Thí nghiệm quá tình thiết bị cơ học Bài truyền nhiệt ống lồng ống. Cơ sở tính toán, giới thiệu thiết bị, tiến hành thí nghiệm, xử lý số liệu, bàn luận. Bảng kích thước ống, nhiệt lượng Q, tổn thất nhiệt, chuẩn số Reynold.
TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BÁO CÁO THÍ NGHIỆM Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CƠNG NGHỆ BÀI TRU ỀN NHIỆT NG L NG NG MỤC LỤC CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 CƠ SỞ TÍNH TỐN 1.1.1 Phương trình nhiệt lượng cho dòng lưu chất 1.1.2 Phương trình biểu diễn trình truyền nhiệt 1.1.3 Phương trình truyền nhiệt qua tường hình trụ nhiều lớp 1.1.4 Hệ số truyền nhiệt dài lý thuyết, KL * 1.1.5 Hệ số cấp nhiệt , vách ngăn dòng lưu chất 1.2 THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 1.3 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 10 1.3.1 ước 1: Chu n bị 10 1.3.2 ước 2: Cho hệ thống ho t 1.3.3 ước 3: Dừng hệ thống 11 ng ghi nhận số liệu 10 CHƢƠNG KẾT QUẢ 12 2.1 ẾT QU X S IỆU THÍ NGHIỆ 12 2.1.1 Số liệu th 12 2.1.2 X lý số liệu th 13 2.2 ÀN UẬN 41 DANH MỤC BẢNG ng 1: ch thước ống ng 2: ng - dòng n ng dòng l nh ch y c phương vu ng g c 12 ng 3: ng 1- dòng n ng dòng l nh ch y song song ngược chiều 12 ng 4: ng 2- dòng n ng dòng l nh ch y song song c ng chiều 13 ng 5: Nhiệt lượng Q c a dòng n ng t i ống 14 ng 6: Nhiệt lượng Q c a dòng l nh t i ống 14 ng 7: Nhiệt lượng Q c a dòng n ng t i ống 15 ng 8: Nhiệt lượng Q c a dòng l nh t i ống 15 ng 9: Nhiệt lượng Q c a dòng n ng t i ống 16 ng 10: Nhiệt lượng Q c a dòng l nh t i ống 16 ng 11: T n thất nhiệt t i ống 17 ng 12: T n thất nhiệt t i ống 18 ng 13: T n thất nhiệt t i ống 18 ng 14:Hiệu số nhiệt trung bình logarit t i ống ng 15: Hiệu số nhiệt trung bình logarit t i ống 20 ng 16: Hiệu số nhiệt trung bình logarit t i ống 20 ng 17: Hệ số truyền nhiệt dài th c nghiệm t i ống 19 21 ng 18: Hệ số truyền nhiệt dài th c nghiệm t i ống 22 ng 19: Hệ số truyền nhiệt dài th c nghiệm t i ống 22 B ng 20 Chu n số Reynold c a dòng n ng t i ống A 25 B ng 21 Chu n số Reynold c a dòng l nh t i ống A 25 B ng 22 Chu n số Reynold c a dòng n ng t i ống B1 26 B ng 23 Chu n số Reynold c a dòng l nh t i ống B1 26 B ng 24 Chu n số Reynold c a dòng n ng t i ống B2 27 B ng 25 Chu n số Reynold c a dòng l nh t i ống B2 27 B ng 26 Chu n số Prantl c a dòng lưu chất t i ống A 28 B ng 27 Chu n số Prantl c a dòng lưu chất t i ống B1 28 B ng 28 Chu n số Prantl c a dòng lưu chất t i ống B2 29 B ng 29 Chu n số Nuselt c a dòng n ng t i ống A 31 B ng 30 Chu n số Nuselt c a dòng n ng t i ống B1 32 B ng 31 Chu n số Nuselt c a dòng n ng t i ống B2 32 B ng 32 Hệ số dẫn nhiệt t i ống A 34 B ng 33 Hệ số dẫn nhiệt t i ống B1 34 B ng 34 Hệ số dẫn nhiệt t i ống B2 35 B ng 35 Hệ số truyền nhiệt K t i ống A 36 B ng 36 Hệ số truyền nhiệt K t i ống B1 36 B ng 37 Hệ số truyền nhiệt K t i ống B2 37 B ng 38: HỆ S TRUYỀN NHIỆT DÀI THUYẾT TẠI NG A 38 B ng 39: HỆ S TRUYỀN NHIỆT DÀI THUYẾT TẠI NG B1 38 B ng 40: HỆ S TRUYỀN NHIỆT DÀI THUYẾT TẠI NG B2 39 DANH MỤC HÌNH t ống truyền nhi t ống lồng ống p ị g t í g i u tr v t iết bị ọc t ố g g iều i gu vi c c t ố g CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 CƠ SỞ TÍNH TỐN 1.1.1 Phƣơng trình nhiệt lƣợng cho dịng lƣu chất ( ) ( ) G1,G2: lưu lượng dòng n ng l nh, kg/s C1,C2: nhiệt dung riêng trung bình c a dòng n ng dòng l nh, J/kg.K tv1, tR1: nhiệt vào c a dòng n ng, oC tv2 , tR2: nhiệt vào c a dịng l nh, oC 1.1.2 Phƣơng trình biểu diễn q trình truyền nhiệt ượng nhiệt Q truyền qua tường phẳng ơn vị thời gian là: Q = K.F.