Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm phát triển số nusselt theo phương pháp wilson

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT NHIỆT NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VÀ THỰC NGHIỆM PHÁT TRIỂN SỐ NUSSELT THEO PHƯƠNG PHÁP WILSON GVHD: TH.S NGUYỄN THÀNH LUÂN SVTH : ĐỖ VĂN KHÁNH PHẠM VĂN TỒN TRẦN HỮU TỒN SKL011130 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VÀ THỰC NGHIỆM PHÁT TRIỂN SỐ NUSSELT THEO PHƯƠNG PHÁP WILSON GVHD: Th.S NGUYỄN THÀNH LUÂN SVTH MSSV ĐỖ VĂN KHÁNH 19147203 PHẠM VĂN TOÀN 19147254 TRẦN HỮU TOÀN 19147255 Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2023 TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên MSSV Email Số điện thoại Đỗ Văn Khánh 19147203 19147203@student.hcmute.edu.vn 0932446936 Phạm Văn Toàn 19147254 19147254@student.hcmute.edu.vn 0342799940 Trần Hữu Toàn 19147255 19147255@student.hcmute.edu.vn 0939516423 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt Mã ngành đào tạo 147 Hệ đào tạo: Chính quy Mã hệ đào tạo 947-147 Khóa: 2019 Lớp: 191470B Tên đề tài Nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm phát triển số Nusselt theo phương pháp Wilson Nhiệm vụ đề tài + Trình bày sở lý thuyết phương pháp Wilson + Xây dựng mơ hình thực nghiệm vận dụng phương pháp Wilson để xác định số Nusselt nhằm đánh giá khả trao đổi nhiệt thay đổi bề mặt trao đổi nhiệt (ống trơn, ống xẻ rảnh, ống xoắn) thay đổi lưu chất làm mát (nước, nước muối 2%, nước muối 3.5%, nước muối 5%) + Mô phân bố trường nhiệt độ áp suất bên ống trao đổi nhiệt TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc Bộ môn Công nghệ Nhiệt – Điện lạnh PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Họ tên sinh viên: MSSV: Đỗ Văn Khánh 19147203 Phạm Văn Toàn 19147254 Trần Hữu Toàn 19147255 Tên đề tài: Nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm phát triển số Nusselt theo phương pháp Wilson Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật nhiệt Họ tên giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Thành Luân TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc Bộ môn Công nghệ Nhiệt – Điện lạnh PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) Họ tên sinh viên: MSSV: Đỗ Văn Khánh 19147203 Phạm Văn Toàn 19147254 Trần Hữu Toàn 19147255 Tên đề tài: Nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm phát triển số Nusselt theo phương pháp Wilson Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật nhiệt Họ tên giảng viên phản biện: (Mã GV: 2171) PGS.TS Hoàng An Quốc Ý KIẾN NHẬN XÉT Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) Phụ Lục 10 Tương quan ln[1/(Rov-C1)] với ln(Re) theo PPGĐ Wilson cải tiến - ống xoắn, lưu chất nước muối 2% 62 Phụ Lục 11 Bảng kết tính tốn hệ số nhiệt trở theo PPGĐ Wilson cải tiến– ống xoắn, lưu chất nước muối 3.5% v Ttb Pr Re Rov 0.27 50.07 50.07 3757 0.07339 0.54 51.16 3.574 7423 0.04436 Nước muối 0.86 51.59 3.625 11079 0.03283 3.5% 1.08 51.8 3.647 14735 0.02577 1.36 52.38 3.658 18425 0.02285 Lưu chất 63 Phụ Lục 12 Tương quan tổng nhiệt trở Rov với hệ số Reynolds số mũ (m=0,7863) theo PPGĐ Wilson cải