Đối lưu nhiệt

ÑOÁI LÖU NHIEÄT 1) Phaân bieät doøng löu chaát chuyeån ñoäng töï nhieân (ñoái löu töï nhieân) vaø chuyeån ñoäng cöôõng böùc (ñoái löu cöôõng böùc)? Ñoái löu töï nhieân Ñoái löu cöôõng böùc Phaân bieät[.]

ĐỐI LƯU NHIỆT 1) Phân biệt dòng lưu chất chuyển động tự nhiên (đối lưu tự nhiên) chuyển động cưỡng (đối lưu cưỡng bức)? Đối lưu tự nhiên Đối lưu cưỡng Gr 2,5 Phân biệt dựa theo giá trị tỷ số Re Gr Gr 2,5 Re  10-2 Re2,5  10-3 2) Bản chất trao đổi nhiệt đối lưu Phân biệt đối lưu tự nhiên với đối lưu cưỡng Cho ví dụ minh họa Bản chất trao đổi nhiệt đối lưu: trao đổi nhiệt kèm với chuyển động dòng lưu chất Đối lưu tự nhiên Sự chuyển động lưu chất chênh lệch nhiệt độ Đối lưu cưỡng Sự chuyển động lưu chất chủ yếu tác động yếu tố khác nhiệt độ như: chênh lệch áp suất thủy tónh, tác động học, … VD: đun nước, dàn ống lạnh, VD: cấp nhiệt dòng lưu tượng gió gió mùa, chất chuyển động dọc theo gió núi, gió biển, đốt cỏ tường phẳng, cấp nhiệt khô… khuấy chất lỏng cánh khuấy,… 3) Giải thích ý nghóa hệ số dẫn nhiệt (), hệ số cấp nhiệt () hệ số truyền nhiệt (K) - Ý nghóa hệ số dẫn nhiệt () : đặc trưng cho dẫn nhiệt vật liệu - Ý nghóa hệ số cấp nhiệt () : đặc trưng cho cấp nhiệt từ bên vào dòng lưu chất hay từ dòng lưu chất bên - Ý nghóa hệ số truyền nhiệt (K) : đặc trưng cho trình truyền nhiệt mà ta xét 4) Chuẩn số Grasshof (Gr) chuẩn số đồng dạng đặc trưng cho đối lưu nhiệt tự nhiên hay đối lưu nhiệt cưỡng bức? Nêu ý nghóa vật lý chuẩn số Gr? - Chuẩn số Gr chuẩn số đồng dạng đặc trưng cho đối lưu nhiệt tự nhiên dòng không đẳng nhiệt lực nâng gl Gr = Ga βΔt = ν βΔt = lực nội ma sát - Đặc trưng cho tác dụng tương hỗ lực ma sát phân tử lực nâng chênh lệch khối lượng riêng điểm có nhiệt độ khác dòng 5) Cho biết ý nghóa vật lý chuẩn số đồng dạng sau đây: Re, Pr, Ga, K, Nu? CHUẨN SỐ Chuẩn số Reynolds Chuẩn số Prandtl Chuẩn số Galiley CÔNG THỨC ωℓ Re = ν ν Pr = a Ga = Re gl = Fr ν Ý NGHĨA VẬT LÝ Đặc trưng cho chế độ chảy dòng lưu chất Đặc trưng cho tính chất vật lý dòng chất tải nhiệt Đặc trưng cho tương quan lực ma sát phân tử trọng lực dòng Chuẩn số Đặc trưng cho trình truyền nhiệt r chuyển pha chất chuyển pha nhiệt độ K = cΔt Kutalelagze bão hòa Chuẩn số Đặc trưng cho cường độ cấp nhiệt αl cấp nhiệt biên giới tiếp xúc dòng chất tải Nu = λ Nusselt nhiệt bề mặt cấp nhiệt 6) Trong thí nghiệm, cho biết trình trao đổi nhiệt trình đối lưu nhiệt cho biết khác biệt dạng đối lưu nhiệt đó? - Đó trình truyền nhiệt nước bão hoà ngưng tụ bề mặt ống đứng với dòng nước lạnh chảy ống gồm : Hơi nước bão hoà ngưng tụ bề mặt ống đứng : trao đổi nhiệt đối lưu trường hợp có biến đổi pha - Dòng nước lạnh chảy ống : trao đổi nhiệt đối lưu dòng lưu chất biến đổi pha 7) Nusselt thiết lập công thức tính hệ số cấp nhiệt  (công thức 16) với giả thiết trình trao đổi nhiệt đối lưu môi trường tinh khiết ngưng tụ?  