̅̅̅ ,W K – Hệ số truyền nhiệt, W/m2 K; F – diện t ch bề mặt truyền nhiệt, m2; ̅̅̅ – hiệu số nhiệt trung bình, ; Hệ số truyền nhiệt cho tường nhiều lớp theo c ng t nh theo c ng thức sau: , W/m2.K ∑ – hệ số cấp nhiệt ( hai ph a c a tường, lưu thể bề mặt tường) W/m2.K r1,r2 - nhiệt trở c a cặn b n hai ph a c a tường, m2.K/W ∑ – nhiệt trở c a lớp tường thứ i , m2.K/W – bề dày lớp tường thứ i, m – hệ số dẫn nhiệt tương ứng với lớp tường thứ i, W/m.K 1.1.3 Phƣơng trình truyền nhiệt qua tƣờng hình trụ nhiều lớp ̅̅̅ Q= KL – hệ số truyền nhiệt c a 1m chiều dài ống, W/m.K L – chiều dài ống, m H số truyền nhi t KL ối với tườ g trụ có ớp x c ị t eo g t ức: , W/m.K ∑ – hệ số cấp nhiệt ( hai ph a c a ống, lưu thể bề mặt ống), W/m2.K r1,r2 – nhiệt trở cặn b n ph a c a ống, m2.K/W d1, dn+1 – ường k nh c a ống, m di, di+1 – ường k nh c a lớp thứ i, m – hệ số dẫn nhiệt lớp tương ứng thứ i, W/m.K Hi u số nhi t ộ tru g Đối với chế Đối với chế i ưu t chuy n ộng thuận chiều v gược chiều: xu i chiều với Δtlớn = t1V – t2V Δtnhỏ = t1R – t2R: tlớn + tnhỏ tlog = t ln lớn tnhỏ người chiều Δtlớn = t1v – t2r Δtnhỏ = t1r – t2v tlớn tnhỏ tlog = tlớn + tnhỏ Ở th nghiệm ta tiến hành với ống truyền nhiệt, ta xem truyền nhiệt tường hình trụ lớp nên c ng thức trở thành: Q= Δtlog (2) L – chiều dài ống, m KL – hệ số truyền nhiệt dài, W/m – chênh lệch nhiệt Độ c trung bình logarit, nh nhi t ộ tru g og rit ( 3) tL: hiệu số nhiệt tN: hiệu số nhiệt dòng n ng dòng l nh ầu vào ầu c giá trị lớn dòng n ng dòng l nh ầu vào ầu c giá trị nhỏ 1.1.4 Hệ số truyền nhiệt dài lý thuyết, KL * (4) dng, dtr – ường k nh c a ống truyền nhiệt, m – hệ số dẫn nhiệt c a ống, W/m.K rb – nhiệt trở c a lớp cáu, m db – ường k nh lớp cáu, m Ở th nghiệm này, lớp cáu coi kh ng kể, tức rb db 1.1.5 Hệ số cấp nhiệt , vách ngăn dòng lƣu chất ( Các hệ số A, n, m ) (5) hệ số th c nghiệm, tuỳ thu c vào yếu tố sau: Chế ch y c a dòng lưu chất S tương quan dòng ch y bề mặt truyền nhiệt Đặc iểm bề mặt truyền nhiệt ( nhám, hình d ng,…) 1.2 THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM Hệ thống thiết bị th nghiệm c kiểu kết cấu bề mặt truyền nhiệt sau: Kiểu A o i ống lồng ống mà lưu chất ch y ngang mặt c a ống Hai dòng ch y c phương vu ng g c (chéo chiều nhau) Kiểu B (B1, B2): o i ống lồng ống ơn gi n, lưu chất ch y dọc bề mặt c a ống Hai dòng ch y c phương song song với Trong , với ống dịng lưu chất ch y ngược chiều nhau, với ống dòng lưu chất ch y xu i chiều thống truyền nhi t ống lồng ống p ò g t í g i u tr v t iết bị ọc B Đường k nh (mm) ng ng iểu ống Φ14/16 Φ14/16 A B t ố g g iều Chiều dài (mm) 1.000 1.000 Φ26/28 Φ26/28 i * Ghi I – ồn chứa – gia nhiệt II – ưu