KỸ THUẬT THỰC PHẨM 2 báo cáo THỰC HÀNH THIẾT bị TRUYỀN NHIỆT vỏ ỐNG

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HỐ HỌC KỸ THUẬT THỰC PHẨM BÁO CÁO THỰC HÀNH THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT VỎ ỐNG THIÊN THANH TRÚC Tóm tắt Quá trình khảo sát ảnh hưởng chiều chuyển động lưu chất lên q trình truyền nhiệt xi chiều ngược chiều lên trình truyền nhiệt vỏ ống với dạng ống xoắn Quá trình thực nghiệm xử lý kết nhằm xác định hệ số truyền nhiệt thực nghiệm KTN thiết bị so sánh với kết tính tốn theo lý thuyết KLT Hệ số truyền nhiệt lý thuyết KLT xác định thông qua chế độ dịng chảy chuẩn sốđể tìm hệ số cấp nhiệt dịng nóng dịng lạnh Đồng thời tính nhiệt lượng dịng nóng tỏa ra, dịng lạnh thu vào, hiệu suất trình truyền nhiệt từ rút nhận xét xem chế độ chảy mang lại hiệu truyền nhiệt tốt Giới thiệu Trong công nghiệp đặc biệt lĩnh vực cơng nghệ hóa học, thực phẩm mơi trường biến đổi vật chất luôn kèm theo tỏa nhiệt hay thu nhiệt cần phải có nguồi thu lượng nhiệt (thiết bị làm lạnh hay ngưng tụ) hay nguồn tỏa nhiệt (thiết bị gia nhiệt, đun sơi) Q trình truyền nhiệt phân biệt thành trình truyền nhiệt ổn định trình truyền nhiệt khơng ổn định Q trình truyền nhiệt ổn định q trình mà nhiệt độ thay đổi theo không gian mà không thay đổi theo thời gian Q trình truyền nhiệt khơng ổn định q trình mà nhiệt độ thay đổi theo khơng gian thời gian Q trình truyền nhiệt khơng ổn định thường xảy thiết bị làm việc gián đoạn giai đoạn đầu cuối q trình liên tục Cịn q trình truyền nhiệt ổn định thường xảy thiết bị làm việc liên tục Trong thực tế thiết bị truyền nhiệt thường làm việc chế độ liên tục, việc nghiên cứu q trình truyền nhiệt khơng ổn định nhằm mục đích điếu khiển q trình khơng ổn định để đưa trạng thái ổn định, lý thuyết truyền nhiệt không ổn định phức tạp Do đó, chương trình xét đến trình truyền nhiệt ổn định Quá trình truyền nhiệt trình chiều, nghĩa nhiệt lượng truyền từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp truyền từ vật sang vật khác hay từ không gian sang không gian khác thường theo phương thức cụ thể THIÊN THANH TRÚC tổ hợp nhiều phương thức (truyền nhiệt phức tạp) Các phương thức truyền nhiệt gồm dẫn nhiệt đối lưu, xạ Trong thực hành tiếp cận thiết bị truyền nhiệt loại vỏ ống, trình truyền nhiệt xem truyền nhiệt biến nhiệt ổn định Mục đích thí nghiệm  Sinh viên biết vận hành thiết bị truyền nhiệt, hiểu nguyên lý đóng mở van để điều chỉnh lưu lượng hướng dịng chảy, biết cố xảy cách sử lý tình  Khảo sát q trình truyền nhiệt đun nóng làm nguội gián tiếp dòng qua bề mặt ngăn cách ống lồng ống, ống chùm ống xoắn…  Tính tốn hiệu suất tồn phần dựa vào cân nhiệt lượng lưu lượng dòng khác  Khảo sát ảnh hưởng chiều chuyển động lên q trình truyền nhiệt lên trường hợp xi chiều ngược chiều  Xác định hệ số truyền nhiệt thực nghiệm KTN thiết bị từ so sánh với kết tính tốn theo lý thuyết KLT Cơ sở lý thuyết: Qúa trình trao đổi nhiệt dòng lưu chất qua bề mặt ngăn cách thường gặp lĩnh vực cơng nghiệp hóa chất, thực phẩm, hóa dầu,… Trong nhiệt lượng dịng nóng tỏa dịng lạnh thu vào Mục đích q trình nhằm thực giai đoạn qui trình cơng nghệ, llà đun nóng, làm nguội, ngưng tụ hay bốc hơi,… Tùy thuộc vào chất trình mà ta bố trí phân bố dịng cho giảm tổn thất, tang hiệu suất trình - Hiệu suất trình trao đổi nhiệt cao hay thấp tùy thuộc vào cách ta bố trí thiết bị, điều kiện hoạt động,… Trong đó, chiều chuyển động dịng có ý nghĩa quan trọng - Cân lượng dòng lỏng trao đổi nhiệt gian tiếp: Nhiệt lượng dịng nóng tỏa ra: QN=GN.CN.