảng 15oC - Lƣợng nƣớc 110mm: Với nhiệt độ gia nhiệtcho phần sơi 140oC nhiệt độ điểm tăng cao, chênh lệch nhiệt độ nhiều so với điểm dƣới Còn với nhiệt độ gia nhiệt cho phần sôi 120oC, lƣợng nƣớc cao nhƣng nhiệt độ gia nhiệt thấp nên nhiệt lƣợng không đủ để truyền nhiệt Nhận xét: Khi lƣợng nƣớc ống nhiệt khoảng 90mm-110mm khả truyền nhiệt lớn, nhiệt độ điểm cao Tuy nhiên, tốc độ truyền nhiệt lâu 4.2.3 Biểu đồ thể thay đổi nhiệt độ theo thời gian điểm vàđiểm thay đổi góc giữ nguyên lượng nước, nhiệt độ gia nhiệt a) 56 b) Hình 4.5: Biểu đồ nhiệt điểm điểm thay đổi góc a) Thay đổi góc - giữ nguyên nhiệt độ gia nhiệt 1200C, lƣợng nƣớc 50mm b) Thay đổi góc - giữ nguyên nhiệt độ gia nhiệt 1400C, lƣợng nƣớc 10mm Khi giữ nguyên nhiệt độ gia nhiệt lƣợng nƣớc ống nhiệt, thay đổi góc nghiêng theo góc nghiêng đặc biệt 30o, 45o,60o,90o Tƣơng tự nhƣ giữ nguyên lƣợng nƣớc góc nghiêng ống nhiệt, thay đổi nhiệt độ cài đặt Ban đầu nƣớc phần sôi ống nhiệt chƣa sôi nên nhiệt độ điểm dƣới tăng, nhiệt độ điểm chƣa tăng, sau sôi nƣớc bay lên phần ngƣng dẫn đến nhiệt độ điểm bắt đầu tăng - Góc 300: Đây góc nghiêng lớn nhất, thấy tốc độ gia nhiệt lên điểm nhanh so với góc cịn lại, nhiên không đáng kể Nhiệt độ điểm cao điểm dƣới - Góc 450: Nhiệt độ điểm vƣợt cao điểm dƣới khoảng gần 100C Tốc độ gia nhiệt tƣơng đối nhanh 57 - Góc 600: Khi góc nghiêng giảm, nhiệt độ điểm có xu hƣớng giảm khơng cịn vƣợt qua nhiệt độ điểm dƣới Nhiệt độ dao động điểm nhỏ điểm dƣới khoảng từ 20C - 30C - Góc 900C: Khi ống nhiệt đƣợc gá thẳng đứng, vng góc với mặt sàn thời gian gia nhiệt tƣơng đối lâu so với có góc nghiêng Nhiệt độ điểm lớn điểm dƣới mức chênh lệch nhiệt độ điểm điểm dƣới nằm khoảng từ 20C - 30C Nhận xét: Khikhảo sát góc nghiêng tốc độ gia nhiệt lên điểm nhanh tăng cao (vƣợt qua nhiệt độ điểm dƣới) góc nghiêng 30o, 45o,cho thấy khả truyền nhiệt tốt Đặc điểm đƣợc giải thích nhƣ sau: Khi góc nghiêng lớn (30o, 45o) diện tích bề mặt thống mơi chất lớn nên số lƣợng phần tử nhận nhiệt bay lên nhiều so với góc nghiêng nhỏ (60o, 90o) 4.3 Với ống nhiệt Ø42mm dùng phƣơng pháp cấp nhiệt máy cao tần Giữ ngun góc nghiêng 90o lƣợng mơi chất nạp ống 50 mm - thay đổi loại môi chất nạp lần lƣợt là: cồn, rƣợu, nƣớc 58 4.3.1 Biểu đồ thể thay đổi nhiệt độ theo thời gian điểm vàđiểm Temperature (oC) mơi chất nạp cồn Time (sec) Hình 4.6: Biểu đồ nhiệt điểm điểm môi chất nạp cồn Bảng 4.2: Thời gian tương ứng để nhiệt độ điểm điểm đạt yêu cầu cần khảo