lượng kế dòng n ng III – ưu lượng kế dòng l nh IV – ơm cấp B2 – trao i nhiệt d ng dòng ch y song song c ng chiều B1 – trao i nhiệt d ng dòng gu vi c c t ố g – Van cấp nước cho bồn chứa 2, – Van chỉnh lưu lượng dòng n ng 4, 5, – Van ng mở dòng n ng vào b trao i nhiệt – Van chỉnh lưu lượng dòng l nh 8, 9, 10 – Van ng mở dòng l nh vào ch y song song ngược chiều A– trao i nhiệt d ng dòng ch y vu ng g c b trao i nhiệt 11 – Van x áy bồn chứa 1.3 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 1.3.1 Bƣớc Chu n b - Đọc trước giáo trình nghe gi ng kĩ lưỡng trước th c nghiệm ể làm quen với hệ thống thiết bị, tìm hiểu van tác dụng c a n àm quen với thiết bị o nhiệt , vị tr o cách iều chỉnh c ng tắc ể o nhiệt àm quen với thiết bị o lưu lượng cách iều chỉnh lưu lượng Cách ọc lưu lượng kế ch nh xác Xác ịnh i lượng cần o Đo lưu lượng dòng n ng, dòng l nh, nhiệt vị tr cần thiết ập b ng ể ghi kết qu o 1.3.2 Bƣớc Cho hệ thống ho t - van châm nước vào ầy bồn chứa ng ghi nh n số liệu ng l i Sau ấn nút mở hệ thống gia nhiệt tr ng b ng iều khiển - hi èn NGUỒN sáng báo c Xoay c ng tắc c a GI nhiệt ho t iện bật C lên NHIỆT theo chiều kim ồng hồ Đèn ho t ng sáng Cụm gia ng - Đ ng tất c van van - Sau 30 phút, bấm nút ch y c a Ơ Đèn ho t ng sáng ơm ly tâm ho t ng bơm nước tuần hoàn 10 T i ống A ất t i ng A B ng 26 Chuẩn s Prantl c G1, L/ph G2, L/ph t1TB, o C t2TB, o C Pr1 Pr2 82,30 42,30 2,15 4,13 81,50 36,65 2,17 4,68 12 81,10 35,15 2,18 4,85 83,55 38,45 2,12 4,48 8 82,50 36,35 2,15 4,72 12 81,95 35,40 2,16 4,82 10 83,65 39,35 2,12 4,38 10 83,10 36,15 2,13 4,74 10 12 82,40 35,05 2,15 4,86 T i ống B1 ất t i ng B1 B ng 27 Chuẩn s Prantl c G1, L/ph G2, L/ph 4 8 8 10 10 10 12 12 12 t1TB, o C t2TB, o C Pr1 Pr2 82,20 80,25 36,85 2,15 4,66 35,35 2,20 4,83 79,70 34,65 2,22 4,90 83,50 37,60 2,12 4,58 81,20 35,80 2,18 4,78 80,80 34,30 2,19 4,94 83,50 36,50 2,12 4,70 82,05 35,35 2,16 4,83 81,25 34,45 2,19 4,93 28 T i ống B2 ất t i ng B2 B ng 28 Chuẩn s Prantl c Trong G1, L/ph G 2, L/ph t1TB, o C t2TB, o C Pr1 Pr2 81,30 35,60 2,18 4,80 80,65 34,40 2,19 4,93 12 79,95 33,70 2,21 5,01 83,55 36,70 2,12 4,68 8 81,55 35,00 2,17 4,87 12 80,85 34,20 2,19 4,95 10 83,40 36,65 2,12 4,68 10 82,15 34,90 2,15 4,88 10 12 80,80 34,20 2,19 4,95 ∆t1 ( ) ∆t2 ( ) Re1, Re2 chu n số Reynold trung bình c a dịng n ng dịng l nh Ta chọn giá trị trung bình t nh toán sau: ∆t1 ∆t2 L i c : nhiệt c a thành ống (vách) ược t nh cụ thể sau: tv1 = t1tb – ∆t1 tv2 = t2tb + ∆t2 Từ tv1, tv2 vừa tìm ược tra b ng b ng 43 – B ng tra cứu Quá trình học, truyền nhiệt – truyền khối ta tìm ược chu n số Prv c a dòng n ng dòng l nh Từ ta t nh ược hệ số Nu theo c ng thức sau: 29 Đối với ống A: < Re < 103 Nu=0.5Re0.5Pr0.38(Pr/Prv) 0.25 103 Nu=0.25Re0.6Pr0.38(Pr/Prv) 0.25 Re < 2x105 2x105 Re 2x106 Nu=0.023Re0.8Pr0.37(Pr/Prv) 0.25 Đối với ống B: Re < 2320 Nu=0.15Re0.33Pr0.43Gr0.1(Pr/Prv) 0.25 2320 Nu=C.Pr0.43(Pr/Prv) 0.25 1 Re < 10000 Nu=0.021Re0.8Pr0.43(Pr/Prv) 0.25 Re > 10000 Với gi trị c a C phụ thuộc Re Re x 10-3 2.1 C 1.9 ưs u 2.2 2.3 2.4 2.5 2.2 3.3 3.8 4.4 6 10,3 15,5 19,5 10 27 33 Mặt khác: /d > 