Nusselt dựa giả thiết: - Chất ngưng tụ chảy màng - Ngưng tụ tinh khiết bề mặt ống đứng Re= 4G π dn μ < 2000  8) Cho biết chức của: bình chứa, nồi hơi, buồng trao đổi nhiệt bình chảy tràn? - Bình chứa: chứa nước khí nén  cấp nước cho nồi - Nồi hơi: gia nhiệt cho nước bốc gia nhiệt cho nước - Buồng trao đổi nhiệt: nơi xảy trình trao đổi nhiệt đối lưu dòng dòng nước lạnh giúp ngưng tụ nước - Bình chảy tràn: có tác dụng cung cấp lưu lượng nước ổn định chảy ống 9) Anh chị hiểu vị trí taỏm chaỷy traứn ụỷ mửực 0, ẳ, ẵ, ắ, 1, ẳ,1 ẵ? Nhửừng soỏ naứy coự yự nghúa gỡ? Mửực 0, ẳ, ẵ, ắ, 1, ẳ,1 ẵ khoảng cách tính theo inches mực nước bình chảy tràn so với vị trí cao ống dẫn nước lạnh bình trao đổi nhiệt  vị trí “0”: đối lưu nhiệt tự nhiên  vị trớ ẳ, ẵ, ắ, 1, ẳ,1 ẵ: ủoỏi lửu nhiệt cưỡng 10) Theo anh chị, trước thí nghiệm, chảy tràn để vị trí “0” cấp đủ nước cho bình chảy tràn nước có chảy ống đứng thoát không? Hãy phán đoán xem tiến hành thí nghiêm với chảy tràn vị trí “0” nước ống đứng có chảy không? Tại sao? - Trước thí nghiệm, chảy tràn để vị trí “0” cấp đủ nước cho bình chảy tràn nước không chảy ống đứng thoát lúc mực nước bình chảy tràn với vị trí cao ống  P =  nước chảy chênh lệch áp suất - Khi tiến hành thí nghiêm với chảy tràn vị trí “0” nước ống đứng có chảy ta dùng nước để cấp nhiệt làm cho dòng lạnh bị nóng lên  có đối lưu nhiệt tự nhiên 11) Trong thí nghiệm, dòng lưu chất chảy ống dòng lưu chất chảy ống truyền nhiệt? Khi thí nghiệm, tượng xảy bề mặt ống đặt buồng ống trao đổi nhiệt? - Dòng nước lạnh chảy ống dòng nóng chảy phía ống - Khi thí nghiệm, phía bề mặt ống có giọt nước ngưng tụ; xuống phía ống nước ngưng tụ nhiều chảy thành màng mỏng 12) Khi thí nghiệm, áp suất buồng trao đổi nhiệt vào khoảng bao nhiêu? Tại biết? p suất buồng trao đổi nhiệt tương ứng với áp suất bão hòa nước ngưng tụ, tương ứng với nhiệt độ ngưng tụ nước đo 13) Hãy rõ đường dòng nước lạnh Hãy đặt ống nghiệm để đo lượng nước đó? Dòng nước lạnh từ bơm → bình chảy tràn→ vị trí chảy tràn→ phía ống trao đổi nhiệt→ phía ống trao đổi nhiệt → theo đường ống dẫn đến phễu, qua van đổ vào bình đo Do đó, ta đặt bình đo lượng nước cuối van 14) Hãy rõ đường cấp vào buồng trao đổi nhiệt Hãûy đặt ống nghiệm vào vị trí để đo lượng nước ngưng tụ chảy ra? Dòng cấp cung cấp từ nồi theo đường ống qua van van vào buồng ống Nhờ lớp lưới giúp tỏa khắp bề mặt đáy lên phía buồng ống Sau vào lớp lưới bao xung quanh ống trao đổi nhiệt bắt đầu ngưng tụ thành nước chảy ngược xuống Nước ngưng tụ theo đường ống khác chảy vào bình đo Lượng nước ngưng tụ phía bên lưới thải bỏ qua van xả S Còn lượng nước lại ống chảy vào bình đo thải bỏ qua van S tiến hành thí nghiệm 15) Hãy giải thích lý bố trí ống cấp vào buồng trao đổi nhiệt thiết bị thí nghiệm? Từ nồi hơi, ống cấp chia thành hai nhánh, nhánh cung cấp vào buồng trao đổi nhiệt qua van 7, ống lại dùng để xả hết ngừng thí nghiệm qua van S Van dùng để điều chỉnh lượng vào buồng trao đổi nhiệt Phần ống cấp buồng trao đổi nhiệt có đầu ngập vào lớp lưới, có tác dung làm cho dòng phân phối từ lên buồng trao đổi nhiệt Khi ngừng thí nghiệm, lượng buồng trao đổi nhiệt thải bỏ qua van S3 16) Hãy cho biết qui trình cấp nước vào ống thí nghiệm? Nước từ bơm cung cấp cho bình chảy tràn qua van V1 Ta điều chỉnh vị trí chảy tràn cho thích hợp Khi mực nước bình vượt qua chảy tràn nước chảy qua V đổ để mực nước bình chảy tràn ổn định Nước từ bình chảy tràn theo ống dẫn chảy vào đầu ống trao đổi nhiệt lên phía ống, theo đường ống dẫn đổ vào phễu qua V5 đổ 17) Hãy cho biết quy trình cấp nước vào buồng thí nghiệm? 