Nghiên cứu các đặc tính truyền nhiệt của thiết bị bay hơi kênh micro trong máy điều hoà không khí cỡ nhỏ dùng môi chất lạnh co2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NGUYỄN TRỌNG HIẾU NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC TÍNH TRUYỀN NHIỆT CỦA THIẾT BỊ BAY HƠI KÊNH MICRO TRONG MÁY ĐIỀU HỒ KHƠNG KHÍ CỠ NHỎ DÙNG MƠI CHẤT LẠNH CO2 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ Tp Hồ Chí Minh, tháng 11/2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NGUYỄN TRỌNG HIẾU NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC TÍNH TRUYỀN NHIỆT CỦA THIẾT BỊ BAY HƠI KÊNH MICRO TRONG MÁY ĐIỀU HỒ KHƠNG KHÍ CỠ NHỎ DÙNG MƠI CHẤT LẠNH CO2 NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 62520103 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đặng Thành Trung GS.TS Jyh Tong Teng Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Tp Hồ Chí Minh, tháng 11/2022 STUDY ON THE HEAT TRANSFER CHARACTERISTICS OF MICROCHANNEL EVAPORATORS IN SMALL CONDITIONERS USING CO2 REFRIGERANT NGUYEN TRONG HIEU A dissertation submitted to the Faculty of Mechanical Engineering, Hochiminh City University of Technology and Education In partial satisfaction of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy In Mechanical Engineering Advisor: Assoc Prof Dr Dang Thanh Trung Co-advisor: Prof Dr November 2022 LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu Luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20… (Ký tên ghi rõ họ tên) Nguyễn Trọng Hiếu i LỜI CẢM ƠN Đề tài “Nghiên cứu đặc tính truyền nhiệt thiết bị bay kênh micro máy điều hồ khơng khí cỡ nhỏ dùng mơi chất lạnh CO2” thực phịng thí nghiệm Truyền nhiệt (Heat Transfer Lab) thuộc Bộ môn Công nghệ Nhiệt - Điện lạnh, Khoa Cơ khí Động lực, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM Trước tiên, xin cảm ơn Lãnh đạo nhà trường, đơn vị Phòng ban trường tạo nhiều điều kiện cho NCS học tập nghiên cứu Đặc biệt sách hỗ trợ hoạt động nghiên cứu khoa học dành cho NCS để phục vụ đề tài, giới thiệu Hội nghị có uy tín ngồi nước để công bố kết nghiên cứu Xin gửi lời cảm ơn đến ban chủ nhiệm Chủ nhiệm khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy, thầy cố vấn NCS tạo điều kiện học tập môn học bổ sung, gia công mẫu thí nghiệm Đồng thời, tác giả xin gửi lời cảm ơn đến Thầy/Cơ ngồi trường nhận xét đóng góp tích cực để đề tài hồn thiện Xin cảm ơn đến Thầy/Cơ Bộ môn Công nghệ Nhiệt - Điện lạnh, Thầy/Cô Khoa Cơ khí Động lực, trang bị sở vật chất đại, thiết bị đo xác cho phịng thí nghiệm phục vụ nghiên cứu khoa học cho Giảng viên Nghiên cứu viên Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn Thầy hướng dẫn PGS TS Đặng Thành Trung GS.TS Jyh Tong Teng hướng nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu phù hợp mục tiêu đề tài Xin cám ơn PGS.TS Jau-Huai Lu có góp ý hữu ích học bổ ích Phịng thí nghiệm Clean Power and Green Energy-NCHU, Đài Loan, nhóm nghiên cứu khác phịng thí nghiệm, bạn học viên cao học, bạn sinh viên hỗ trợ tác giả thực đề tài ii TÓM TẮT Luận án “Nghiên cứu đặc tính truyền nhiệt thiết bị bay kênh micro máy điều hồ khơng khí cỡ nhỏ sử dụng môi chất lạnh CO2” thực Các thiết bị kiểm định để làm việc khoảng áp suất từ 74 – 90bar Để nâng cao hệ số COP suất lạnh hệ thống CO2 tới hạn bản, phương pháp làm giảm nhiệt độ trước van tiết lưu áp dụng cách lắp đặt thêm thiết bị làm mát phụ thiết bị hồi nhiệt vào hệ thống Phương pháp lý thuyết mô số áp dụng để thiết kế hệ thống lạnh CO2 tới hạn Hệ thống tiếp tục thực nghiệm để đảm bảo