50 nên 1 = T nh mẫu trường hợp: lưu lượng dòng n ng G1 = L/ph lưu lượng dòng l nh G2 = L/ph ống A Ta c : Hiệu số trung bình nhiệt logarit: Δtlog = 39,95 oC Chu n số Rantl dòng n ng: Pr1 = 2,15 Chu n số Rantl dòng l nh: Pr2 = 4,13 Chu n số Reynold dòng n ng: Re1 = 17018 (103 ≤ Re1 < 2x105) → Nu1 = 0,25.Re10,6Pr10,38(Pr1/Prv1) 0,25 Chu n số Reynold dòng l nh: Re2 = 5069 (103 ≤ Re2 < 2x105) → Nu2 = 0,25.Re20,6Pr0,38(Pr2/Prv2) 0,25 → ∆t1 C ∆t2 C → Nhiệt thành ống n ng: tv1 = t1tb – t1 = 82,30 – 8,82 = 73,48 oC → Nhiệt thành ống l nh: tv2 = t2tb + t2 = 42,30 + 29,63 = 71,93 oC Tra b ng b ng 43 – B ng tra cứu Quá trình học, truyền nhiệt – truyền khối ta tìm ược chu n số Prantl c a thành ống sau: Với tv1 = 73,48 oC → Prv1 = 2,43 Với tv2 = 71,93 oC→ Prv2 = 2,48 Chuẩn s Nuselt c – l nh lần : 0.6 0.38 0.25 0.6 Nu1 = 0,25Re1 Pr1 (Pr1/Prv1) =0,25 x 17018 x 2,150.38 x (2,15/2,43)0.25 =112,06 Nu2 = 0,25Re20.6Pr20.38(Pr2/Prv2) 0.25= 0,25 x 50690.6 x 4,130.38 x (4,13/2,48) 0.25 = 81,34 30 (Thực hi p ép tí tươ g tự c o c c trường hợp lạnh ta t u ược kết qu dưới) cc ưu ượ g dị g ó g v T i ống A B ng 29 Chuẩn s Nuselt c G1, L/ph 4 8 10 10 10 G2, L/ph 12 12 12 i ng A Δtlog, oC Re1 Re2 Pr1 Pr2 Δt1, oC Δt2, oC 39,95 44,59 45,65 45,1 46,11 46,45 44,3 46,93 47,3 17018 16952 16858 34504 34111 34118 43177 42919 42592 5069 2,15 2,17 2,18 2,12 2,15 2,16 2,12 2,13 2,15 4,13 4,68 4,85 4,48 4,72 4,82 4,38 4,74 4,86 8,82 15,05 19,42 5,25 9,35 12,61 4,29 7,88 10,84 29,63 28,04 24,73 38,35 35,26 32,34 38,51 37,55 34,96 9095 13238 4721 9040 13304 4813 9003 13212 t1TB, oC t2TB, oC tv1, oC tv2, oC Prv1 Prv2 Nu1 Nu2 82,30 81,50 81,10 83,55 82,50 81,95 83,65 83,10 82,40 42,30 36,65 35,15 38,45 36,35 35,40 39,35 36,15 35,05 73,48 66,45 61,68 78,30 73,15 69,34 79,36 75,22 71,56 71,93 64,69 59,88 76,80 71,61 67,74 77,86 73,70 70,01 2,43 2,70 2,91 2,27 2,44 2,58 2,23 2,37 2,50 2,48 2,78 2,99 2,32 2,50 2,65 2,28 2,42 2,55 112,06 109,55 107,53 172,61 169,63 168,08 198,10 195,22 192,89 81,34 121,52 152,81 83,46 124,93 157,39 83,57 125,90 159,02 31 T i ống B1 B ng 30 Chuẩn s Nuselt c G1, L/ph 4 8 10 10 10 t1TB, oC 82,20 80,25 79,70 83,50 81,20 80,80 83,50 82,05 81,25 i ng B1 G2, L/ph Δtlog, oC Re1 Re2 C Pr1 Pr2 Δt1, oC Δt2, oC 12 12 12 t2TB, oC 36,85 35,35 34,65 37,60 35,80 34,30 36,50 35,35 34,45 45,33 17004 16649 16537 34486 33636 33493 43108 42431 42067 tv2, oC 74,38 67,81 63,60 78,56 73,43 70,46 79,19 75,32 72,36 2854 5538 8193 2899 5588 8137 2834 5538 8161 Prv1 2,35 2,57 2,75 2,21 2,38 2,48 2,19 2,32 2,42 5,5 17,7 27,6 5,7 17,9 27,4 5,5 17,7 27,5 Prv2 2,40 2,64 2,83 2,26 2,43 2,53 2,24 2,37 2,45 2,15 2,20 2,22 2,12 2,18 2,19 2,12 2,16 2,19 4,66 4,83 4,90 4,58 4,78 4,94 4,70 4,83 4,93 Nu1 69,36 67,82 66,77 122,59 120,28 119,12 146,88 144,78 143,84 6,30 10,80 14,34 3,44 6,25 8,79 2,81 5,22 7,36 37,53 32,46 28,95 40,96 37,63 36,16 42,69 39,97 37,91 Nu2 13,35 40,37 62,72 13,03 41,39 64,42 12,81 41,50 64,97 44,76 44,79 45,90 45,38 46,45 47,00 46,69 46,77 tv1, oC 75,90 69,45 65,36 80,06 74,95 72,01 80,69 76,83 73,89 T i ống B2 B ng 31 Chuẩn s Nuselt c G1, L/ph 4 8 10 