BÁO CÁO THÍ NGHIỆM QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ BÀI 2

BÀI 2 TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG A. LÝ THUYẾT I. MỤC ĐÍCH: - Làm quen với thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống, các dụng cụ đo nhiệt độ và lưu lượng lưu chất. - Xác định hệ số truyền nhiệt trong quá trình truyền nhiệt giữa hai dòng lạnh, nóng ngăn cách bởi vách ngăn kim loại ở các chế độ chảy khác nhau. - Thiết lập căn bằng nhiệt lượng. II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT: - Quá trình truyền nhiệt trong thiết bị dạng ống lồng ống là một ví dụ của sự truyền nhiệt phức tạp. ở đây diễn ra sự trao đổi giữa hai lưu chất được ngăn cách bởi vách ngăn kim loại, bao gồm truyền nhiệt đối lưu từ dòng nóng đến vách, dẫn nhiệt qua thành ống kim loại và đối lưu nhiệt với dòng lạnh với ống. 1. Phương trình cân bằng nhiệt lượng cho hai dòng lưu chất: Q = G 1 C 1 (t v1 – t v2 ) = G 2 C 2 (t R2 – t V2 ), W (1) Trong đó: G 1 , G 2 : Lưu lượng dòng nóng và lạnh, kg/s. C 1 , C 2 : Nhiệt dung riêng trung bình củ dòng nóng và dòng lạnh, J/kg.K t v1 , t R1 : Nhiệt độ vào và ra của dòng nóng, 0 C. t v2 , t R2 : Nhiệt độ vào và ra của dòng lạnh, 0 C. 2. Phương trình biểu diễn quá trình truyền nhiệt: Q = K 1 .∆t log .L, W L: Chiều dài ống, m K 1 : Hệ số truyền nhiệt dài, W/m. 0 C. ∆t log : Chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit, 0 C. 3. Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit: Trong đó: ∆t lon : Hiệu số nhiệt độ giữa dòng nóng và dòng lạnh ở đầu vào hoặc đầu ra có giá trị lớn. ∆t nho : Hiệu số nhiệt độ giữa dòng nóng và dòng lạnh ở đầu vào hoặc đầu ra có giá trị bé. 4. Hệ số truyền nhiệt dài lý thuyết, K l * tính trên 1m chiều dài ống: Trong đó: Dng, dtr : đường kính ngoài và trong của ống truyền nhiệt, m. λ: hệ số cấp nhiệt, W/M2. o C αcau: nhiệt trở của lớp cáu, m2.s. o C/J dcau: đường kính lớp cáu. m 5. Hệ số cấp nhiệt α 1 , α 2 giữa vách ngăn và dòng lưu chất: Các hệ số A, m, n, ε 1 , ε R là các hệ số thực nghiệm, phụ thuộc vào các yếu tố sau: - Chế độ chảy của dòng lưu chất. - Sự tương quan giữa dòng chảy và bề mặt truyền nhiệt. - Đặc điểm bề mặt truyền nhiệt (độ nhám, hình dạng). . cho hai dòng lưu chất: Q = G 1 C 1 (t v1 – t v2 ) = G 2 C 2 (t R2 – t V2 ), W (1) Trong đó: G 1 , G 2 : Lưu lượng dòng nóng và lạnh, kg/s. C 1 , C 2 : Nhiệt dung riêng trung bình củ dòng nóng. lạnh, J/kg.K t v1 , t R1 : Nhiệt độ vào và ra của dòng nóng, 0 C. t v2 , t R2 : Nhiệt độ vào và ra của dòng lạnh, 0 C. 2. Phương trình biểu diễn quá trình truyền nhiệt: Q = K 1 .∆t log .L,. ống truyền nhiệt, m. λ: hệ số cấp nhiệt, W/M2. o C αcau: nhiệt trở của lớp cáu, m2.s. o C/J dcau: đường kính lớp cáu. m 5. Hệ số cấp nhiệt α 1 , α 2 giữa vách ngăn và dòng lưu chất: Các hệ số