đạt độ tin cậy cần thiết như: Sai số độ khô cực đại mô thực nghiệm 5,5%; sai số độ khô cực đại tính tốn lý thuyết thực nghiệm 3,5% Tổn thất áp suất trường hợp tính tốn, mơ số thực nghiệm 1,13; 1,4 1,5bar Hệ số toả nhiệt đối lưu pha trường hợp tính tốn mơ số nằm dải liệu hệ số toả nhiệt đối lưu thực nghiệm từ 6,5 xuống 1,3kW/m2K với sai số ±1,5kW/m2K Thêm thiết bị làm mát phụ làm giảm 1,4oC làm cho suất lạnh tăng 50% hệ số COP tăng 39% Thêm thiết bị hồi nhiệt suất lạnh tăng 100% hệ số COP tăng 103% Ngoài ra, thông số vận hành khảo sát để hệ thống lạnh đạt suất lạnh tốt Các kết đạt thay đổi lưu lượng môi chất CO từ 97, – 121,4 kg/h làm cho nhiệt độ bay tăng từ 8,2 – 14,5oC; suất lạnh đạt giá trị tốt 3,12kW COP 3,15 lưu lượng 111kg/h Khi thay đổi vận tốc khơng khí qua TBBH từ 0,5 – 5,1m/s điều kiện lưu lượng CO2 không đổi 75,6kg/h giá trị 5,1m/s, suất lạnh phía khơng khí suất lạnh phía mơi chất 2,09kW Đề tài công bố báo Trong có01 SCIE (2022), 01 đăng tạp chí WoS - ESCI, Q3 02 book chapter (Scopus) từ proceedings hội nghị quốc tế iii ABSTRACT The thesis "Study on the heat transfer characteristics of the micro-channel evaporator in a small air conditioning system using CO2 refrigerant" was done The equipment is safe to work in the pressure range from 74 - 90bar because they have been tested To improve the COP and cooling capacity of the basis CO2 transcritical system, the method of reducing the temperature before the expansion valve is applied by installing the subcooler or the internal heat exchanger (IHX) into this system This system continues to be tested to ensure the necessary reliability such as: The maximum quality error between simulation and experiment is 5.5%; The maximum dryness error between theoretical and experimental calculations is 3.5% The pressure drops in theoretical calculation, simulation and experiment are 1.13, 1.4, 1.5 bar, respectively The calculated heat transfer coefficient and the simulation heat transfer coefficient are within the data range of the experimental heat transfer coefficient from 6.5 to 1.3 kW/m2K with error ±1.5kW/m2K The subcooler reduces 1.4oC, which increases the cooling capacity by 50% and the COP by 39% Adding the IHX to the system increases the cooling capacity by 100% and the COP by 103% In addition, the operating parameters are also considered to achieve the best cooling capacity of the refrigeration system The results were obtained as when changing the CO2 mass flow rate from 97.5 to 121.4 kg/h, the evaporation temperature increased from 8.2 to 14.5oC Cooling capacity reaches the best value of 3.12kW and COP is 3.15 when mass flow rate is 111kg/h When the air velocity through the evaporator is changed from 0.5 to 5,1m/s under the condition of constant CO2 mass flow rate of 75.6kg/h At the value of 5,1m/s, the cooling capacity of the air side is equal to the cooling capacity of the air side quality 2.09kW There are articles published In which, there is an article in SCIE with Impact Factor 3.5 (2022), an article in WoS - ESCI journal, Q3 There are 02 book chapters (Scopus) from international conference proceedings, iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii ABSTRACT iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ix DANH SÁCH HÌNH ẢNH xi DANH SÁCH CÁC BẢNG xv MỞ ĐẦU 1 Lý lựa chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phạm vi giới hạn nghiên cứu Hướng tiếp cận phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Cấu trúc Luận án Chương TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU .5 1.1.