ΔTN (6.1) THIÊN THANH TRÚC - Nhiệt lượng dòng lạnh thu vào: QL=GL.CL.ΔTL (6.2) - Nhiệt lượng tổn thất (phần nhiệt lượng mà dịng nóng tỏa dịng lạnh khơng thu vào trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh): Qf=QN-QL (6.3) - Cân nhiệt lượng: QN=QL+Qf (6.4) Mặt khác nhiệt lượng trao đổi tính theo cơng thức: Q= K F Δtlog (6.5) Từ (6.5) ta thấy nhiệt lượng trao đổi phụ thuộc vào kích thước thiết bị F, cách bố trí dịng Δ tlog Do thiết bị phần cứng ta khó thay đổi nên xem nhiệt lượng trao đổi trường hợp phụ thuộc vào cách bố trí dịng chảy Ta có cách bố trí sau: - Chảy xuôi chiều: lưu thể chảy song song chiều với Chảy ngược chiều: lưu thể chảy song song ngược chiều với Chảy chéo dòng: lưu thể lưu thể chảy theo phương vng góc THIÊN THANH TRÚC - Chảy hỗn hợp: lưu thể chảy theo hướng cịn lưu thể có đoạn chảy chiều có đoạn chạy ngược chiều có đoạn chảy chéo dịng Tùy vào cách bố trí mà ta có phương pháp xác định hiệu số nhiệt độ hữu ích logarit Δtlog khác Trường hợp chảy ngược chiều: Xét trường hợp hai lưu thể chảy ngược chiều dọc theo bề mặt trao đổi nhiệt, nhiệt độ lưu thể nóng giảm, nhiệt độ lưu thể nguội tăng biểu diễn giản đồ sau THIÊN THANH TRÚC Trường hợp hai lưu thể chảy xuôi chiều Xét trường hợp hai lưu thể chảy xuôi chiều dọc bề mặt trao đổi nhiệt, nhiệt độ lưu thể nóng giảm, nhiệt độ lưu thể ngội tăng biểu diễn giản đồ sau Hiệu suất nhiệt độ trình truyền nhiệt dịng nóng dịng lạnh là: THIÊN THANH TRÚC Hiệu suất nhiệt độ hữu ích trình truyền nhiệt: Hiệu suất trình truyền nhiệt Xác định hệ số truyền nhiệt thực nghiệm Xác định hệ số truyền nhiệt theo lý thuyết 5Mơ hình thí nghiệm 5.1 Sơ đồ hệ thống 5.1.1 Sơ đồ hệ thống thí nghiệm truyền nhiệt loại ống chùm THIÊN THANH TRÚC 5.1.2 Sơ đồ hệ thống thí nghiệm truyền nhiệt loại ống xoắn THIÊN THANH TRÚC - Hai mơ hình có cấu tạo giống nên giới thiệu chung - Hệ thống khảo sát gồm loại thiết bị chính: + Thiết bị truyền nhiệt loại ống chùm (xoắn TB2) có vỏ ngồi thủy tinh TB1 + Thiết bị truyền nhiệt loại ống chùm (xoắn TB1) có vỏ ngồi kim loại TB2 - Hệ thống thí nghiệm gồm thùng chứa nước nóng TN (thùng nóng) nước lạnh TL (thùng lạnh) nối với bơm tương ứng bơm nóng B, vả bơm lạnh B để dẫn dịng nóng lạnh vào thiết bị truyền nhiệt loại ống chùm qua thiết bị đo lưu lượng loại rotamet - Sự phân bổ dòng lưu chất vào thiết bị điều chỉnh qua hệ thống van VL VNj, ( i = 1÷9 , j = 1÷7 )> Lưu lượng dịng nóng dịng lạnh điều chỉnh nhờ van VN VL - Nhiệt độ đầu vào dòng xác định nhờ đầu cảm biến độ cặp nhiệt điện loại K truyền tín hiệu tủ điều khiển hiển thị đồng hồ hiển thị RTC - Nước thùng chứa nước nóng gia nhiệt nhờ điện trở 3KW có kết nối với điều khiển ON/OF tủ điều khiển để khống chế nhiệt độ thùng chứa theo yêu cầu thí nghiệm Chú ý: Đối với van VL VN đóng phải đóng hồn tồn, mở phải mở hồn tồn THIÊN THANH TRÚC - Hệ thồng tủ điện bao gồm: + Đèn báo sáng có điện vào tủ điều khiển + Cơng tắc tổng (có đèn báo sáng mở) + Nút nhấn mở (màu xanh) nút nhấn tắt (màu đỏ) bơm nóng, bơm lạnh + Cơng tắt điện trở + Nút dừng khẩn cấp (nhấn vào có cố, xoay theo chiều kim đồng hồ cần mở) + Đồng hồ hiển thị nhiệt độ dịng nóng T1, T3, T5, T7 + Đồng hồ hiển thị nhiệt độ dòng lạnh