1) 2) 3) 4) Thực theo bước sau: Khóa van: S1, S3, S5, V3, V6 V8 Mở van S4 xả ngưng dư khoá lại Mở van V7 Cho nước vào bình chứa đến ¾ chiều cao bình mở nắp bình Mở van V8 cấp nước cho nồi đun khoá van V mức nước nồi đun đạt 2/3 chiều cao ống mức 5) Đóng van V7 6) Cấp điện cho điện trở đun nước R áp suất nồi đun đạt khoảng 13 PSL 7) Cấp điện cho điện trở R2 để gia nhiệt cho nước ( có R2 ) 18) Lượng nước cấp cho bình chứa nồi vừa theo quy định thí nghiệm? Tại không cấp nước vào đầy nồi hơi? - Cho nước vào bình chưá đến ¾ chiều cao bình - Cấp nước cho nồi đạt 2/3 chiều cao ống mức - Không cấp nước vào đầy nồi vì: cần có khoảng không cho nước bốc hơi, không nguy hiểm nước bay hơi, áp suất tăng cao gây nổ nồi 19) Sau kết thúc thí nghiệm, muốn cấp nước vào nồi để làm thí nghiệm làm nào? Sau đo xong, ngắt điện cấp cho nồi hơi, đóng van V 6, V7, mở van xả S5 Nạp nước vào bình chứa Mở van V cấp nước cho nồi khóa V8 lại, khóa van xả S5 20) Hãy cho biết đại lượng cần đo làm thí nghiệm? Đo dụng cụ nào? - Lượng nước ngưng tụ chảy khoảng thời gian định nhiệt độ nước ngưng tụ (ống đong nhiệt kế) - Lượng nước chảy ống khoảng thời gian định - Nhiệt độ t1, t2, t3, t4 ( đồng hồ số ) - p suất nồi (áp kế P1) - Nhiệt độ nồi (đồng hồ đo nhiệt độ T2) - Nhiệt độ nước nồi (đồng hồ đo nhiệt độ T1) - p suất đo đồng hồ áp suất P2 - Nhiệt độ vào buồng ngưng tụ đo đồng hồ nhiệt độ T3 Chú ý: Trong đo thường xuyên quan sát mức nước bình chảy tràn mức nước nồi 21) Các nhiệt độ t1, t2, t3, t4 nhiệt độ gì? Vị trí đo đâu? - t1, t3 : nhiệt độ đầu cuối dòng nước chảy ống ,oC - t2, t4 : nhiệt độ thành đầu vào (đầu dưới) đầu (đầu trên) ống , oC 22) Đơn vị đo đồng hồ đo nhiệt độ gì? Cách quy đổi nhiệt độ oC? - Đơn vị đo đồng hồ số oC - Đơn vị đo đồng hồ đo nhiệt độ T1, T2 T3 oF toF = toC + 32 23) Đơn vị đo áp suất áp kế thiết bị thí nghiệm gì? Cách quy đổi bar, at mmHg? p suất đọc đồng hồ đo áp suất gì? (áp suất dư hay áp suất tuyệt đối) - Đơn vị đo áp kế PSI 1PSI = 51,7mmHg 1at = 735mmHg = 9,81.104Pa = 14,22 PSI bar = 105Pa - p suất đọc đồng hồ đo áp suất áp suất dư 24) Em hiểu truyền nhiệt chế độ ổn định? Trong trình thí nghiệm, đại lượng đo chế độ truyền nhiệt ổn định hay không ổn định? Dấu hiệu cho biết thời điểm tiến hành đo đồng loạt đại lượng cần đo? - Truyền nhiệt chế độ ổn định có nghó a trường nhiệt không phụ thuộc vào thời gian, phụ thuộc vào tọa độ: T(x, y z) - Trong trình thí nghiệm, đại lượng đo chế độ truyền nhiệt ổn định - Dấu hiệu cho biết thời điểm tiến hành đo đồng loạt đại lượng cần đo là:nhiệt độ đồng hồ đo nhiệt độ ổn định, không dao động 25) Khi thí nghiệm, nước ngừng cấp vào bình chảy tràn phải xử lý tình đó? - Khi thí nghiệm, nước ngừng cấp vào bình chảy tràn ta phải ngắt điện cấp cho nồi hơi, đóng van V 6, V7 mở van xả S5 - Mở vòi S4 xả nóng khóa vòi S4 lại 26) Nếu máy nén khí để tạo áp suất cho bình chứa việc cấp nước cho nồi thực thí nghiệm chuyển sang chế độ thí nghiệm khác? - Nếu máy nén khí để tạo áp suất cho bình chứa việc cấp nước thực có chênh lệch độ cao (có nghóa chênh lệch áp suất thủy tónh bình chứa nước nồi hơi) 27) Khi áp suất nồi cao 15PSI phải xử lýnhư nào? - Khi áp suất nồi cao 15PSI phải mở van xả S đợi cho áp suất giảm xuống 15PSI khóa van laïi