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước .5 1.1.2 Tình hình nghiên cứu nước 17 1.2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 19 1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 19 1.4 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 19 1.4.1 Đối tượng 19 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 19 1.5 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 20 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 21 2.1 LÝ THUYẾT VỀ TRUYỀN NHIỆT KÊNH MINI/MICRO 21 2.1.1 Hệ số truyền nhiệt tổng TBBH 21 2.1.2 Hệ số toả nhiệt đối lưu phía khơng khí 23 v 2.1.3 Hệ số toả nhiệt đối lưu môi chất lạnh CO2 25 2.1.4 Tổn thất áp suất TBBH kênh micro 27 2.2 LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG LẠNH CO2 TRÊN TỚI HẠN 29 2.2.1 Môi chất CO2 (R744) 29 2.2.2 Hệ thống lạnh CO2 tới hạn 31 Chương TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH CO2 VỚI THIẾT BỊ BAY HƠI KÊNH MICRO 33 3.1 TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH CO2 TRÊN TỚI HẠN 33 3.1.1 Trình tự tính tốn 33 3.1.2 Điều kiện ban đầu cho toán thiết kế 34 3.1.3 Lập bảng giá trị điểm nút chu trình .35 3.1.4 Tính tốn nhiệt 36 3.1.5 Tính tốn thiết bị bay .36 3.1.6 Thiết bị làm mát 41 3.2 TÍNH KIỂM TRA KẾT QUẢ THIẾT KẾ 42 3.2.1 Tính tốn, kiểm tra thiết bị bay (TBBH) 43 3.2.2 Kiểm tra thiết bị làm mát (TBLM) 45 3.3 TỔNG HỢP TÍNH TỐN VÀ KIỂM TRA 47 Chương MÔ PHỎNG SỐ VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ .48 4.1 THIẾT LẬP PHƯƠNG TRÌNH TỐN HỌC CHO MƠ PHỎNG SỐ 48 4.1.1 Dịng chảy rối RANS 𝒌 − 𝜺 (Reynolds-Averaged Navier–Stokes) .48 4.1.2 Các phương trình truyền nhiệt 50 4.1.3 Các phương trình chuyển pha [83] .51 4.1.4 Môi chất lớp biên .52 4.1.5 Khi môi chất nhiệt 53 4.2 THIẾT LẬP MÔ PHỎNG SỐ TRÊN PHẦN MỀM COMSOL 53 4.2.1 Thiết lập môi trường (Model Wizard) 54 4.2.2 Thiết lập mơ hình hình học .55 4.2.3 Thiết lập thuộc tính vật liệu (Specify materials propeties) 56 4.2.4 Điều kiện biên điều kiện ban đầu 57 vi 4.2.5 Chia lưới (Create the Mesh) 58 4.2.6 Thực mô (Run Simulation) 62 4.2.7 Kiểm tra hội tụ 63 4.3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN TẠI NHIỆT ĐỘ BAY HƠI 10OC 63 4.3.1 Độ khô (Quality) .64 4.3.2 Nhiệt độ mật độ dòng nhiệt .65 4.3.3 Hệ số toả nhiệt đối lưu pha 66 4.3.4 Áp suất 68 4.3.5 Vận tốc 69 4.4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN TẠI NHIỆT ĐỘ BAY HƠI VÀ 15OC 70 4.4.1 Mục tiêu: 70 4.4.2 Các điều kiện ban đầu 70 4.4.3 Kết độ khô 70 4.4.4 Kết hệ số toả nhiệt đối lưu 71 4.4.5 Kết công suất lạnh .72 Chương THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN KẾT QUẢ 73 5.1 LẮP ĐẶT HỆ THỐNG THÍ NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU 73 5.1.1 Lắp đặt hệ thống thí nghiệm 73 5.1.2 Phương pháp lấy mẫu .77 5.1.3 Các phương trình sử dụng như: .78 5.1.4 Đánh giá sai số phép đo: 78 5.2 CÁC KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN .79 5.2.1 Thực nghiệm đánh giá kết tính tốn mơ số 79 5.2.2 Ảnh hưởng trình làm mát phụ (Subcooler) .85 5.2.3 Ảnh hưởng q trình hồi nhiệt đến đặc tính truyền nhiệt 89 5.2.4 Ảnh hưởng lưu lượng CO2 đến đặc tính truyền nhiệt 96 5.2.5 Ảnh hưởng lưu lượng khơng khí qua TBBH 102 5.2.6 Ảnh hưởng tỉ số áp suất pc/pe đến đặc tính TBBH .108 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 113 6.1 KẾT LUẬN 113 vii Tính tốn thiết bị hồi nhiệt Thiết bị hồi nhiệt chọn, loại ống lồng ống Tại xảy trình, trình – trình nhả nhiệt đẳng áp trình 6-1 trình nhận nhiệt đẳng áp, xảy