T2, T4, T6, T8 + Bộ cài đặt nhiệt độ thùng nóng T9 5.1.3 Sơ đồ hệ thống thí nghiệm truyền nhiệt loại ống lồng ống THIÊN THANH TRÚC - Mở nắp thùng chứa nước nóng TN lạnh TL (nếu có) kiểm tra nước đến 2/3 thùng Trước cho nước vào thùng phải đóng van xả đáy - Đóng nắp thùng chứa nước nóng lạnh (nếu có) - Cài đặt nhiệt độ điều khiển ON/OFF cho thùng chứa nước nóng TN - Bật cơng tắc điện trở - Khi nhiệt độ thùng chứa nước nóng TNđạt giá trị cài đặt bắt đầu tiến hành thí nghiệm - Trên mơ hình thiết bị ống chùm ống xoắn bố trí dịng chảy xi chiều hay ngược chiều cần điều chỉnh dòng lạnh, dịng nóng ln bố trí cố định chiều từ xuống - Trên mơ hình thiết bị ống lồng ống dịng nóng cố định chiều chảy từ lên Các ký hiệu o ΔTN: hiệu số nhiệt độ đầu vào dịng nóng o ΔTL: hiệu số nhiệt độ đầu vào dòng lạnh o ηN: hiệu suất nhiệt độ dịng nóng o ηL: hiệu suất nhiệt độ dịng lạnh o ηhi: hiệu suất nhiệt độ hữu ích o η: hiệu suất truyền nhiệt o VN: lưu lượng thể tích dịng nóng (m /s) o VL: lưu lượng thể tích dịng lạnh (m /s) o GN: lưu lượng khối lượng dịng nóng (kg/s) o GL: lưu lượng khối lượng dòng lạnh (kg/s) o CN: nhiệt dung riêng dịng nóng (J/kg.°C) (tra bảng) o CL: nhiệt dung riêng dòng lạnh (J/kg.°C) (tra bảng) o ρN: khối lượng riêng dịng nóng (kg/m ) (tra bảng) o ρL: khối lượng riêng dòng lạnh (kg/m ) (tra bảng) o QN: nhiệt lượng dịng nóng tỏa o QL: nhiệt lượng dòng lạnh thu vào (W) o Qf: nhiệt lượng tổn thất (W) Δ o Δt1: hiệu số nhiệt độ dịng nóng dòng lạnh đầu thiết bị o Δt2: hiệu số nhiệt độ dịng nóng dịng lạnh đầu thiết bị o Δtlog: hiệu số nhiệt độ hữu ích logarit o K: hệ số truyền nhiệt (W/m °C) o F: diện tích trao đổi nhiệt (m ) Đối với ký hiệu kích thước ống chùm: o d1t: đường kính ống thiết bị thủy tinh TB1 (m) o d1n: đường kính ngồi ống thiết bị thủy tinh TB1 (m) o d2t: đường kính ống thiết bị inox TB2 (m) o d2n: đường kính ngồi ống thiết bị inox TB2 (m) o D1: đường kính thiết bị thủy tinh TB1 (m) o D2: đường kính ống inox TB2 (m) o L1: chiều dài ống trong thiết bị thủy tinh TB1 (m) o L2: chiều dài ống thiết bị inox TB2 (m) o n1: số ống thiết bị thủy tinh o n2: số ống thiết bị inox Bảng 6.1: Bảng kích thước ống chum THIÊN THANH TRÚC d1t d1n mm 10 mm D2t 11 mm D2n 13 mm D1 250 mm N1 19 n2 61 D2 100 mm L1 650 mm L2 500 mm Đối với ký hiệu kích thước ống xoắn: o di: đường kính ống xoắn (m) o do: đường kính ngồi ống xoắn (m) o D1: đường kính thiết bị inox (m) o D2: đường kính ống thủy tinh (m) o L1 chiều dài ống xoắn thiết bị inox TB1 (m) o L2: chiều dài ống xoắn thiết bị thủy tinh TB2 (m) 6.2 Bảng kích thước ống xoắn di 15mm 17mm D1 250mm D2 100mm L1 12m L2 6m Đối với kí hiệu kích thước ống lồng ống: d1 đường kính ống d2 đường kính ngồi ống D1 đường kính ống ngồi D2 đường kính ngồi ống L chiều dài ống tryền nhiệt Bảng 6.3: Bảng kích thước ống lồng ống d1 17mm d2 21mm D1 30mm D2 34mm l 500mm Tiến hành thí nghiệm hực nghiệm 6.1 Tóm tắt thơng số quan trọng hóa chất thiết bị sử dụng  Mở nắp thùng chứa nước nóng lạnh kiểm tra nước đến 2/3 thùng Trước cho nước vào thùng phải kháo van xá đáy  Đóng nắp thùng chứa nước nóng  Khi nhiệt đọ thùng chưa nước nóng đạt giá trị cài đặt bắt đầu thí nghiệm  Trên mơ hình thiết bị ống chùm ống xoắn bố trí dịng chảy xi chiều hay ngược chiều cần chỉnh dịng lạnh cịn dịng nóng ln bố trí cố định chiều từ xuống 6.2 Thực thí nghiệm 6.