BÀI 1 THÍ NGHIỆM sấy vật LIỆU ẩm

STT Bảng phân công nhiệm vụ Họ tên Nhiệm vụ Mức độ hoàn thành Trịnh Phương Thanh Bài 100% MSSV: 19116211 Tổng hợp word Lý Nguyễn Bảo Nghi 100% MSSV: 19116027 Bài 1: 1.3.3., 1.3.4., 1.4 Trương Thị Thùy Dương Bài 2: 2.3, 2.4 100% 100% MSSV: 19116160 Bài 1: 1.1, 1.2, 1.3.1., 1.3.2 Trương Thị Lệ Quyên Bài 2: 2.1, 2.2 100% MSSV: 19116162 Trần Huỳnh Minh Châu MSSV: 19116210 ĐIỂM: NHẬN XÉT CỦA GV: GV ký tên DANH MỤC HÌNH i DANH MỤC BẢNG iii BÀI 1: THÍ NGHIỆM SẤY VẬT LIỆU ẨM 1.1 Tổng quan 1.1.1 Tổng quan trình sấy phương pháp sấy 1.1.2 Các phương pháp sấy 1.1.3 Tính chất vật liệu sấy 1.1.4 Tổng quan nguyên liệu 1.1.5 Mục đích thí nghiệm 1.2 Nguyên liệu phương pháp nghiên cứu 1.2.1 Nguyên liệu thiết bị 1.2.2 Phương pháp nghiên cứu xử lý số liệu 1.3 Kết bàn luận 10 1.3.1 Độ ẩm ban đầu 10 1.3.2 Sấy đối lưu 11 1.3.3 Sấy hồng ngoại 13 1.3.4 Sấy lạnh 18 1.4 Kết luận 23 1.4.1 Đánh giá cảm quan vật liệu sau sấy 23 1.4.2 So sánh phương pháp sấy 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO 26 PHỤ LỤC 1.1 27 BÀI 2: THÍ NGHIỆM LẠNH ĐƠNG THỰC PHẨM 31 2.1 Tổng quan 31 2.1.1 Giới thiệu phương pháp bảo quản lạnh đông 31 2.1.2 Các phương pháp bảo quản lạnh đông 32 2.1.3 Những biến đổi thực phẩm lạnh đông 32 2.1.4 Tổng quan nguyên liệu 34 2.1.5 Mục đích thí nghiệm 35 2.2 Nguyên liệu phương pháp nghiên cứu 36 2.2.1 Nguyên liệu 36 2.2.2 Phương pháp lạnh đông chậm 36 2.2.3 Phương pháp lạnh đông nhanh 37 2.3 Kết bàn luận 38 2.3.1 Kết 38 2.3.2 Bàn luận 42 2.4 Kết luận 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 BÀI 3: THÍ NGHIỆM TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 46 3.1 Tổng quan 46 3.1.1 Thiết bị trao đổi nhiệt 46 3.1.2 Thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống 49 3.2 Dụng cụ, thiết bị, phương pháp tiến hành thực nghiệm 52 3.2.1 Dụng cụ thiết bị 52 3.2.2 Phương pháp tiến hành thực nghiệm 53 BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am 3.3 Kết bàn luận 54 3.3.1 Tính tốn thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống xi dịng 54 3.3.2 Tính tốn thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống ngược dòng 57 3.3.3 Nhận xét bàn luận 60 3.4 Mở rộng 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Thiết bị sấy đối lưu Hình 1.2 Thiết bị sấy hồng ngoại Hình 1.3 Quy trình cơng nghệ thí nghiệm sấy vật liệu ẩm Hình 1.4 Đồ thị sấy đối lưu mẫu cà rốt 11 Hình 1.5 Đường cong sấy đối lưu mẫu cà rốt 11 Hình 1.6 Đồ thị sấy mẫu cà rốt dạng cắt lát 70 (mẫu SN) (Elshehawy & El-Mashad, 2010) 12 Hình 1.7 Mẫu nguyên liệu sau thực trình sấy đối lưu 13 Hình 1.8 Đường cong sấy hồng ngoại W = f(t) 