bên thiết bị hồi nhiệt ống lồng ống Môi chất có nhiệt độ thấp, áp thấp di chuyển bên ngồi, mơi chất có nhiệt độ cao, áp cao di chuyển bên Giả sử, phía mơi chất có nhiệt độ cao giảm 1oC từ 36oC xuống 35oC, nhiệt mơi chất lạnh tăng từ 5oC lên 18,82oC (Bảng 3.1) 10oC 36oC 35oC 22oC Hình 3.11 Biểu diễn môi chất vào thiết bị hồi nhiệt Lập bảng tính cho thiết bị hồi nhiệt sau: Bảng 3.3 Bảng tính tốn thiết bị hồi nhiệt TT Q Tên Cơng thức Nhiệt độ trung bình gas 𝑡3,4 = 0,5(36 + 35) = 35,5 Đơn vị o C trình 3- nóng Thơng số CO2 35,5oC, 𝜆3,4 = 83,209.10−3 W/mK 82bar trình 3-4 𝜈3,4 = 0,71393.10−7 m2/s 𝜌3,4 = 495,67 kg/m3 𝑃𝑟𝑓 = 10,731 Ống đồng bên trong: 171 𝐷𝑜𝑢𝑡,3,4 = 6,4.10−3 m 𝐴3,4 = 1,95.10−5 m2 Vận tốc môi chất 3-4 Hệ số Re3,4 Hệ số Nu Hệ số toả nhiệt Quá 𝜔3,4 = 𝑅𝑒3,4 = 𝑚̇𝑟 = 2,89 𝜌3,4 𝐴3,4 m/s 𝜔3,4 𝐷𝑖𝑛,3,4 = 2,02.105 𝜈3,4 0,8 0,43 𝑁𝑢3,4 = 0,021𝑅𝑒3,4 𝑃𝑟3,4 = 1022 𝛼3,4 = 𝑁𝑢3,4 𝜆3,4 = 17071,3 𝐷𝑖𝑛,3,4 W/m2K Ống đồng bên ngồi trình Đường kính -1 Chiều dày ống 𝐷𝑖𝑛,6,1 = 7,91.10−3 m 𝛿𝐼𝐻 = 0,81.10−3 m Hệ số dẫn nhiệt ống W/mK 𝜆 = 120 m2 𝐴6,1 = 1,7.10−5 Diện tích mặt cắt Nhiệt độ trung bình gas 𝑡6,1 = 0,5(10 + 22) = 16 o C lạnh Thông số CO2 16oC, 45 𝜆6,1 = 22,457.10−3 W/mK bar trình 6-1 𝜈6,1 = 1,308.10−7 m2/s kg/m3 𝜌6,1 = 122,82 𝑃𝑟6,1 = 1,4032 Vận tốc môi chất 6-1 Hệ số Re_6,1 Hệ số Nu 𝜔6,1 = 𝑅𝑒6,1 = thiết bị hồi nhiệt m/s 𝜔6,1 𝐷𝑖𝑛,6,1 = 1,55.105 𝜈6,1 0,8 0,43 𝑁𝑢6,1 = 0,021𝑅𝑒6,1 𝑃𝑟6,1 = 344 Hệ số toả nhiệt Hệ số truyền nhiệt 𝑚̇𝑟 = 13,4 𝜌6,1 𝐴6,1 𝛼6,1 = 𝑘𝐼𝐻 172 𝑁𝑢6,1 𝜆6,1 = 5120 𝐷𝑖𝑛,6,1 𝛿𝑤 =( + + ) 𝛼3,4 𝜆𝑤 𝛼6,1 −1 W/m2K W/m2K 0,7.10−3 =( + + ) 17071 120 5120 −1 = 3850,3 Dòng nhiệt 3-4 𝑄3,4 = 𝑄6,1 = 𝑚̇𝑟 (ℎ4 − ℎ3 ) = 677,5 W dịng nhiệt nhận 6-1 Diện tích trao đổi nhiệt Độ chênh nhiệt độ logarit 𝐴𝐼𝐻 = 𝑄3,4 = 10,3.10−3 𝑘𝐼𝐻 Δ𝑡𝐼𝐻 Δ𝑡𝐼𝐻 = ∆𝑡𝑚𝑎𝑥,𝐼𝐻 − ∆𝑡𝑚𝑖𝑛,𝐼𝐻 𝑙𝑛 thiết bi = Chiều dài thiết bị hồi nhiệt 𝐿3,4 = 25 C ∆𝑡𝑚𝑖𝑛,𝐼𝐻 = 17 11 𝐴𝐼𝐻 3,14 𝐷𝑜𝑢𝑡,3,4 10,3.10−3 = = 0,513 3,14.6,4.10−3 Vậy chiều dài thiết bị hồi nhiệt cần thiết 0,513 m 173 o ∆𝑡𝑚𝑎𝑥,𝐼𝐻 25 − 11 𝑙𝑛 m2 m PHỤ LỤC MƠ PHỎNG SỐ Q TRÌNH Q NHIỆT Thiết lập phương trình tốn học cho mơ số phần q nhiệt Để giải mơ hình tốn học với dịng pha, điều kiện ban đầu xem như: [60], [103] Các phương trình truyền nhiệt Nhiệt lượng nhận được:𝜌𝐶𝑝 𝑢 ∇𝑇 + ∇𝑞 = 𝑄 (4 38) Nhiệt lượng truyền qua vách:𝑞 = −𝜆∇𝑇 (4 39) Trao đổi nhiệt lượng đối lưu qua cánh:−𝑛 𝑞 = ℎ (𝑇𝑒𝑥𝑡 − 𝑇) (4 40) Các vị trí thành bọc cách nhiệt: −𝑛 𝑞 = Tại vị trí ngõ vào 𝑇 = 𝑇0 , 𝑇𝑒𝑥𝑡 = 𝑡𝑎𝑖𝑟 , ℎ = ℎ𝑎𝑖𝑟 𝑇 −𝑛 𝑞 = 𝜌 ∫𝑇 𝑢𝑠𝑡𝑟 Tại vị trí ngõ ra: 𝐶𝑝 𝑑𝑇 𝑢 𝑛 (4 41) −𝑛 𝑞 = (4 42) Trong đó, T nhiệt độ, t thời gian, Cp nhiệt dung riêng đẳng áp,  khối lượng riêng môi chất, 𝑢 vận tốc, 𝑄 nội năng, 𝜆 hệ số dẫn nhiệt Dòng chảy rối RANS 𝒌 − 𝜺 (Reynolds-Averaged Navier–Stokes) Các phương trình mơ tả truyền nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt mini/micro bao gồm: [82]–[85], [103], [104] Phương trình liên tục cho lưu chất nén được:∇ (𝜌𝑢) = (4 43) Phương trình cân động lượng:𝜌(𝑢 ∇)𝑢 = ∇ [−𝑝𝐼 + 𝐾] + 𝐹 (4 44) 2 3 𝐾 = (𝜇 + 𝜇 𝑇 )(∇𝑢 + (∇𝑢)𝑇 ) − (𝜇 + 𝜇 𝑇 )(∇ 𝑢)𝐼 − 𝜌𝑘𝐼 𝜌(𝑢 ∇)𝑘 = ∇ [(𝜇 + 𝜎𝑘 𝜇𝑇 𝜌(𝑢 ∇)𝜀 = ∇ ⌈(𝜇 + Độ nhớt động học rối: 𝜇 𝑇 = 𝜌𝐶𝜇 𝜇𝑇 𝜎𝜀 𝑘2 174 𝜀 ) ∇𝑘] + 𝑝𝑘 − 𝜌𝜀 (4 46) 𝜀 𝜀2 𝑘 𝑘 ) ∇ε⌉ + 𝐶𝜀1 𝑝𝑘 − 𝐶𝜀2 𝜌 (4 45) (4 47) (4 48) 2 3 𝑃𝑘 = 𝜇 𝑇 ∇𝑢: (∇𝑢 + (∇𝑢)𝑇 ) − μT (∇ u)2 − 𝜌𝑘∇ 𝑢 (4 49) Trong µ độ nhớt động lực học, 𝜇 𝑇 độ nhớt động học rối, 𝑘 động rối (turbulent kinetic energy), p áp suất, I ma trận đơn vị, K tensor ứng suất nhớt, F ngoại lực (volume force vector, N/m3), T nhiệt độ tuyệt đối (K), Q nhiệt lượng, 𝜀 hệ số tiêu tán lượng chảy rối, C  số dòng chảy rối, q mật độ dòng nhiệt, 𝑙 𝑇 cường độ dòng chảy rối Giới hạn chiều dài hỗn hợp dùng để tính tốn độ nhớt động học rối 𝑙𝑚𝑖𝑥 = max (𝐶𝜇 𝑘2 𝜀 𝑙𝑖𝑚 , 𝑙𝑚𝑖𝑥 ) (4 50) Các ràng buộc độ nhớt xoáy là:𝜌𝑢 ̅̅̅̅̅ 𝑖 𝑢𝑗 = −2𝜇 𝑇 𝑆𝑖𝑗 + 𝜌𝑘𝛿𝑖𝑗 (4 51) Trong 𝛿𝑖𝑗 khoảng cách Kronecker 𝑆𝑖𝑗 tensor biến dạng Giới hạn dịng chảy xốy:𝜌𝑢 ̅̅̅̅̅ 𝑖 𝑢𝑗 ≥ ∀𝑖 , 𝜇 𝑇 ≤ 𝜌𝑘 (4 52) √6√𝑆𝑖𝑗 Kết hợp (4.21), phương trình (4.19) giới hạn:𝑙𝑚𝑖𝑥 ≤ √𝑘 √6√𝑆𝑖𝑗 (4 53) Điều kiện ban đầu dòng lưu chất Điều kiện ban đầu ngõ vào: ∫𝜕Ω 𝜌(𝑢 𝑛)𝑑𝑏𝑐 𝑑𝑆 = 𝑚 𝑘 = (𝑈𝑟𝑒𝑓 𝑙 𝑇 ) 2 3/4 𝑘 3/2 𝐿𝑇 𝜀 = 𝐶𝜇 Điều kiện ngõ ra:𝑝 = 𝑝𝑜 , ∇k n = 0, ∇∈ n = (4 54) (4 55) (4 56) (4 57) Trong đó: 𝑘 động rối, 𝑙 𝑇 cường độ dòng chảy rối, 𝐿 𝑇 chiều dài kênh, 𝑈𝑟𝑒𝑓 vận tốc ban đầu, 𝑝 áp suất, m lưu lượng khối lượng, 𝑑𝑏𝑐 độ dày lớp biên vng góc với phương chuyển động môi chất, 𝜀 hệ số tiêu tán lượng chảy rối, C  số dòng chảy rối Thiết lập thuộc tính vật liệu Mơi chất CO2 pass bị nhiệt nên thuộc tính nhiệt dung 175 riêng, hệ số dẫn nhiệt khối lượng riêng CO2 dạng hàm phụ thuộc vào nhiệt độ mơ tả hình a) Hàm nhiệt dung riêng Cp_10(T) b) Hàm hệ số dẫn nhiệt k_10(T) Hình Các hàm môi chất CO2 áp suất 45 bar Kiểm tra hội tụ Với lời giải chọn khoảng sai số giới hạn, mơ hình mơ có hội tụ áp suất, vận tốc hệ số rối thể hình Hình Hội tụ mơ nhiệt Kết Các kết trình nhiệt trình bày Chương 4, với trình bay nên kết q trình khơng trình bày chi tiết 176 PHỤ LỤC BẢNG DỮ LIỆU THỰC NGHIỆM Hệ thống CO2 4.2.1 Hệ thống lạnh AVER error p1 (bar) 43.5 44 43.5 43.5 44 43.7 t1 (oC) 18.2 19.5 19.4 20 21.2 19.66 0.27 Normal p2 (bar) 76.5 77.1 77.4 77.1 76.8 76.98 1.09 t2 (oC) 67.3 69.1 68.4 65.1 64.3 66.84 0.34 p3 (bar) 76.9 76.6 76.8 76.7 76.4 76.68 2.08 0.19 t3 (oC) 34.5 35.2 34.3 33.4 34.8 34.44 p4 (bar) 44.2 45.3 45 45.5 45.2 45.04 0.67 t4 (oC) 8.5 10.7 10 9.8 10.1 9.82 0.50 COP q0 kJ/kg m kg/h Q 1.9 60.52 105.2 1.768529 0.02922222 0.81 DLTN Ngày 27/12 - Dàn lạnh kênh micro - Dàn nóng panasonic STT THỜI GIAN 10 11 12 9h50 10h00 10h10 10h20 10h30 10h40 10h50 11h00 11h15 11h30 10h40 11h50 I(AMPE) P2 P3 P4 P1 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 2 2 2.1 52 62 62 62 62 62 62 65 65 65 65 66 52 60 60 60 60 60 60 62 62 62 62 64 53 56 56 56 56 55 55 54 54 54 54 53 51 49 48 48 48 48 48 47 46.5 46.5 46 46 T1 27.2 19.5 19.3 19.5 18.5 18.7 17.7 16.5 16.2 16.4 15.2 14.5 T2 27.6 40.8 40.6 40.2 40.7 41 41.3 43.4 43 44 44 45 T3 27.6 27.6 27.3 27.6 27.4 27.7 27.3 28.5 28.9 28.2 28.7 29.4 177 T4' 27.2 19 19.3 19.5 18.5 18.7 17.7 16.5 16.2 16.4 15.2 14.5 độ T(phòng) T(MT) ẩm 28.5 20.8 20.5 20.6 19 19.6 18.6 17.1 17 16.6 16.3 15.2 29.1 29.7 29.2 29.5 29.7 29.4 29.5 29.2 30 30.3 30.9 30.7 80 88 87 87 88 87 85 86 88 88 87 87 số tiết diện vòng (mm2) 5.75 5.75 4.75 3.75 2.75 1.75 0.75 0.25 0.25 12.56637061 10.38091486 8.195459096 6.010003337 3.824547578 1.639091819 0.54636394 đóng lại 1 1 0.5 độ 10 độ 10 độ 10 độ 10 độ 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 12h00 12h15 12h25 12h40 12h50 13h00 13h10 13h20 13h30 13h40 13h50 14h00 14h10 14h20 14h30 14h40 14h50 15h00 15H10 15h30 15h40 15h50 15h55 16h00 16h05 16h10 16h15 16h20 16h25 2.1 2.1 2.05 2.05 2.1 2.1 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 66 66 66 66 66 67 67 67 67 69 69 69 69 70 70 70 70 70 72 72 73 73 75 75 76 75 75 76 76 76 65 65 65 65 65 65 65 65 65 67 67 67 67 69 69 69 70 69 71 71 72 72 74 74 76 75 75 76 76 76 53 52 52 52 52 52 52 52 52 50 50 50 50 50 50 50 50 49 48 48 46 46 44 43 42 41 41 40 40 40 46 46 46 46 46 45 45 45 45 44 44 44 44 44 44 44 44 43 42 42 40 40 39 38 37 36 36 36 36 36 