tiến - ống xoắn, lưu chất nước muối 3.5% 64 Phụ Lục 13 Tương quan ln[1/(Rov-C1)] với ln(Re) theo PPGĐ Wilson cải tiến - ống xoắn, lưu chất nước muối 3.5% 65 Phụ Lục 14 Bảng kết tính tốn hệ số nhiệt trở theo PPGĐ Wilson cải tiến– ống xoắn, lưu chất nước muối 5% v Ttb Pr Re Rov 0.27 49.85 3.564 3767 0.07088 0.54 50.89 3.612 7446 0.04219 Nước muối 0.86 51.38 3.636 11107 0.03143 5% 1.08 51.65 3.649 14763 0.0249 1.36 52.01 3.668 18508 0.02098 Lưu chất 66 Phụ Lục 15 Tương quan tổng nhiệt trở Rov với hệ số Reynolds số mũ (m=0,7863) theo PPGĐ Wilson cải tiến - ống xoắn, lưu chất nước muối 5% 67 Phụ Lục 16 Tương quan ln[1/(Rov-C1)] với ln(Re) theo PPGĐ Wilson cải tiến - ống xoắn, lưu chất nước muối 5% 68 Phụ Lục 17 Bảng mô kết thử nghiệm tính độc lập lưới Ống Trơn Xẻ rảnh Xoắn Số phần tử Số nút Kích thước lưới Nhiệt độ đầu (°C) 0.3 2143762 2213436 57.09 0.35 1337544 1385670 57.18 0.4 988750 1035828 57.22 0.45 677710 712792 57.27 0.35 2261760 2416494 60.53 0.45 1649200 1796244 60.82 0.55 1483040 1597764 60.96 0.9 1319360 1436499 61.75 23,5 254435 1068408 55.34 24 245823 1023771 55.31 24,5 239071 988475 55.27 25 231945 953614 55.10 69 Phụ Lục 18 Sự phân bố nhiệt độ nước muối 2% theo vận tốc - ống xoắn 70 Phụ Lục 19 Sự phân bố nhiệt độ nước muối 3.5% theo vận tốc - ống xoắn 71 Phụ Lục 20 Sự phân bố nhiệt độ nước muối 5% theo vận tốc - ống xoắn 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Wilson, E.E., A basis for rational design of heat transfer apparatus, The J Am Soc Mech Engrs, 37, p 546-551, 1915 [2] Fernández-Seara, J., et al., Experimental apparatus for measuring heat transfer coefficients by the Wilson plot method, European Journal of Physics, 26(3), 2005 [3] Kuo, C and C.C.Wang, In-tube evaporation of HCFC-22 in a 9.52 mm microfin/smooth tube, International Journal of Heat and Mass Transfer, 39(12), p.25592569,1996 [4] Kuo, W., et al., Condensation heat transfer and pressure drop of refrigerant R-410A flow in a vertical plate heat exchanger, International Journal of Heat and Mass Transfer, 48(25-26), p 5205-5220, 2005 [5] Bukasa, J.-P.M., L Liebenberg, and J.P Meyer, Heat transfer performance during condensation inside spiralled micro-fin tubes, J Heat Transfer, 126(3), p 321-328, 2004 [6] Bukasa, J.-P., L Liebenberg, and J.P Meyer, Influence of spiral angle on heat transfer during condensation inside spiralled micro-fin tubes, Heat transfer engineering, 26(7), p 11-21, 2005 [7] Zhnegguo, Z., X Tao, and F Xiaoming, Experimental study on heat transfer enhancement of a helically baffled heat exchanger combined with three-dimensional finned tubes, Applied Thermal Engineering, 24(14-15), p 2293-2300, 2004 [8] Yoo, S.-J and D France, Post-CHF heat transfer with water and refrigerants, Nuclear engineering and design, 163(1-2), p 163-175, 1996 [9] Ansys Fluent Software 2019 [10] Nguyễn Thành Luân, phát triển phương trình số nusselt phương pháp giản đồ wilson kết hợp mơ CFD, Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 66 (10/2021) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh [11] Engineering Equation Solver software 73 S K L 0