sát với môi chất nạp cồn Thời gian cấp nhiệt (giây) 19 39 90 732 780 Nhiệt độ điểm dƣới (oC) 30 100 240 358 164 158 Nhiệt độ điểm (oC) 29 29 29 34 66 66 Thí nghiệm với mơi chất nạp cồn, lúc đầu cấp nhiệt cho phần sôi đến 100oC, ta nhận thấy nhiệt độ điểm dƣới tăng nhƣng nhiệt độ điểm chƣa tăng Tiếp tục cấp nhiệt cho phần sôi 20s, cồn sôi tạo thành bay lên truyền nhiệt lƣợng cho phần ngƣng nhƣng nhiệt độ điểm tăng lên chậm thấp, không 59 đạt đến 150oC, đạt đƣợc 66oC với thời gian 13 phút, điều đƣợc giải thích nhƣ sau: cồn có chứa khoảng 90% ethanol - có nhiệt ẩn hóa thấp r=1030 KJ/Kg khối lƣợng riêng thấp ρ =0,800(kg/m³)(phụ lục 2)nên không đủ cung cấp nhiệt lƣợng từ phần sôi lên phần ngƣng, tiếp tục cấp nhiệt 20s toàn cồn bị hóa cộng với khả truyền nhiệt kim loại làm cho nhiệt độ điểm tăng lên nhƣng không đáng kể (66oC) Temperature (oC) 4.3.2 Biểu đồ thể thay đổi nhiệt độ theo thời gian điểm vàđiểm môi chất nạp rượu Time (sec) Hình 4.7:Biểu đồ nhiệt điểm điểm môi chất nạp rượu Bảng 4.3: Thời gian tương ứng để nhiệt độ điểm điểm đạt yêu cầu cần khảo sát với môi chất nạp rượu Thời gian cấp nhiệt(giây) 23 43 68 115 200 210 Nhiệt độ điểm dƣới (oC) 27 100 233 374 292 245 230 60 Nhiệt độ điểm (oC) 28 28 32 70 150 169 163 Thí nghiệm với mơi chất nạp rƣợu, lúc đầu cấp nhiệt cho phần sôi đến o 100 C, ta nhận thấy nhiệt độ điểm dƣới tăng nhƣng nhiệt độ điểm chƣa tăng Tiếp tục cấp nhiệt cho phần sôi 20s, rƣợu sôi tạo thành bay lên truyền nhiệt lƣợng cho phần ngƣng làm cho nhiệt độ điểm tăng lên nhanh, đạt 150oC thời gian phút 55s tiếp tục tăng lên đạt tối đa 169oC với thời gian phút 20s, điều đƣợc giải thích nhƣ sau: rƣợu có chứa khoảng 45% ethanol, thành phần ethanol rƣợu thấp cồn, lƣợng nhiệtchuyển từ phần sơi đến phần ngƣng cao nhanh so với cồn Temperature (oC) 4.3.3 Biểu đồ thể thay đổi nhiệt độ theo thời gian điểm vàđiểm mơi chất nạp nước Time (sec) Hình 4.8: Biểu đồ nhiệt điểm điểm dướikhi môi chất nạp nước Bảng 4.4: Thời gian tương ứng để nhiệt độ điểm điểm đạt yêu cầu cần khảo sát với môi chất nạp nước Thời gian cấp nhiệt (giây) Nhiệt độ điểm dƣới (oC) Nhiệt độ điểm (oC) 29 28 34 100 28 54 239 37 80 359 92 106 314 150 190 226 201 61 Thí nghiệm với mơi chất nạp nƣớc, lúc đầu cấp nhiệt cho phần sôi đến nhiệt độ sôi nƣớc (100oC), ta nhận thấy nhiệt độ điểm dƣới tăng nhƣng nhiệt độ điểm chƣa tăng Tiếp tục cấp nhiệt cho phần sôi 20s, nƣớc sôi tạo thành hơibay lên truyền nhiệt lƣợng cho phần ngƣng làm