14.6 14.4 14.1 14.7 14.7 13.2 12.3 12.6 13.1 11.7 11.7 11.5 11.6 11.4 10 10.4 10.6 10.6 8.7 8.6 7.4 7.7 6.4 5.3 4.2 4 2.7 2.6 2.8 45 45.5 45.1 45.6 45.6 45.8 46.1 45.2 45.7 46.1 47.1 46.8 47.1 48.3 48 48.4 49.1 49.1 52.6 51.4 53.2 52.8 55.7 56.1 58.6 58.1 56.9 59.3 58.7 58.7 29.3 29.9 29.7 29.7 29.4 30.9 30.4 30.9 30.2 30.2 30.6 30.3 30 31.5 31.8 31.4 31.8 31.4 32.5 31.4 32.5 32.3 32.4 32 32.2 32.3 32.2 32.4 32.5 32.4 178 14.6 14.4 14.1 14.7 14.7 13.2 12.3 12.6 13.1 11.7 11.7 11.5 11.6 11.4 10 10.4 10.6 10.6 8.7 8.6 7.4 7.7 6.4 5.3 4.2 4 2.7 2.6 2.8 15.6 14.7 14.6 14 14.9 14.2 14 14.1 14.2 13.9 13.3 13.1 13.7 13.7 13.4 14.6 14.5 14.5 12.3 12.7 12.5 11.4 10.2 10.2 9.4 10 9.9 8.4 8.5 7.3 31.6 30.5 30.2 30.7 31.5 31.6 31.1 31.2 31.2 31.7 31.9 31.5 31.5 31.6 31.8 31.5 31.8 31.8 31.8 32.2 32.6 32.6 32.2 32.2 32.3 32.3 32.3 32.2 32 31.8 88 86 86 85 84 83 83 83 83 82 82 82 82 81 81 83 78 78 77 75 75 75 70 68 67 67 65 65 65 65 độ độ độ độ ĐỘ độ độ đôk độ Ảnh hưởng thiết bị làm mát phụ 4.2.2 hệ thống sử dụng thiết bị subcooler p2 (bar) 43.5 43.5 43.5 43 t1 (oC) 17.1 18.4 18.6 16.3 43.5 43.4 p1 (bar) AVER error 0.22 76 76.6 76.5 76 t3’ (oC) 33.2 34.6 34.6 34.4 t3 (oC) 32.4 32.2 32.4 32.5 p4 (bar) 44 45 45 44 t4 (oC) 9.2 10.3 10.2 9.1 76.8 35.5 32.9 45 10.4 66.42 76.38 34.46 32.48 44.6 9.84 0.55 0.63 p3 (bar) 76.5 77.5 77.2 76.8 t2 (oC) 64.5 65.2 67.6 66.7 19.1 78 68.1 17.9 77.2 1.16 0.59 1.54 0.36 0.82 0.26 COP qo m Q 2.71 84.63 106.2 0.0295 2.496585 phần trăm tăng tăng 0.4 41.17% 42.63% Ảnh hưởng thiết bị hồi nhiệt làm mát phụ 4.2 so sánh hệ thống CB, làm mát phụ, hồi nhiệt p1 t1 t1’ t2 p3 t3’’ t3’ (bar) (°C) (°C) (bar) (°C) (bar) (°C) (°C) (°C) (bar) (°C) CB 43,5 19.4 - 77 68.4 76.5 - - 34.3 45 10 1.82 1.77 q0 m ( (kg/h) kJ/kg) 60.52 105.2 LM2 43,5 18.6 - 77.2 66.8 76.5 - 34.6 32.9 45 10.2 2.54 2.5 84.63 106.2 HN,LM2 44 77 72 76 34.5 33.4 31.9 45 10.4 3.7 3.62 127.4 102.2 22.1 17.5 P2 179 t3 p4 t4 Q COP kW %COP %q0 39.56% 39.84% 103.30% 110.51% kênh Micro thí nghiệm ngày 15/3 hồi nhiệt – làm mát phụ THỜI STT GIAN 10 I(AMPE) P2 P3 P4 P1 T1 13h35 13h50 14h10 14h25 14h35 14h50 15h05 15h25 15h40 16h00 1.9 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.6 2.6 60 62 65 67 70 72 74 75 77 79 58 60 62 67 68 71 73 75 77 77 55 54 54 53 51 49 46 45 42 41 48 47 47 46 46 43 42 40 39 37 23.8 24.5 23.2 21.4 19.4 17.2 15.8 14.5 13.4 12.2 T2 T3 45 47 49 52 54 57 59 60 62 64 t4 t5 25.7 26.6 27.7/26.9 27.1/27.1 27.4/28.4 28.6/28.3 28.4 28.4 28.8/28.1 28.2/28.4 28.4 29.5 31.1 31.9 32.4 32.5 33.8 33.2 33.5 34.4 T Phòng T MT t6 T7 T8 28.4 26.3 29.3 30.6 31.6 31.5 32.6 32.6 32.7 32.2 21.7 21.4 19.7 16.8 13.7 10.3 8.7 7.1 5.4 3.8 22.5 21.2 19.5 16.8 13.4 9.4 8.5 6.6 5.2 3.6 24 23 22 20 18 16 14 13 12 11 độ tiết ẩm số diện đóng % vòng (mm2) lại 31.5 32 32 32.7 33.1 33.3 34.5 34.3 34.5 34.6 62 63 71 81 83 87 86 85 84 84 5.75 1.25 0.25 0.14 0.112 0.084 0.07 0.056 0.042 0.028 12.57 2.73 0.55 0.31 0.24 0.18 0.15 0.12 0.09 0.06 kênh Micro thí nghiệm ngày 16/3 hồi nhiệt – làm mát phụ THỜI STT GIAN 10 9h35 9h45 9h50 10h02 10h15 10h30 10h40 11h10 11h20 I(AMPE) P2 P3 P4 P1 T1 T2 T3 2.1 2.1 2.3 2.4 2.5 2.6 2.6 2.6 65 67 67 70 73 74 75 77 79 62 65 65 68 72 73 75 77 78 54 52 52 51 49 47 45 42 41 47 48 48 45 43 42 40 39 37 22 22 22 19 17 16 15 13 12 49 49 52 54 57 58 60 62 64 26.3 27.4 27.4 27.3 27.9 28.7 28.9 28.1 28.4 t4 t5 t6 30 31 32 33 33 33 33 34 34 180 29.5 30.4 30.4 31.4 31.4 32.4 32.5 32.4 33.2 T7 T8 19.2 19.5 16.4 16.4 16.1 16 13.3 13.5 9.9 9.4 8.8 8.4 7.4 7.3 4.9 