10 10 i ng B2 G2, L/ph Δtlog, oC Re1 Re2 C Pr1 Pr2 Δt1, oC Δt2, oC 12 12 12 45,25 45,79 45,76 46,37 46,21 46,28 46,33 46,94 46,35 16836 16720 16593 34505 33763 33511 43060 42477 41866 2783 5435 8043 2845 5499 8121 2842 5489 8121 5,3 17,2 27,1 5,5 17,5 27,4 5,5 17,5 27,4 2,18 2,19 2,21 2,12 2,17 2,19 2,12 2,15 2,19 4,80 4,93 5,01 4,68 4,87 4,95 4,68 4,88 4,95 6,21 10,87 14,45 3,42 6,26 8,74 2,78 5,20 7,29 37,54 33,42 29,81 41,45 38,45 36,04 42,05 40,24 37,56 32 t1TB, oC 81,30 80,65 79,95 83,55 81,55 80,85 83,40 82,15 80,80 t2TB, oC 35,60 34,40 33,70 36,70 35,00 34,20 36,65 34,90 34,20 tv1, oC 75,09 69,78 65,50 80,13 75,29 72,11 80,62 76,95 73,51 tv2, oC 73,14 67,82 63,51 78,15 73,45 70,24 78,70 75,14 71,76 Prv1 2,38 2,56 2,74 2,21 2,37 2,48 2,19 2,31 2,43 Prv2 2,44 2,64 2,83 2,27 2,43 2,54 2,25 2,38 2,49 Nu1 69,12 67,93 66,81 122,63 120,45 119,16 146,84 144,85 143,08 Nu2 12,33 40,02 62,57 12,80 41,08 64,33 12,81 41,30 64,67 c) Tính hệ số cấp nhiệt 1, 2: Ta c : Hệ số cấp nhiệt c a dòng n ng (c ống ) là: = Hệ số cấp nhiệt dòng l nh ống A: Hệ số cấp nhiệt d ng l nh ống B: Trong = : Từ nhiệt trung bình t1TB c a dịng n ng, ta tra b ng 43 – B ng tra cứu Quá trình học, truyền nhiệt – truyền khối ể ược hệ số dẫn nhiệt Từ nhiệt trung bình t2TB c a dịng l nh, ta tra b ng 43 – B ng tra cứu Quá trình học, truyền nhiệt – truyền khối ể ược hệ số dẫn nhiệt T nh mẫu trường hợp: lưu lượng dòng n ng G1 = L/ph lưu lượng dòng l nh G2 = L/ph ống A Ta c : Chu n số Nuselt dòng n ng: Nu1 = 112,06 Chu n số Nuselt dòng l nh: Nu2 = 81,34 ch thước hình học ặc trưng c a dòng n ng: l1 = 0,014m ch thước hình học ặc trưng c a dịng l nh: l2A = 0,016m 33 Tra b ng b ng 43 – B ng tra cứu Quá trình học, truyền nhiệt – truyền khối ta tìm ược hệ số dẫn nhiệt c a dòng lưu chất sau: T i t1TB = 82,30oC → T i t2TB = 42,30oC → H s dẫn nhi t c = 0,676 W/m.K = 0,637 W/m.K – l nh lầ W/m2 K = W/m2 K (Thực hi p ép tí tươ g tự c o c c trường hợp t u ược kết qu dưới) cc ưu ượ g dị g ó g v ạnh ta T i ống A B ng 32 H s dẫn nhi t t i ng A G1, G2, Nu1 Nu2 L/ph L/ph 4 112,06 81,34 109,55 121,52 12 107,53 152,81 172,61 83,46 8 169,63 124,93 12 168,08 157,39 10 198,1 83,57 10 195,22 125,9 10 12 192,89 159,02 l1, m 0,014 0,014 0,014 0,014 0,014 0,014 0,014 0,014 0,014 l2A, m 0,016 0,016 0,016 0,016 0,016 0,016 0,016 0,016 0,016 t1TB, o C t2TB, o C 82,30 81,50 81,10 83,55 82,50 81,95 83,65 83,10 82,40 42,30 36,65 35,15 38,45 36,35 35,40 39,35 36,15 35,05 λ1, λ2, α1, W/m.K W/m.K W/m2.K 0,676 0,637 5412,10 0,676 0,629 5287,74 0,676 0,626 5188,71 0,677 0,632 8344,15 0,676 0,628 8193,73 0,676 0,627 8115,56 0,677 0,633 9577,07 0,677 0,628 9434,01 0,676 0,626 9316,59 α2, W/m2.K 3239,47 4774,52 5980,98 3294,17 4904,75 6164,18 3306,03 4940,32 6222,45 B ng 33 H s dẫn nhi t t i ng B1 G1, L/p h G2, L/p h Nu1 Nu2 l1, m l2A, m 4 69,36 13,35 0,014 0,01 67,82 40,37 0,014 0,01 12 66,77 62,72 0,014 0,01 122,5 13,03 0,014 0,01 t1TB, o C t2TB, o C 82,2 80,2 79,7 83,5 36,8 35,3 34,6 37,6 λ1, W/m K λ2, W/m.K α1, W/m2 K α2, W/m2.K 0,676 0,629 3349,59 839,66 0,675 0,627 3270,50 2529,42 0,675 0,625 3218,27 