cho nhiệt độ điểm tăng lên nhanh, đạt 150oC thời gian ngắn(1 phút 46s) tiếp tục tăng lên đạt tối đa 201oC với thời gian phút 10s, không cịn cấp nhiệt cho phần sơi; điều đƣợc giải thích nhƣ sau: khối lƣợng riêng (ρ=999(kg/m³)) nhiệt ẩn hóa hơi(r =2453,8 (kJ/kg)) (phụ lục 1) nƣớc lớn nhiều lần so với ethanol nên nhiệt lƣợng chuyển lên phần ngƣng nhiều nhanh 4.3.4 Biểu đồ thể thay đổi nhiệt độ theo thời gian điểm môi Temperature (oC) chất nạp nước, rượu, cồn Time (sec) Hình 4.9: Biểu đồ nhiệt điểm môi chất nạp cồn, rượu, nước 62 Bảng 4.5: So sánh mức thời gian để đạt nhiệt độ mong muốn loại môi chất nạp Môi chất Thời gian để Thời gian để Thời gian để Nhiệt độ tối đa điểm dƣới đạt điểm đạt điểm đạt tối phần 100oC (s) 150oC (s) đa (s) ngƣng (oC) Cồn 19 - 732 66 Rƣợu 23 115 200 169 Nƣớc 34 106 190 201 “ -”: không đạt đƣợc Nhận xét:Trong ba loại mơi chất thí nghiệm nƣớc có khối lƣợng riêng nhiệt ẩn hóa cao nhiệt lƣợng chuyển từ phần sơi đến phần ngƣng nhiều nhanh Ngồi thí nghiệm thể hiện: với lƣợng nƣớc nạp ống nhiệt 50mm góc nghiêng 90o dùng phƣơng pháp cấp nhiệt máy cao tần thời gian để điểm đạt nhiệt độ 150oC 1,8 phút, dùng phƣơng pháp điện trở vòng thời gian để điểm đạt nhiệt độ 150oC phải 20 phút 63 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Nghiên cứu ống nhiệt vấn đề rộng mà nhà khoa học toàn giới nghiên cứu nhiều Ở Việt Nam lĩnh vực khơng cịn xa lạ, việc nghiên cứu, phân tích, thực nghiệmmơ hình ống nhiệt đƣợc nhiều tác giả đƣa kết có giá trị Luận văn tiếp tục kế thừa, phát triển cơng trình nghiên cứu trƣớc đƣa kết thông qua trình thí nghiệm đo kiểm thực tế, mơ hình ống nhiệt đƣợc tiến hành nghiên cứu với lƣợng môi chất làm việc thay đổi từ 10mm đến 110mm, ứng với mức nhiệt độ làm việc 100ºC, 120ºC 140ºC Bên cạnh đó, thơng số góc nghiêng ống đƣợc khảo sát với góc thay đổi từ 30o đến 90o Ngoài ra, luận văn nghiên cứu đến phƣơng pháp cấp nhiệt cảm ứng từ cho ba loại môi chất nạp khác nhau: cồn, rƣợu nƣớc Qua q trình phân tích kết thực nghiệm rút đƣợc kết luận sau:  Nhiệt độ điểm phụ thuộc vào lƣợng nƣớc ống nhiệt Kết nhiệt độ gia nhiệt từ 1000C-1400C nhiệt độ điểm đạt cao (130oC-140oC) lƣợng nƣớc ống nhiệt từ 90mm-110mm  Nhiệt độ điểm phụ thuộc vào góc nghiêng ống nhiệt Kết nhiệt độ gia nhiệt từ 1000C-1400C nhiệt độ điểm đạt cao (130oC-140oC) góc nghiêng ống nhiệt từ Φ =30o - 45o  Nhiệt độ điểm phụ thuộc vào loại môi chất nạp ống nhiệt Kết với ba loại môi chất nƣớc, rƣợu, cồn thìnhiệt