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát trường hợp xuôi chiều thiết bị 6.2.1.1 Chuẩn bị THIÊN THANH TRÚC Trước mở bơm phải đảm bảo hệ thống van phải phù hợp (nghĩa phải có dịng chảy), tránh trường hợp mở bơm mà khơng có dịng chảy (nghĩa van đóng mở sai) gặp tượng sau:  Lưu lượng kế không thấy hoạt động  Tiếng kêu động lớn bình thường  Bung số khớp nối mềm  Xì nước roăn mặt bích  Có khả hỏng bơm (bốc mùi khét)  Gặp trường hợp vậy tắt bơm kiểm tra lại hệ thống van Trước mở điện trở phải đảm bảo thùng có nước điều quan trọng bật điện trở mà khơng có nước thùng cần 1-3 phút điện trở hỏng Phải xác định vị trí đầu dị nhiệt độ, quan trọng nhiệt độ nóng vào nóng ra, lạnh vào, lạnh việc đánh số đàu dị khơng khớp mơ hình sinh viên dùng phán đoán  Khi mở bơm khởi động phải mở van hồn lưu  Khi vận hành thức dịng chảy qua nhánh phụ khơng qua lưu lượng kế 6.2.1.2 Tiến hành Mở điện trở đun nước thùng nóng đạt nhiệt độ từ 75-85 oC tiến hành thí nghiệm Mở van điều chỉnh van cho phù hợp sau mở bơm nóng điều chỉnh dịng nóng đến lưu lượng cần thiết điều chỉnh lưu lượng qua dịng nóng Tắt bơm nóng mở bơm lạnh điều chỉnh lưu lượng, sau mở bơm nóng Đợi khoảng phút tiến hành ghi số liệu 6.2.1.3 Các lưu ý Trước mở điện trở phải đảm bảo thùng phải có nước 2/3 thùng Trước mở bơm phải đảm bảo thùng chứa phải có nước Trước mở bơm phải đảm bảo hệ thống van phải phù hợp Khi mở bơm khởi động phải mở van hoàn lưu THIÊN THANH TRÚC Khi điều chỉnh lưu lượng cần điều chỉnh lưu lượng dịng nóng trước vàm điều chỉnh xong dịng nóng qua nhánh phụ sau dó tắt bơm nóng Tiếp theo điều chỉnh lưu lượng dịng lạnh, điều chỉnh xong mở bơm nóng Nhiệt độ đầu vào thí nghiệm phải giống 6.2.1.4 Báo cáo Xác định nhiệt lượng dịng nóng tỏ ra, lạnh thu vào nhiệt lượng tổn thất Xác định so sánh hiệu số nhiệt độ dòng hiệu suất nhiệt độ Xác định hiệu số trình truyền nhiệt Xác định hệ số truyền nhiệt thực nghiệm Xác định hệ sô truyền nhiệt theo lý thuyết Vẽ đồ thị biểu diễn hệ số truyền nhiệt thực nghiệm K TN thiết bị từ so sánh với kết tính tốn theo lý thuyết KLT trường hợp xi chiều 6.3Thí nghiệm 2: Khảo sát trường hợp ngược chiều thiết bị 6.3.1 Chuẩn bị Giống thí nghiệm 6.3.2 Tiến hành Mở điện trở đun nước thùng nóng đạt nhiệt độ từ 75-85 oC tiến hành thí nghiệm Mở van điều chỉnh van cho phù hợp sau mở bơm nóng điều chỉnh dịng nóng đến lưu lượng cần thiết điều chỉnh lưu lượng qua dịng nóng Tắt bơm nóng mở bơm lạnh điều chỉnh lưu lượng, sau mở bơm nóng Đợi khoảng phút tiến hành ghi số liệu 6.3.3 Các lưu ý Giống nghiệm 6.4.4 Báo cáo Xác định nhiệt lượng dịng nóng tỏ ra, lạnh thu vào nhiệt lượng tổn thất Xác định so sánh hiệu số nhiệt độ dòng hiệu suất nhiệt độ THIÊN THANH TRÚC Xác định hiệu số trình truyền nhiệt Xác định hệ số truyền nhiệt thực nghiệm Xác định hệ sô truyền nhiệt theo lý thuyết Vẽ đồ thị biểu diễn hệ số truyền nhiệt thực nghiệm K TN thiết bị từ so sánh với kết tính tốn theo lý thuyết K LT trường hợp ngược chiều so sánh với thí nghiệm Tượng tự khảo sát thiết bị TB2 mơ hình ống chum ống xoắn tháo lắp thiết bị khác mơ hình thiết bị ống lồng ống Kết bàn luận Thí nghiệm 1: Khảo sát trường hợp xuôi chiều thiết bị STT (LPM) 4 4 12 14 (LPM) T (nồi đun) 12 16 12 16 12 16 12 16 74 74 74 74 74 74 73 73 71 71 71 71 69 68 68 68 vào 74.5 74.6 74.6 74.7 78 76.5 77 76.6 77.8 77.3 77.1 76.9 77.9 77.6 77.5 77.3 vào 44.7 54.7 54.7 53.8 