3922,76 0,677 0,630 5925,91 821,10 34 8 12 10 10 10 12 120,2 119,1 146,8 144,7 143,8 41,39 0,014 0,01 64,42 0,014 0,01 12,81 0,014 0,01 41,50 0,014 0,01 64,97 0,014 0,01 81,2 80,8 83,5 82,0 81,2 35,8 34,3 36,5 35,3 34,4 0,676 0,627 5804,37 2596,31 0,675 0,625 5746,69 4025,48 0,677 0,628 7100,07 804,98 0,676 0,627 6991,06 2600,22 0,676 0,625 6941,56 4061,40 t2TB, λ1, λ2, α1, o C W/m.K W/m.K W/m2.K 35,60 0,676 0,627 3335,78 34,40 0,675 0,625 3276,77 33,70 0,675 0,624 3221,03 36,70 0,677 0,629 5928,07 35,00 0,676 0,626 5814,08 34,20 0,675 0,625 5748,83 36,65 0,677 0,629 7097,62 34,90 0,676 0,626 6994,96 34,20 0,675 0,625 6902,59 α2, W/m2.K 773,04 2501,41 3903,87 804,76 2571,61 4018,82 805,29 2584,72 4040,06 B ng 34 H s dẫn nhi t t i ng B2 G1, G2, Nu1 L/ph L/ph 4 69,12 67,93 12 66,81 122,63 8 120,45 12 119,16 10 146,84 10 144,85 10 12 143,08 Nu2 l1, m 12,33 40,02 62,57 12,80 41,08 64,33 12,81 41,30 64,67 0,014 0,014 0,014 0,014 0,014 0,014 0,014 0,014 0,014 l2A, m 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 t1TB, o C 81,30 80,65 79,95 83,55 81,55 80,85 83,40 82,15 80,80 T nh h s truyền nhi t K Do , ta c thể xem bề mặt truyền nhiệt tường phẳng nên ược t nh theo c ng thức sau (cho c ống c thể ): = Trong : α1, α2: hệ số cấp nhiệt ph a c a tường ( ã tìm ược trên) : bề dày c a lớp tường, = (0,016 – 0,014)/2 = 0,001 m : hệ số dẫn nhiệt c a tường, ống ược làm chất liệu thép kh ng gỉ (inox) nên tra b ng ta tìm ược hệ số dẫn nhiệt = 23,334 W/m.K T nh mẫu trường hợp: lưu lượng dòng n ng G1 = L/ph lưu lượng dòng l nh G2 = L/ph ống Ta c : Hệ số dẫn nhiệt c a dòng n ng: α1 = 5412,10 W/m2.K Hệ số dẫn nhiệt c a dòng l nh: α2 = 3239,47 W/m2.K 35 Bề dầy c a lớp tường: = 0,001m Hệ số dẫn nhiệt c a tường: = 23,334 W/m.K Hệ số truyền nhiệt K là: = = 1864,56 (T ực i p ép tí tươ g tự c o c c trườ g ợp t u ược kết qu dưới) cc ưu ượ g dị g ó g v lạnh ta T i ống A B ng 35 H s truyền nhi t K t i ng A G1, L/ph 4 8 10 10 10 G2 , L/ph 12 12 12 α1, W/m2.K 5412,10 5287,74 5188,71 8344,15 8193,73 8115,56 9577,07 9434,01 9316,59 α2, W/m2.K 3239,47 4774,52 5980,98 3294,17 4904,75 6164,18 3306,03 4940,32 6222,45 δ, m 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 λ, W/m.K 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 K 1864,56 2265,43 2482,75 2144,69 2711,61 3045,96 2223,46 2846,80 3216,47 T i ống B B ng 36 H s truyền nhi t K t i ng B1 G1, L/ph 4 8 10 10 10 G2 , L/ph 12 12 12 α1, W/m2.K 3349,59 3270,5 3218,27 5925,91 5804,37 5746,69 7100,07 6991,06 6941,56 α2, W/m2.K 839,66 2529,42 3922,76 821,1 2596,31 4025,48 804,98 2600,22 4061,4 δ, m 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 λ, W/m.K 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 K 652,59 1344,15 1643,37 699,55 1665,83 2149,21 701,28 1752,91 2308,74 36 B ng 37 H s truyền nhi t K t i ng B2 G1, L/ph 4 8 10 10 10 G2 , L/ph 12 12 12 α1, W/m2.K 3335,78 3276,77 3221,03 5928,07 5814,08 5748,83 7097,62 6994,96 6902,59 định h s truyền nhi ý K*l = α2, W/m2.K 773,04 2501,41 3903,87 804,76 2571,61 4018,82 805,29 2584,72 4040,06 δ, m 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 