độ điểm đạt 150oC thời gian phút 55s đạt cao 201oC thời gian phút 10svới môi chất nạp ống nhiệt nƣớc 5.2 Kiếnnghị Do thời gian thực đề tài có hạn nên ngồi kết đạt đƣợc, xin đề xuất số ý kiến sau nhằm phát triển hoàn thiện đề tài nữa: Nghiên cứu phân bố nhiệt ống nhiệt trọng trƣờng với môi chất nạp khác nhƣ NH3, methanol… Nghiên cứu sâu kết cấu ống nhiệt để nâng cao trình truyền nhiệt 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT: [1] Bùi Hải, Trần Văn Vang Ống nhiệt ứng dụng ống nhiệt.NXBBách Khoa, Hà Nội, 2008 [2] Bùi Hải, Dƣơng Hồng Đức, Hà Mạnh Thƣ Thiết bị trao đổi nhiệt NXB Khoa học Kỹ thuật, 2004 [3] Bùi Hải Tính tốn thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt.NXBGiao thông Vận tải, 2002 [4] Bùi Hải Ảnh hưởng góc nghiêng lượng nạp tới công suất nhiệt ống nhiệt trọng trường.Hội KHKT nhiệt Việt Nam KH&CNN *4/97*11 [5] Nguyễn Thiên Hoàng, Nghiên cứu tính chất nhiệt ống nhiệt trọng trường với môi chất nạp ethanol Luận văn cao học,trƣờng Đại học bách khoa Hà Nội, tháng năm 2010 [6] Đặng Quốc Phú, Trần Thế Sơn, Trần Văn Phú.Truyền nhiệt NXB Giáo dục [7] Phạm Văn Trí, Dƣơng Đức Hồng, Nguyễn Cơng Cẩn Lị cơng nhiệp NXBKhoa học Kỹthuật, Hà Nội, 2008 TIẾNG NƢỚC NGOÀI: [8] Xianping Chen, Huaiyu Ye, Xuejun Fan, Tianling Ren, Guoqi Zhang.A review of small heat pipes for electronics Applied Thermal Engineering, Volume 96, March 2016, Pages 1-17 [9] P.D Dunn, D.A Reay.Heat Pipes.Pergamon Press, Oxford, 1994 [10] Marcos Vinício Oro, Edson Bazzo.Flat heat pipes for potential application in fuel cell cooling Applied Thermal Engineering, Volume 90, November 2015, Pages 848-857 [11] S.M Peyghambarzadeh, S Shahpouri, N Aslanzadeh, M Rahimnejad.Thermal performance of different working fluids in a dual diameter circular heat pipe Ain Shams Engineering Journal, Volume 4, Issue 4, December 2013, Pages 855-861 [12] F J Stenger Capillary PumpedLoop-CPL NASA TM X-1310, 1996 65 [13] Chen-Ching Ting, Chien-Chih Chen.Experimental Analysis of Heat Transfer Behavior inside Heat Pipe Integrated with Cooling Plates Engineering, 2011, 3, 959-964 [14]C C Ting, J N Lee and C.C Chen Heat Transfer Characterizations of Heat Pipe in Comparison with Copper Pipe Journal of Heat Transfer, Vol 131, No 3, 2009, pp 1-6 [15] S V Vershini and Y F Maydanik Hysteresis Phenomena in Loop Heat Pipes Applied Thermal Engineering, Vol 27, No 5-6, 2007, pp 962-968 TÀI LIỆU MẠNG: [16] https://en.wikipedia.org/wiki/Heat_pipe [17]www.thermalfluidscentral.org [18]http://vinagreensun.com/lo-cao-tan-igbt-gia-nhiet-cam-ung/lo-cao-tanigbt-30kw.html [19] https://bientan.wordpress.com/ [20] http://www.nangluongnhiet.vn/ 66 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Tính chất vật lý nước Nƣớc, H2O, khối lƣợng phân tử: 18,0; (Tsôi = 100 °C; Tnóng chảy = 0,0 °C) T Temp °C r nhiệt ẩn hóa (kJ/kg) ρℓ khối lƣợng riêng thể lỏng (kg/m³) ρv khối lƣợng riêng thể (kg/m³) 20 2453,8 999,0 0,01729 10015 88,5 0,602 40 2406,5 993,05 0,05110 6513 96,6 0,630 60 2358,4 983,28 0,13020 4630 105,0 0,653 80 2308,9 971,82 0,29320 3510 113,0 0,669 100 2251,2 958,77 0,59740 2790 121,0 0,680 120 2202,9 943,39 1,12100 2300 128,0 0,685 140 2144,9 925,93 1,96560 1950 135,0 0,687 160 2082,2 907,44 3,25890 1690 142,0 0,684 180 2014,0 887,31 5,15970 1493 149,0 0,676 200 1939,0 865,05 7,86530 1338 156,0 0,664 67 μℓ độ nhớt μv độ nhớt động kℓ độ dẫn động học lỏng học (10-7Nnhiệt (W/m-K) (10-7N-s/m²) s/m²) Phụ lục 2:Tính chất vật lý etanol Ethanol, C2H5OH, khối lƣợng phân tử: 46,0; (Tsơi = 78,3 °C; Tnóng chảy = -114,5 °C T Temp °C r nhiệt ẩn hóa (kJ/kg) ρℓ Khối lƣợng riêng thể lỏng (kg/m³) ρv khối lƣợng riêng thể (kg/m³) μℓ độ nhớt động học lỏng (10-3N-s/m²) μv độ nhớt động học (10-5N-s/m²) kℓ độ dẫn nhiệt (W/mK) 1048,4 0,901 0,036 1,7990 0,774 0,183 20 1030,0 0,800 0,085 1,1980 0,835 0,179 40 1011,9 0,789 0,316 0,8190 0,900 0,175 60 988,9 0,770 0,748 0,5880 0,959 0,171 80 960,0 0,757 1,430 0,4320 1,030 0,169 100 927,0 0,730 3,410 0,3180 1,092 0,167 120 885,5 0,710 6,010 0,2430 1,157 0,165 140 834,0 0,680 10,670 0,1900 1,219 0,163 160 772,9 0,650 17,450 0,1500 1,293 0,161 180 698,8 0,610 27,650 0,1200 1,369 0,159 200 598,3 0,564 44,480 0,0950 1,464 0,157 220 468,5 0,510 74,350 0,0725 1,618 0,155 240 280,5 0,415 135,500 0,0488 1,948 0,153 68 S K L 0 ... Grenoble – Pháp IHPC tiến hành năm 1990 Minsk – Nga IHPC tiến hành năm 1992 Bắc Kinh – Trung Quốc IHPC tiến hành năm 1995 New Mehico – Mỹ IHPC 10 tiến hành năm 1997 Stutgart – Đức IHPC 11 tiến hành... độlàm việc ống nhiệt (nhiệt đ? ?trung bình ống th) cịn dựa vào tính phù hợp mơi chất nạp vật liệu làm ống, tính chất nhiệt, vật lý hố học mơi chất nạp v.v… 25 Nhiệt đ? ?trung bình đƣợc tính gần nhƣsau... đó: tis- Nhiệt đ? ?trung bình bềmặt ống phần sơi (oC), tin- Nhiệt đ? ?trung bình bềmặt ống phần ngƣng (oC), tns- Nhiệt đ? ?trung bình bềmặt ngồi ống phần sơi (oC), tnn- Nhiệt đ? ?trung bình bềmặt ống phần