5.2 3.8 4.6 T T Phòng MT 22 20 20 18 16 15 14 13 13 31.2 32 32 33.1 33.3 34.5 34.3 34.5 35.1 độ số ẩm % vòng 70 71 71 76 76 76 74 69 65 5.75 0.25 0.25 0.14 0.11 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 tiết diện (mm2) 12.57 0.55 0.55 0.31 0.24 0.17 0.15 0.13 0.11 0.09 đóng lại 40 độ 10 độ 10 độ độ độ độ độ 40 độ 10 độ 10 độ độ độ độ độ kênh MINI thí nghiệm ngày 17/3 hồi nhiệt – làm mát phụ THỜI STT GIAN 10 STT 9h20 9h40 9h55 10h10 10h30 10h40 11h00 11h15 11h25 THỜI GIAN I(AMPE) P2 P3 P4 P1 T1 2.1 2.2 2.3 2.4 2.4 2.5 2.5 2.6 60 63 67 69 72 73 75 76 78 58 61 65 68 71 72 74 75 77 52 51 50 48 46 46 44 44 42 48 48 46 46 44 43 42 42 41 T2 T3 25.1 24.3 22.4 20.5 19.2 18.4 16.7 16.4 14.2 t4 t5 45 25.1 47 24.9 52 25 56 25.4 57 25.4 59 26.5/25.3 61 26.3/27.2 62 26.3 63 26.2/27.5 28.6 29.3 31.2 31.8 32.3 33.2 33.4 34.5 34.3 t6 27.5 28.5 29.6 30.3 31.4 31.3 31.7 32.2 32.4 T7 23.4 21.1 17.1 14.2 12.6 10.9 7.8 T8 T Phòng T MT 23 21.2 18.2 15.7 13.3 11.9 9.4 8.5 6.1 I(AMPE) P2 P3 P4 kênh MINI thí nghiệm ngày 17/3 hồi nhiệt – làm mát phụ T P1 T1 T2 T3 t4 t5 t6 T7 T8 Phòng T MT 23 21 17 15 13 13 12 11 10 độ ẩm % độ ẩm % số tiết diện vòng (mm2) 5.75 0.75 0.25 0.14 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 31.4 31.9 32.7 33.4 33.2 34.3 34.1 34.4 34.5 số vịng 5.75 tiết diện (mm2) 12.57 đóng lại 13h30 13h40 13h55 14h05 14h20 14hh35 2 2.1 2.2 2.3 2.4 59 62 66 69 72 73 56 60 64 67 71 72 50 50 49 48 46 46 47 47 46 46 44 43 24.2 23 21.3 20.5 20.7 19.2 44 46 52 55 57 59 24.1 24.3 25.5 25.7 26.6 26.7 27 29 30 32 33 33 27 28 29 30 32 33 22 21 18 15 14 12 22 20 18 16 15 12 22 21 18 15 14 13 30.8 31.9 32.7 34.9 34.8 34.7 0.75 0.25 0.14 0.11 0.12 0.13 1.64 0.55 0.31 0.24 0.26 0.28 40 độ 10 độ độ độ 10 14h45 14h57 15h15 2.5 2.5 2.6 75 77 78 74 76 77 45 44 43 43 42 41 18.1 16.7 15 61 62 63 27.2 27.2 27 34 35 36 32 34 33 10 8.4 6.8 12 8.8 7.8 13 12 11 35 35.5 35.4 0.14 0.13 0.12 0.31 0.28 0.26 độ độ độ 181 12.57 1.64 0.55 0.31 0.24 0.26 0.28 0.31 0.33 0.35 đóng lại 40 độ 10 độ độ độ độ độ độ Ảnh hưởng lưu lượng CO2 No p1 t1 t1’ (bar) (C) (C) p2 t2 (bar) (C) p3 t3’ (bar) (C) t3 p4 t4 (C) (bar) (C) 49 23,5 22,3 77 62,5 76,5 33,9 33,2 50 48,5 22,6 19,3 78 63,7 77,5 34,6 33,3 50 48 22,4 16,7 79,5 65,9 47,5 22,1 46 21 19 34,8 34 5,3 0,89 119,8 49 13,6 2,76 2,53 3,1 0,92 117,4 13,1 2,86 2,62 2,9 0,92 116,2 2,74 2,64 3,1 0,97 111,6 47 11,6 3,15 3,12 2,6 0,99 111 46,5 11,4 2,97 3,07 2,1 1,03 110,2 69,5 80,5 35,5 47,5 82 12 83 71,1 44,5 18,5 13,4 84 72,5 83,5 36,9 36,5 46 11 2,64 2,78 2,4 1,05 108,6 15 85 75,8 84,5 36,6 45 10 2,43 2,88 1,1 104,2 14 86 78.2 85,5 37.1 36.5 44 2,44 2,97 1,22 100,4 87 80,2 86,5 43 8,2 2,2 2,71 4,4 1,23 97,5 10 42,5 15 11 41,5 14,2 12,6 37 38 35,6 14 13,5 44 16,3 36 (kg/h) 2,23 81 35,7 35,4 (kW) 2,50 15,1 82 m 121,4 48,5 70 (kW) I0 0,86 66,8 79,5 35,1 34,5 35 t1-t4 7,8 80 14,5 2,46 Q0 2,12 16 45,5 19,4 14,2 82,5 45 79 COP 37,7 182 Ảnh hưởng lưu lượng khơng khí Phía khơng khí Va (m/s) t_a,i t_a,o h_a,i h_a,o RH_a,i RH_a,o W_a,i W_a,o Q_a Q_w Q_e,a 5.00 28.90 25.90 71.90 65.71 66.50 73.70 0.02 0.02 1.06 1060.68 2.12 4.50 28.50 25.80 70.74 65.09 66.90 73.20 0.02 0.02 0.86 876.91 1.74 4.00 28.40 25.70 70.25 64.64 66.70 73.00 0.02 0.02 0.76 779.74 1.54 3.50 28.30 25.30 69.71 63.35 66.40 73.10 0.02 0.01 0.74 780.89 1.52 3.00 28.10 24.70 68.76 61.21 66.00 72.80 0.02 0.01 0.72 833.28 1.55 2.50 28.00 24.50 68.54 60.41 66.20 72.50 0.02 0.01 0.62 778.43 1.40 2.00 28.20 24.20 69.17 59.30 66.10 72.20 0.02 0.01 0.57 793.78 1.36 1.50 28.40 