64.5 62 62.9 61.1 67.2 67.4 66.6 65.9 67.8 67.8 67.6 66.9 29.1 32 32 31.8 32.5 32.5 31.8 32.5 32 31.8 31.8 31.8 31.7 31.7 31.6 31.6 32.8 35.6 34.6 37.5 37.5 38.9 39.5 37.3 41 42.3 43 41.9 40.3 41.1 41.5 41.3 Thí nghiệm 2: Khảo sát trường hợp ngược chiều thiết bị STT (LPM) 4 (LPM T (nồi ) đun) vào vào 12 16 75.6 73.6 72.3 71.7 54.2 53.7 50.5 49.1 22.5 25.4 22.6 22.2 45.6 45.2 46.1 44.5 78 78 78 79 THIÊN THANH TRÚC 2 4 8 12 16 12 16 12 16 12 16 81 80 80 80 81 81 81 81 81 81 81 81 78.8 78.8 78.3 78.1 79.3 78.5 78.2 77.5 77.4 77.8 77.5 77.1 53.1 53.4 55.8 58.9 60.7 63.1 63.6 63.6 61.5 64.4 65.2 65.6 24.3 24.5 24.5 24.4 25.8 26.3 25.6 25.5 25.4 25.8 25.5 25.5 38.1 40.3 41.3 42.5 41.7 42 43.3 43.7 39 39.2 41.3 42.7 7.1 Xử lí số liệu Bảng 6.2: Bảng kích thước ống chùm, đơn vị mm 10 t0 C (kg/) 10 1000 1000 4,23 4,19 20 998 4,19 30 996 40 Cp (KJ/kg.K) 100 19 Bảng 6.3: thơng số vật lí nước 106 (m2/s) 650 Pr 1,79 1,31 104 -0,63 0,7 13,7 9,25 1790 1310 68,74 1,01 1,82 7,02 1000 4,18 70,92 0,81 3,21 5,42 804 992 4,18 72,75 0,66 3,87 4,31 657 50 60 988 983 4,18 4,18 74,36 75,62 0,556 0,478 4,49 5,11 3,54 2,98 549 470 70 978 4,19 76,66 0,415 5,7 2,55 406 102 (kcal/m.h.K) 63,23 65,98 GN , đổi từ lưu lượng thể tích sang lưu lượng khối lượng: − Lưu lượng khối lượng dịng nóng: � � = �� � � = 983,175�4 10−4 = 0.065(��/�) −Nhiệt dịng nóng tỏa =0.065*29.9*4179.65=8191.26 (W) Nhiệt lượng dòng lạnh thu vào =0.066*3.5*4180=971,02 (W) Nhiệt tổn thất = 8191.26-971.02=7220.24 (W) Nhiệt lượng trao đổi tính theo cơng thức THIÊN THANH TRÚC Hiệu suất nhiệt độ trình truyền nhiệt dịng nóng dịng lạnh: Hiệu suất nhiệt độ hữu ích Hiệu suất q trình truyền nhiệt = =11.85% Xác định hệ số truyền nhiệt thực nghiệm Trong đó: (m) Tính hệ số cấp nhiệt (dịng nóng) Trong vận tốc dịng nóng: (m/s)  độ nhớt dịng nóng tra bảng Dựa vào chuẩn số Reynolds:  Dịng chảy xốy: ( Re > 104 ) Nu = 0,021 Re0,8 Pr0,43 (đơn giản cho ) Tra bảng: Chuẩn số Prandtl, =1.232  Hệ số hiểu chình phụ thuộc vào giá trị Re =  Tính chuẩn số Nusselt: Nu = 0.17.1.23270.8.1.60210.43.()0.25 = 87.897 = =13536.3(W/m2.) Tính hệ số cấp nhiệt dịng lạnh tương tự thay số dịng nóng dòng lạnh  Dựa vào chuẩn số Reynolds:  Trong vận tốc dịng lạnh: độ nhớt dịng nóng tra bảng, (m2/s) THIÊN THANH TRÚC  Dựa vào chuẩn số Reynolds:  Dòng chảy dòng: ( Re < 2300 ) Nu = 0,158 Re0,33 Pr0.43.Gr0,1 Tra bảng Chuẩn số Prandtl, 2.84 (W/m.K)  Hệ số hiểu chình phụ thuộc vào giá trị Re = Chuẩn số Grashoff Với g= 9,81 m/s2 , l đường kính tương đương l=dtd , hệ số giãn nở thể tính tính  Tính chuẩn số Nusselt: Nu = (0,17.1.(3832.50.33).(2.84370.43).(4569.240.1)()0.25=8.0627 = (W/m2.) Xác định hệ truyền nhiệt lý thuyết 7.2 KẾT QUẢ TÍNH TỐN  Thí nghiệm 1: Khảo sát trường hợp ngược chiều thiết bị Bảng nhiệt lượng dịng nóng tỏa ,lạnh thu vào nhiệt lượng tổn thất GN (Kg/s) CN (J/Kg.độ ) QN (W) ∆TL (OC) GL (Kg/s) CL (J/Kg.