Microsoft PowerPoint Chuong 6 Doi luu cuong buc [Compatibility Mode] TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp HCM CHƯƠNG 6CHƯƠNG 6 TOẢ NHIỆT ĐỐI LƯU CÖÔÕNG BÖÙCTOẢ NHIỆT ĐỐI LƯU CÖÔNG BÖC (Doøng moät pha) 1 Khái n[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM CHƯƠNG TOẢ NHIỆT ĐỐI LƯU CƯƠNG CƯỢNG BƯC BỨC (Dòng pha) Khái niệm chung Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng chất lỏng chảy ống Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng chất lỏng chảy bên ống Cán giảng dạy: Ths Phan Thành Nhân TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM Khái niệm ệ chungg + Lưu chấ chatt chuyen chuyển động tac tác động cua ngoai ngoại lưc lực (bơm (bơm, quat quạt, má may y né nen…) n ) Cán giảng dạy: Ths Phan Thành Nhân TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM Lớp biên vận tốc: Xét dòng lưu chất chảy qua bề mặt phẳng Lớp biên chảy tầ chay tang ng Vùng chuyển chuyen đổi Lớp biên chảy roi chay rối V1 V1 V1 Lớp rối Lớp đệm Lớp tầng Bề dày lớp biên v Xét dòng lưu chất chảy bên ống Lớp biên vận tốc Vùøng thủ h ûy độ đ ng vàøo Phân bố vận tốc Vung Vù ng thủ thuy y động phát triển Cán giảng dạy: Ths Phan Thành Nhân TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM Lớp biên nhiệt: Xét dòng lưu chất chảy qua bề mặt phẳng T1 Dòng tự T1 T1 Lớp biên nhiệt t Ts+0,99(T1-Ts) Xét dòng lưu chất chảy bên ống Lớp biê Lơp bien n nhiệt Vùng nhiệt động vào Ph ân bố Phâ b nhiệ hi ät Vùng nhiệt động phá đ h ùt triể i ån Cán giảng dạy: Ths Phan Thành Nhân TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng chất lỏng chảy ống Chế độ dòng chảy lưu chất chảy ống thể qua tiê tieu u chuan chuẩn Reynolds: Chế độ chuyển động Re Chảy tầng Re < 2200 Chảy độ (từ tầng sang rối) 2200 < Re < 104 Chảy rối Re > 104 Tuỳ theo chế độ chuyển động dòng lưu chất mà cường độ trao đổi nhiệt đối lưu khác Cán giảng dạy: Ths Phan Thành Nhân TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM • Lưu lượ lương ng khoi khối lượ lương: ng: dong dòng lưu chat chất chay chảy ong ống đượ đươcc xac xác định theo giá trị tb: G tb Fc Kg/s • Số Reynolds: Re .L • Kích thướ thươcc xac xác định: 4Fc L d tđ U : Khối lượng riêng dòng lưu chất Fc: Diệän tích mặët cắt ngang g g oáng U: Chu vi ướt Cán giảng dạy: Ths Phan Thành Nhân TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM Từ lý thuyết đồng dạng kết hợp với thực nghiệm điều kiện trao đoi đổi nhiệt on ổn định ta tìm đượ đươcc phương trình: Nu = f(Re, Gr, Pr) Xác định phương trình Nu = f(Re, Gr, Pr) cho trường hợp: - Lưu chất chảy rối - Lưu chất chảy tầng - Lưu chất chảy độ (từ chảy tầng chuyển sang chảy rối) Cán giảng dạy: Ths Phan Thành Nhân TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM 2.1 Chế độ chảy rối: Khi Re > 104 Phương trình Nu = f(Re, Gr, Pr) sau: Nu f 0,021 Re ,8 f , 43 f Pr Prf Prw , 25 l R ĐỐÁI VỚÙI KHÔÂNG KHÍ: Í Do Pr thay đổi theo nhiệt ñoä: Nu f 0,018 Re 0f ,8 Cán giảng dạy: Ths Phan Thành Nhân TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM • Nhiệt độ xá xacc định + tf: nhiệt độ trung bình lưu chất - tff’ : nhiệt độ ngõ vào lưu chất - tf’’: nhiệt độ ngõ lưu chất f tf Prf f t f t f ' t f '' + tw: nhiệt độ bề mặt vách tw Prw • Kích thước xác định + Ong Ố tròøn: L = dtr + Hình dạng khác: L d tđ 4Fc U Cán giảng dạy: Ths Phan Thành Nhân TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM • Hệ so số xet xét đen đến anh ảnh hương hưởng cua phương hương hướng dong dòng nhiệt Prf Pr w tf q tf tw tw > tf q 0, 25 tw tw < tf • Hệ số hiệu chỉnh xét đến ảnh hưởng chiều dài ống: l Nếu l/d 50: l tra bảng theo giá trị Re 1.104 1,65 1.50 1,34 10 1,23 l/d 15 1,17 2.104 1,51 1,40 1,27 1,18 1,13 1,10 1,05 1,02 55.10 104 34 1,34 27 1,27 18 1,18 13 1,13 10 1,10 08 1,08 04 1,04 02 1,02 1.105 1,28 1,22 1,15 1,10 1,08 1,06 1,03 1,02 1.106 1,14 1,11 1,08 1,05 1,04 1,03 1,02 1,01 Ref Neáu l/d > 50: l = Cán giảng dạy: Ths Phan Thành Nhân 20 1,13 30 1,07 40 1.03 50 10 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng chất lỏng chảy bên vật thể Lớp biên chảy tầng Vùng chuyển đổi đoi Lớp biên chảy rối V1 V1 V1 Lớp rối Lớp đệm Lớp tầng Bề dày lớp biên v V1 Đường tâm Điểm ứ đọng D Lớp bien Lơp biên Điểm tá Điem tach ch + Đối lưu cưỡng chất lỏng chảy ngang qua taám phaúng + Đối lưu cưỡng chất lỏng chảy ngang qua ống đơn + Đối lưu cưỡng chất lỏng chảy ngang qua chùm ống 17 Cán giảng dạy: Ths Phan Thành Nhân TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM 3.1 Đối lưu cưỡng chất lỏng chảy ngang qua phẳng: T1 V1 Chảy tầng Vùng chuyển đổi Chảy rối x • Kích thước xác định: L = l (chiều dài tấm) • Nhiệt độ xác định: nhiệt độ trung bình chất lỏng tf 18 Cán giảng dạy: Ths Phan Thành Nhân TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM Trường hơp Trương hợp tổ tong ng quaù quatt Khi Ref > Khi Ref < 105 Nu f 0,037 Re 105 Nu f 0,68 Re ,8 f 0,5 f , 43 f Pr , 43 f Pr Prf Pw Pr Prf Prw , 25 , 25 ĐỐI VỚI KHÔNG KHÍ: Khi Ref > 105 Nu f 0,032 Re0f,8 Khi Ref < 105 Nu f 0,59 Re f0,55 19 Cán giảng dạy: Ths Phan Thành Nhân TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM 3.2 Đối lưu cưỡng chất lỏng chảy ngang qua ống đơn: Lớp biên rối Lớp biên tầng Lớp biên tầng Lớp biên rối V1 V1 D Điểm tách (a) Dòng chảy tầng Re < 2.105 D Điểåm tách (b) Dòng chảy rối Re > 2.105 Quá trình toả nhiệt chất lỏng chảy ngang qua ống có hình dạng phức tạp cần tiến hành thí nghiệm riêng Phần khảo sát ống tròn 20 Cán giảng dạy: Ths Phan Thành Nhân