λ, W/m.K 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 K 611,16 1337,24 1640,77 687,69 1656,41 2147,61 701,49 1746,10 2297,53 ết K*l ∑ với ∑ Trong : α1, α2 : hệ số cấp nhiệt vừa ược t nh lặp dn: ường k nh c a ống truyền nhiệt, dng = 0,016 m dt : ường k nh c a ống truyền nhiệt , dtr = 0,014 m λ: hệ số dẫn nhiệt c a ống, ống ược làm thép kh ng gỉ nên =23,334 W/m.K Ở th nghiệm này, lớp cáu coi kh ng kể xem lo i b nh hưởng c a lớp cáu bám bề mặt ống, tức t ng rb chia db = T nh mẫu trường hợp: lưu lượng dòng n ng G1 = L/ph lưu lượng dòng l nh G2 = L/ph ống Ta c : Hệ số dẫn nhiệt dòng n ng: α1 = 5412,10 Hệ số dẫn nhiệt dòng l nh: α2 = 3239,47 Đường k nh c a ống tuyền nhiệt: dng = 0,016m Đường k nh c a ống tuyền nhiệt: dtr = 0,014m Hệ số dẫn nhiệt c a ống: =23.334 W/m.K H r ề ý ế : K*l = ∑ 37 (T ực i p ép tí tươ g tự c o c c trườ g ợp t u ược kết qu dưới) cc ưu ượ g dị g ó g v lạnh ta T i ống A B ng 38: HỆ S TRUYỀN NHIỆT DÀI G1, L/ph 4 8 10 10 10 G2, L/ph 12 12 12 THUYẾT TẠI NG A α1, W/m2.K α2, W/m2.K dtr, m dng, m 5412,10 5287,74 5188,71 8344,15 8193,73 8115,56 9577,07 9434,01 9316,59 3239,47 4774,52 5980,98 3294,17 4904,75 6164,18 3306,03 4940,32 6222,45 0,014 0,014 0,014 0,014 0,014 0,014 0,014 0,014 0,014 0,016 0,016 0,016 0,016 0,016 0,016 0,016 0,016 0,016 λ, W/m.K 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 K*l 88,86 106,64 116,02 103,36 129,17 144,10 107,50 136,10 152,71 T i ống B B ng 39: HỆ S TRUYỀN NHIỆT DÀI G1, L/ph 4 8 10 10 10 G2, L/ph 12 12 12 THUYẾT TẠI NG B1 α1, W/m2.K α2, W/m2.K dtr, m dng, m 3349,59 3270,5 3218,27 5925,91 5804,37 5746,69 7100,07 6991,06 6941,56 839,66 2529,42 3922,76 821,1 2596,31 4025,48 804,98 2600,22 4061,4 0,014 0,014 0,014 0,014 0,014 0,014 0,014 0,014 0,014 0,016 0,016 0,016 0,016 0,016 0,016 0,016 0,016 0,016 λ, W/m.K 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 K*l 31,86 63,58 76,65 34,51 80,06 101,94 34,69 84,65 110,08 38 B ng 40: HỆ S TRUYỀN NHIỆT DÀI G1, L/ph 4 8 10 10 10 G2, L/ph 12 12 12 THUYẾT TẠI NG B2 α1, W/m2.K α2, W/m2.K dtr, m dng, m λ, W/m.K K*l 3335,78 3276,77 3221,03 5928,07 5814,08 5748,83 7097,62 6994,96 6902,59 773,04 2501,41 3903,87 804,76 2571,61 4018,82 805,29 2584,72 4040,06 0,014 0,014 0,014 0,014 0,014 0,014 0,014 0,014 0,014 0,016 0,016 0,016 0,016 0,016 0,016 0,016 0,016 0,016 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 23,334 29,88 63,28 76,54 33,94 79,63 101,87 34,70 84,33 109,54 B ng kết qu t * e ế độ ch y v vẽ đồ thị T i ống A DỊNG NĨNG G1, G2, KL, Re1 L/ph L/ph W/m.K 4 17018 1864,56 16952 2265,43 12 16858 2482,75 34504 2144,69 8 34111 2711,61 12 34118 3045,96 10 43177 2223,46 10 42919 2846,8 10 12 42592 3216,47 DÒNG ẠNH G1, G2, KL, Re2 L/ph L/ph W/m.K 4 61,75 5069 DỊNG NĨNG 63,55 9095 12 13238 68,20 109,43 4721 8 98,83 9040 12 13304 101,20 10 101,42 4813 10 133,67 9003 10 12 13212 116,13 K*l 88,86 106,64 116,02 103,36 129,17 144,1 107,5 136,1 152,71 K*l T i ống B1 22,91 53,75 70,36 23,80 60,31 79,44 80,51 61,54 84,75 39 G1, G2, L/ph L/ph 4 12 8 8 12 10 10 10 12 Re1 17004 16649 16537 34486 33636 33493 