độ ) 20.8 0.1305 4187.90 11371.1201 20.9 0.0667 4146.4 20.7 0.1306 4187.25 11318.4508 19.6 0.1333 4151.6 22.6 0.1307 4185.10 12364.5543 21.2 0.2000 4145.2 23.4 25.6 22.8 0.1308 0.1957 0.1956 4183.70 4189.00 4190.20 12807.0922 20986.5549 18685.0404 19.9 12.6 14.9 0.2667 0.0667 0.1333 4150.4 4179.6 4170.4 22.4 0.1956 4190.10 18357.7332 14.8 0.2000 4170.8 22.2 18.3 15.6 0.1956 0.2605 0.2604 4190.10 4192.05 4180.00 18193.8248 19986.1769 16980.1632 16.5 16.0 16.1 0.2667 0.0667 0.1333 4164.0 4166.0 4165.6 14.6 0.2604 4180.00 15891.6912 17.4 0.2000 4160.4 14 15.7 13.3 0.2604 0.3257 0.3255 4180.00 4180.00 4180.00 15240.9488 21376.0289 18093.5306 18.4 13.6 13.5 0.2667 0.0667 0.1333 4156.4 4175.6 4176.0 ∆TN (OC) THIÊN THANH TRÚC QL (W) 5777.3173 10849.514 17575.648 22024.789 3510.8640 8285.1947 12345.568 18321.600 4443.7333 8942.1547 14478.192 20394.069 3785.8773 7516.8000 12.3 0.3254 4180.00 16731.4010 15.4 0.2000 4168.4 11.7 0.3254 4180.00 15916.0502 16.9 0.2667 4162.4 12838.672 18758.549 Bảng xác định so sánh hiệu số nhiệt độ dòng hiệu suất nhiệt độ VN VL ∆TN ∆TL ηN(%) ηL(%) ηhi(%) (LPM) (LPM) 12 16 12 16 12 16 12 16 12 16 20.8 20.7 22.6 23.4 25.6 22.8 22.4 22.2 18.3 15.6 14.6 14.0 15.7 13.3 12.3 11.7 20.9 19.6 21.2 19.9 12.6 14.9 14.8 16.5 16.0 16.1 17.4 18.4 13.6 13.5 15.4 16.9 70.5085 70.1695 82.4818 83.8710 61.3909 58.4615 57.7320 59.8383 49.0617 42.7397 41.4773 41.4201 40.8854 34.3669 33.6066 33.7176 70.8475 66.4407 77.3723 71.3262 30.2158 38.2051 38.1443 44.4744 42.8954 44.1096 49.4318 54.4379 35.4167 34.8837 42.0765 48.7032 70.6780 68.3051 79.9270 77.5986 45.8034 48.3333 47.9381 52.1563 45.9786 43.4247 45.4545 47.9290 38.1510 34.6253 37.8415 41.2104 VN (LPM) VL (LPM) Bảng xác định hệ số truyền nhiệt thực nghiệm QN F ∆Tmax ∆Tmin ∆Tlog (W) (m2) KTN (W/m2.độ) 4 12 16 12 16 12 16 12 16 11371.1201 11318.4508 12364.5543 12807.0922 20986.5549 18685.0404 18357.7332 18193.8248 19986.1769 16980.1632 15891.6912 15240.9488 21376.0289 18093.5306 16731.4010 15916.0502 1102.6184 1120.3913 1327.2288 1405.4244 1728.1776 1534.0300 1508.8473 1525.6253 1584.7000 1323.9460 1244.7440 1214.5910 1640.3251 1336.2004 1257.3493 1224.6455 12 16 29.5 29.5 27.4 27.9 41.7 39.0 38.8 37.1 37.3 36.5 35.2 33.8 38.4 38.7 36.6 34.7 29.6 28.4 26.0 24.4 28.7 31.1 31.2 31.4 35.0 37.0 38.0 38.2 36.3 38.9 39.7 39.9 29.5 28.9 26.7 26.1 34.8 34.9 34.9 34.2 36.1 36.7 36.6 36.0 37.3 38.8 38.1 37.2 0.35 Bảng xác định hiệu suất trình truyền nhiệt VN (LPM) VL (LPM) QN (W) QL (W) η(%) 4 11371.1201 11318.4508 5777.3173 10849.5147 50.8069 95.8569 THIÊN THANH TRÚC 12 16 12 16 12 16 12 16 12 16 Dịng nóng Gr Pr 2.6 140517.1 2.6 137204.9 2.7 141340.7 2.8 142482.4 2.5 178146.2 2.5 164117.99 2.5 160942.11 2.5 300024.9 2.4 262661.4 2.2 163418.4 2.2 152942.9 2.2 144396.5 2.3 153438.6 2.2 141147.66 2.2 131904.1 2.2 124816.4 12364.5543 12807.0922 20986.5549 18685.0404 18357.7332 18193.8248 19986.1769 16980.1632 15891.6912 15240.9488 21376.0289 18093.5306 16731.4010 15916.0502 17575.6480 22024.7893 3510.8640 8285.1947 12345.5680 18321.6000 4443.7333 8942.1547 14478.1920 20394.0693 3785.8773 7516.8000 12838.6720 18758.5493 142.1454 171.9734 16.7291 44.3413 67.2500 100.7023 22.2340 52.6624 91.1054 133.8110 17.7109 41.5441 76.7340 117.8593 Bảng xác định hệ số truyền nhiệt lý thuyết Dòng lạnh Re Nu 2609.4 2584.7 2506.2 2457.5 3978.5 4051.2 4045.0 4045.0 5558.2 5934.3 5934.3 5897.7 7216.2 7456.5 7487.7 7472.1 1753.4 11.26 1746.5 11.22 1724.4 11.11 1710.5 11.05 15.6 2441.6 5 15.7 2459.9 15.7 2458.3 15.7 2458.3 20.0 3132.9 20.4 3223.6 20.4 3223.6 20.4 3215.2 24.2 3809.3 24.5 3862.0 24.5 3868.8 24.5 3865.4 �� Pr Gr Re 1187010585.7 3868.75 1214968659 7168.94 7.11 6.3 6.5 6.5 5.9 5.5 7.6 7.6 6.8 6.1 671293583.9 2568.29 829239327.8 5664.18 822743845.5 923601881.1 8458.50 12200.1 915596493.6 