24.00 70.13 58.47 66.50 71.80 0.02 0.01 0.47 739.22 1.21 1.00 28.30 23.60 69.71 57.09 66.40 71.50 0.02 0.01 0.34 541.48 0.88 0.50 28.40 23.10 70.13 55.51 66.50 71.40 0.02 0.01 0.19 318.78 0.51 0.20 0.20 0.41 183 sai so 1.43 17.84 27.05 32.06 26.42 36.86 34.37 34.61 46.20 65.18 Δt_a Δw_a W_a,i W_a,o 3.00 1.21 16.78 15.57 2.70 1.11 16.48 15.37 2.70 1.11 16.34 15.23 3.00 1.27 16.16 14.89 3.40 1.58 15.87 14.29 3.50 1.77 15.83 14.06 4.00 2.25 15.99 13.74 4.40 2.79 16.29 13.50 4.70 3.05 16.16 13.11 5.30 3.59 16.29 12.70 1.00 Phía mơi chất Vair (m/s) 5.00 m t_r,i (kg/s) p_ri 0.30 15.10 50.10 14.50 t_r,o 27.00 p_out 50.60 4.50 0.27 50.00 26.80 49.00 4.00 0.24 14.20 49.90 26.50 48.80 3.50 0.21 14.00 49.70 26.00 48.70 3.00 0.18 13.90 49.50 25.30 48.30 2.50 0.15 13.70 49.30 24.70 48.20 2.00 0.12 13.50 49.10 23.70 48.10 1.50 0.09 13.20 48.70 22.20 47.60 1.00 0.06 12.80 48.30 20.90 47.10 0.50 0.20 0.03 12.20 47.50 0.00 0.20 0.50 18.10 1.00 46.30 0.50 t_cooler p_k t_k 33.00 77.00 67.50 h1 33.00 77.00 66.70 59.23 33.00 77.00 67.20 59.35 33.20 77.50 68.30 59.78 33.40 77.50 68.20 60.78 33.50 78.00 68.30 61.38 33.50 78.00 68.50 62.70 33.80 78.00 68.60 64.70 34.10 78.00 68.50 66.16 34.30 78.00 68.80 70.00 184 h2 32.81 31.98 30.76 30.92 31.34 31.00 30.80 31.00 30.50 ss Q_e,r Δt_r 2.09 12.54 h3=h4 COP 3.31 -147.30 3.33 2.11 13.23 0.37 100.60 -147.30 3.55 2.12 13.13 0.38 100.70 -156.10 3.56 2.24 12.84 0.35 106.80 -161.40 3.36 2.11 12.24 0.28 100.62 -166.80 3.50 2.21 11.48 0.27 105.42 -161.50 3.11 2.07 11.05 0.21 98.80 -152.70 2.59 1.85 9.85 0.16 88.00 -143.80 2.21 1.63 8.95 0.13 77.64 -139.50 1.76 1.46 6.76 1.00 0.10 69.50 0.87 m_a 0.34 qo,r 99.50 Ảnh hưởng tỉ số nén p1 p2/p1 t1t4 t1t1' (bar) t1 t1' t1’ p2 t2 p3 t3’ t3 p4 t4 Q0 q0 I l0 m (kW) kW (kJ/kg) (kg/h) COP (°C) (°C) (bar) (°C) (bar) (°C) (°C) (bar) (°C) 1.57 49 6.7 23.5 16.8 22.3 77 62.5 76.5 33.9 33.1 50 14.5 2.46 2.12 62.77 0.86 25.57 121.4 1.61 48.5 8.6 8.4 22.6 14.2 19.3 78 63.7 77.5 34.3 33.5 50 14 2.50 2.23 67.1 0.89 26.83 119.8 1.65 48 8.8 8.4 22.4 14 16.7 79.5 65.9 79 34.8 34.2 49 13.6 2.76 2.53 77.7 0.92 28.14 117.4 1.68 47.5 8.8 22.1 13.3 16 80 66.8 79.5 35 34.4 48.5 13.1 2.85 2.62 81.38 0.92 28.46 116.2 1.76 46 8.1 21 12.9 15.1 81 69.5 80.5 35.5 34.9 47.5 12 2.73 2.64 85.44 0.97 31.16 111.6 1.81 45.5 7.8 6.06 19.4 13.34 14.2 82.5 70 82 35.7 35.2 47 11.6 3.14 3.12 101.4 0.99 32.2 111 1.84 45 7.6 5.78 19 13.22 13.5 83 71.1 82.5 36 35.5 46.5 11.4 2.97 3.07 100.3 1.03 33.75 110.2 1.89 44.5 7.5 4.4 18.5 14.1 13.4 84 72.5 83.5 36.9 36.5 46 11 2.64 2.78 92.28 1.05 34.91 108.6 1.93 44 6.3 3.87 16.3 12.43 15 85 75.8 84.5 37 36.6 45 10 2.63 2.88 99.58 1.10 37.84 104.2 2.02 42.5 3.32 14 86 78.2 85.5 37.1 36.7 44 2.43 2.97 106.7 1.22 43.74 100.4 2.09 41.5 3.39 12.6 87 80.2 86.5 38 37.6 43 8.2 2.20 2.71 100.1 1.23 45.47 97.5 15 11.68 14.2 10.81 185 ... truyền nhiệt Do đó, việc nghiên cứu đặc tính truyền nhiệt thiết bị bay kênh micro cho máy điều hồ khơng khí cỡ nhỏ dùng môi chất lạnh CO2 cần thiết Những vấn đề mà nghiên cứu trước chưa làm nghiên. .. MINH NGUYỄN TRỌNG HIẾU NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC TÍNH TRUYỀN NHIỆT CỦA THIẾT BỊ BAY HƠI KÊNH MICRO TRONG MÁY ĐIỀU HỒ KHƠNG KHÍ CỠ NHỎ DÙNG MƠI CHẤT LẠNH CO2 NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 62520103 Hướng dẫn... ? ?Nghiên cứu đặc tính truyền nhiệt thiết bị bay kênh micro máy điều hoà khơng khí cỡ nhỏ dùng mơi chất lạnh CO2” thực phịng thí nghiệm Truyền nhiệt (Heat Transfer Lab) thuộc Bộ môn Công nghệ Nhiệt