43108 42431 42067 KL, W/m.K K*l 652,59 31,86 1344,15 63,58 1643,37 76,65 699,55 34,51 1665,83 80,06 2149,21 101,94 701,28 34,69 1752,91 84,65 2308,74 110,08 DÒNG ẠNH G1, G2, KL, Re2 L/ph L/ph W/m.K 4 61,75 5069 DÒNG ẠNH 63,55 9095 G41, G KL, 2, 12 13238 68,20 Re2 L/ph L/ph W/m.K 109,43 4721 4 2783 611,16 8 98,83 9040 5435 1337,24 12 13304 101,20 12 8043 1640,77 10 101,42 4813 10 133,67 9003 10 12 13212 116,13 DỊNG NĨNG G1, G2, KL, Re1 L/ph L/ph W/m.K 4 16836 611,16 16720 1337,24 12 16593 1640,77 34505 687,69 8 33763 1656,41 12 33511 2147,61 10 43060 701,49 10 42477 1746,1 10 12 41866 2297,53 T i ống B2 K*l 22,91 53,75 70,36 K*l 23,80 31,86 60,31 63,58 79,44 76,65 80,51 61,54 84,75 K*l 31,86 63,58 76,65 34,51 80,06 101,94 34,69 84,65 110,08 40 8 10 10 10 12 12 2845 5499 8121 2842 5489 8121 687,69 1656,41 2147,61 701,49 1746,1 2297,53 34,51 80,06 101,94 34,69 84,65 110,08 2.2 BÀN UẬN Câ Tổn thất nhi đá kể k ? T i sao? Từ kết qu th nghiệm t nh tốn số liệu ta thất a số số liệu t n thất nhiệt kể lượng nhiệt dịng n ng i nhiều so với dòng l nh tăng lên Theo lý thuyết, c s trao i nhiệt dịng n ng l nh Qtỏa = Qthu Nhưng th nghiệm (ống A, B1, B2) kh ng giống lý thuyết, Qtỏa ≠ Qthu → C m t lượng nhiệt bị t n thất ây dẫn ến hiệu suất truyền nhiệt kh ng t giá trị tối a Ngu â − T n thất nhiệt truyền qua ống dẫn − Sai số lúc ọc số liệu, ầu dò nhiệt ịnh − Nhiệt nh y nên số liệu hiển thị hình kh ng n m i trường kh ng n ịnh − Sai số thao tác th nghiệm − Sai số lưu lượng kế nhiệt kế, nhiệt dòng n ng kh ng n ịnh − Hệ thống ã s dụng lâu nên kh ng tránh khỏi việc t n thất, máy cũ Đặc biệt c m biến kh ng tốt ban ầu Câ N − Mức ê â b k ắc phục? sai số tương ối lớn, gồm: Sai số hệ thống: sai số thiết bị o, sai số thao tác th nghiệm, ọc số liệu Sai số ngẫu nhiên: yếu tố ngẫu nhiên tác ng − Nguyên nhân: Hệ thống chưa n ịnh, dòng n ng chauw t nhiệt thời gian ể dòng lưu chất chưa t n ịnh ã làm s i ã v i vàng ọc kết qu Kho ng 41 Đọc nhiệt kh ng c ng m t thời iểm dẫn ến sai số.o C thể bơm ho t ng kh ng n ịnh S rò rĩ c a van dẫn ến thất thoát m t lượng lưu chất nhiệt X lý kết qu , t nh tốn làm trịn q mức dẫn ến sai số Đặc biệt, hệ thống cũ nên c m biến c vấn ề trình th c Việc o sai số dẫn ến t nh toán sai theo c dây chuyền sai số c quy trình − Biện pháp khắc phục: Thao tác ph i thật s úng chu n xác Ph i ợi thời gian – phút ể dòng lưu chất trao i nhiệt n ịnh th c ọc số liệu Tra th ng số vật lý t nh toán n i suy kĩ h ng làm tròn mức ể tránh sai số nhiều sau Đo số liệu m t cách ch nh xác nhiều lần ể lấy giá trị trung bình Nếu thấy c vấn ề ph i th c l i khắc phục s cố hay tham kh o ý kiến c a gi ng viên hướng dẫn Câ S ữ r ề ự r ề ý ế Hệ số truyền nhiệt i lượng ắc trưng cho mức truyền nhiệt từ dòng n ng ến dòng l nh qua ơn vị m t m2 bề bặt tường phẳng m t ơn vị thời gian hiệu số chênh lệch nhiệt dòng lưu chất m t Hệ số truyền nhiệt lớn lượng nhiệt mà lưu chất dịng l nh nhận ược từ lưu chất dòng n ng tăng Ở th nghiệm ta thu ược kết qu l < *l Nguyên nhân nhiệt lượng t n thất chưa b cho sai số th c th nghiệm Điều chứng minh ược t n thất nhiệt th nghiệm lớn 42 *?