2978.41 945665426.9 5984.92 987417046.9 1022763358 9564.09 13427.1 734207767.8 2676.69 738293208.5 5330.88 854632475.4 8690.33 12439.4 948028796.5 THIÊN THANH TRÚC �� 1456 1453 1438 1428 1900 11295 440115.6 1532 602687 1914 1746 686758 1913 2001 792250 1914 1263 499352 2296 1608 635930 2347 8 1864 741017 2348 2075 828007 2344 456325 2638 11663 1469 574857 2667 1770 697627 2672 2019 801013 2672 1 1391 1766 1994 1177970012.0 11822.62 14585.2 2136 1104378362.5 4.4 4.9 4.2 4.8 8.0 7.0 KLT Nu 560798 707989 804539 857475  Thí nghiệm 2: Khảo sát trường hợp xuôi chiều thiết bị Bảng nhiệt lượng dịng nóng tỏa ,lạnh thu vào nhiệt lượng tổn thất ∆TN (OC) 29,9 21,4 21,4 20,6 13,4 14,5 14,2 14,9 10,7 10,3 10,5 11 10 9,8 9,7 10,2 GN (Kg/s) 0,06554 0,06536 0,06536 0,06539 0,13030 0,13043 0,13038 0,13047 0,19536 0,19536 0,19539 0,19544 0,26040 0,26041 0,26043 0,26050 CN (J/Kg.độ ) QN (W) ∆TL GL (OC) (Kg/s) 4179,65 8191,25926 3,5 4185,1 5854,01465 3,5 4185,1 5854,01465 3,6 4184,2 5636,54698 4191,4 7318,64266 5,2 4189,45 7923,63945 4190,2 7758,11619 7,8 4180 8126,34775 5,5 4180 8737,89499 9,2 4180 8411,24471 10,5 4180 8575,88655 11,3 4180 10,2 4180 8986,33120 10884,7200 10667,5717 10559,5299 4180 11106,96224 9,7 4180 4180 8,6 9,6 9,9 0,0663 0,1325 0,1988 0,2652 0,0662 0,1325 0,1987 0,2650 0,0662 0,1324 0,1986 0,2648 0,0662 0,1324 0,1986 0,2648 CL (J/Kg.độ ) QL (W) 4180 971,022 4180 1939,860 4180 2992,867 4180 2217,652 4180 1440,604 4180 3877,145 4180 6479,589 4180 6094,496 4180 2546,710 4180 5811,621 4180 9380,483 4180 11292,287 4180 2381,004 4180 5314,873 4180 8220,617 10739,82 4180 Xác định so sánh hiệu số nhiệt độ dòng hiệu suất nhiệt độ VN VL ∆TN ∆TL ηN(%) ηL(%) ηhi(%) (LPM) (LPM) 12 12 16 12 16 29,9 21,4 21,4 20,6 13,4 14,5 14,2 14,9 10,7 3,5 3,5 3,6 5,2 7,8 5,5 9,2 71,5311 53,2338 53,3666 50,9901 32,7628 38,4615 37,7660 38,4021 29,3151 THIÊN THANH TRÚC 8,3732 8,7065 8,9776 4,9505 12,7139 18,5676 20,7447 14,1753 25,2055 39.95 30.97 31.17 27.97 22.74 28.51 29.26 26.29 27.26 12 16 12 16 14 VN (LPM) 10,3 10,5 11 10 9,8 9,7 10,2 10,5 11,3 10,2 8,6 9,6 9,9 9,7 29,4286 30,7918 31,4286 26,6667 26,9231 27,0950 28,5714 VL (LPM) Bảng xác định hệ số truyền nhiệt thực nghiệm F QN ∆Tmax ∆Tmin ∆Tlog (W) (m2) 8191,2593 45,3 11.9 5854,0146 43,7 18.8 12 5854,0146 43,7 18.7 16 5636,5470 42,4 7318,6427 46,1 27.5 7923,6395 44,7 23.2 12 7758,1162 45,4 23.4 16 8126,3478 44,8 23.9 8737,8950 45,7 25.8 8411,2447 45,5 24.7 12 8575,8866 45,4 23.6 16 45,2 24 46,1 27.5 46 26.6 12 8986,3312 10884,720 10667,571 10559,529 45,7 26.1 16 11106,9622 45,4 25.5 19.8 12 14 VN (LPM) 30,0000 33,1378 29,1429 22,9333 26,3736 27,6536 27,1709 24.9856 29.5201 29.4524 29.6795 36.0027 32.7833 33.1937 33.2627 34.8070 34.0476 33.3198 33.4890 36.0027 35.4189 34.9898 34.4986 29.71 31.96 30.29 24.80 26.65 27.37 27.87 KTN (W/m2.độ) 887,7133 552,1894 552,9446 535,6662 572,2091 671,4689 648,0681 0,35 687,1941 700,4221 686,6251 712,2702 744,2024 847,5927 842,0258 842,7847 897,7422 Xác định hiệu suất trình truyền nhiệt VL QN QL η(%) (LPM) (W) (W) 12 16 8191,2593 5854,0146 5854,0146 5636,5470 971,02236 1939,859973 2992,866624 2217,651627 THIÊN THANH TRÚC 11,8544 33,1373 51,1250 39,3442 8 12 16 12 16 12 16 12 14 7318,6427 7923,6395 7758,1162 8126,3478 8737,8950 8411,2447 8575,8866 8986,3312 10884,7200 10667,5718 10559,5299 11106,9622 Gr 8 5 3 3 3 165725,4 146276,9 146276,9 135947,1 19,6840 48,9314 83,5201 74,9967 29,1456 69,0935 109,3821 125,6607 21,8747 49,8227 77,8502 96,6945 Xác định hệ số truyền nhiệt lý thuyết Dòng Lạnh Dòng nóng Pr 1440,604117 3877,145067 6479,588544 6094,495733 2546,710144 5811,6212 9380,483464 11292,28672 2381,003797 5314,873344 8220,617064 10739,82448 Re 2327,0 2506,2 2506,2 2474,7 4126,6 117950,52 4005,5 117856,64 4051,2 118991,32 126598,6 4098,5 108386,7 5855,5 104334,9 5855,5 105068,5 5819,8 7 107744,7 5767,1 103218,4 7417,9 102236,3 7402,6 100463,2 7379,7 103124,8 7297,0 Nu 87,8971 89,9733 89,9733 89,6140 128,216 126,992 127,456 129,085 161,672 165,028 164,988 164,627 196,491 198,163 198,015 197,743 Pr �� 13536,2 13959,9 13959,9 13887,0 20064,7 19820,7 19913,4 20182,2 25422,3 25950,0 25931,0 25855,3 30930,4 5 5 8 6 31188,47 31157,60 31086,7 Gr Re Nu 4569,24 3832,46 8,0627 �� 334,97 1536,2 5380,75 8092,87 36,7119 12151,4 50,794 2125,7 5550,82 15947,2 63,616 2656,9 4 2942,12 21,188 8356,57 4107,87 888,31 1559,4 11867,90 8368,20 37,1110 13463,5 12630,4 51,434 2163,0 16481,5 64,293 2696,5 8917,66 16661,9 21,475 4281,20 904,95 19778,9 1585,4 8681,44 37,5611 21677,4 13106,2 52,063 2199,2 18924,9 17270,5 65,282 2753,7 15204,8 21,416 4245,37 901,54 37,390 1575,6 17386,4 1 8562,40 18202,3 51,807 2184,5 12911,69 17727,2 17179,1 65,168 2747,2 6 THIÊN THANH TRÚC KLT 315.11 1194.93 1523.6 1777.2 775.28 1240.7 1595.3 1870.2 794.50 1276.2 1645.9 1937.5 796.29 1280.3 1655.2 1959.0 7.3 BIỂU ĐỒ Thí nghiệm 1: Khảo sát trường hợp ngược chiều thiết bị: 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 10 K tn 12 14 16 K lt Đồ thị biểu diễn hệ số truyền nhiệt KTN số truyền nhiệt lý thuyết KLT Thí nghiệm 2: Khảo sát trường hợp xuôi chiều thiết bị THIÊN THANH TRÚC 18 2500 2000 1500 1000 500 0 10 K tn 12 14 16 18 K lt Đồ thị biểu diễn hệ số truyền nhiệt KTN hệ số truyền nhiệt lý thuyết KLT Kết luận: Ta đánh giá ảnh hưởng yếu tố qua hệ số truyền nhiệt Hệ số truyền nhiệt đặc trưng cho lượng nhiệt truyền từ lưu thể nóng tới lưu thể nguội qua 1m 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 q trình truyền nhiệt đạt hiệu (hiệu suất cao ) Bài thực hành có sai số nhiều yếu tố đầu dị nhiệt độ thiết bị khơng xác dẫn đến cách xác định nhiệt lượng tỏa dịng nóng hay thu vào dịng lạnh gặp nhiều sai số nhiệt độ khơng xác khơng ổn định từ QL > QN , Một số thí nghiệm Qf mang giá trị âm trình truyền nhiệt từ dịng nóng sang dịng lạnh, nhiệt lượng bị mát hao tổn bên Lượng nhiệt tổn thất khơng thể đo xác Vì việc tính tốn khơng ổn định Từ sai số ta bỏ qua thông số phụ thuộc vào nhiệt độ yếu tố quan trọng THIÊN THANH TRÚC mà đánh giá ... 2. 6 13 720 4.9 2. 7 141340.7 2. 8 1 424 82. 4 2. 5 178146 .2 2.5 164117.99 2. 5 1609 42. 11 2. 5 300 024 .9 2. 4 26 2661.4 2. 2 163418.4 2. 2 1 529 42. 9 2. 2 144396.5 2. 3 153438.6 2. 2 141147.66 2. 2 131904.1 2. 2 124 816.4... 15916.05 02 11 02. 6184 1 120 .3913 1 327 .22 88 1405. 424 4 1 728 .1776 1534.0300 1508.8473 1 525 . 625 3 1584.7000 1 323 .9460 124 4.7440 121 4.5910 1640. 325 1 1336 .20 04 125 7.3493 122 4.6455 12 16 29 .5 29 .5 27 .4 27 .9... 8986,33 12 10884, 720 10667,571 10559, 529 45,7 26 .1 16 11106,9 622 45,4 25 .5 19.8 12 14 VN (LPM) 30,0000 33,1378 29 ,1 429 22 ,9333 26 ,3736 27 ,6536 27 ,1709 24 .9856 29 . 520 1 29 .4 524 29 .6795 36.0 027 32. 7833