14 Hình 1.9 Đường cong sấy hồng ngoại giai đoạn 14 Hình 1.10 Đường cong sấy hồng ngoại giai đoạn 15 Hình 1.11 Đường cong sấy hồng ngoại giai đoạn 16 Hình 1.12 Đường cong tốc độ sấy hồng ngoại 17 Hình 1.13 Đường cong sấy lạnh W = f(t) 19 Hình 1.14 Đường cong sấy lạnh giai đoạn 19 i BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am Hình 1.15 Đường cong sấy lạnh giai đoạn 20 Hình 1.16 Đường cong sấy lạnh giai đoạn 21 Hình 1.17 Đường cong tốc độ sấy lạnh 21 Hình 1.18 Mẫu cà rốt sau sấy lạnh 22 Hình 1.19 Mẫu cà rốt sau sấy đối lưu – sấy hồng ngoại – sấy lạnh 23 Hình 2.1 Quan hệ nhiệt độ thời gian lạnh đông (Nguyễn Tấn Dũng, 2017) 31 Hình 2.2 Sơ đồ tiến hành thí nghiệm lạnh đơng chậm 36 Hình 2.3 Sơ đồ tiến hành thí nghiệm lạnh đông nhanh 37 Hình 2.4 Hình ảnh so sánh mẫu cà rốt lạnh đông chậm (trái) mẫu nguyên liệu (phải) 38 Hình 2.5 Đồ thị biểu diễn thay đổi nhiệt độ mẫu cà rốt theo thời gian phương pháp lạnh đông chậm 38 Hình 2.6 Kết q trình lạnh đơng nhanh 40 Hình 2.7 Đồ thị biểu diễn thay đổi nhiệt độ mẫu cà rốt theo phương pháp lạnh đông nhanh 40 ii BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am Hình 2.8 So sánh màu sắc mẫu lạnh đông nhanh (giữa) lạnh đông chậm (bên phải) với nguyên liệu thô 42 Hình 3.1 Thiết bị trao đổi nhiệt loại có cánh 47 Hình 3.2 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng vỏ bọc chùm ống 47 Hình 3.3 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lồng ống 48 Hình 3.4 Thiết bị trao đổi nhiệt loại hồi nhiệt (bộ sấy khơng khí lị hơi) 48 Hình 3.5 TBTĐN loại hỗn hợp (tháp giải nhiệt thiết bị lạnh) 49 Hình 3.6 Thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống 50 Hình 3.7 Thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống dạng ngược chiều (bên trái) chiều (bên phải) 51 Hình 3.8 Hệ thống trao đổi nhiệt ống lồng ống xi dịng ngược dịng 53 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần hoá học cà rốt .7 Bảng 1.2 Đánh giá cảm quan mẫu cà rốt sau sấy 23 Bảng 1.3 So sánh phương pháp sấy .24 Bảng 1.4 Kết xác định độ ẩm ban đầu 27 Bảng 1.5 Kết sấy mẫu phương pháp sấy đối lưu 27 Bảng 1.6 Kết phương pháp sấy hồng ngoại 28 iii BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am Hình 3.7 Thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống dạng ngược chiều (bên trái) chiều (bên phải) Khi bố trí ngược dịng cho phép khả truyền nhiệt tốt với nhiệt độ đầu vào định, cho phép đạt tốc độ truyền nhiệt ổn định suốt chiều dài ống tránh chênh lệch giảm dần nhiệt độ đầu dòng chảy chiều Thêm nữa, nhược điểm việc bố trí chiều chênh lệch nhiệt độ lớn đầu vào tạo ứng suất nhiệt cao, gây nhiều vấn đề số tình (Saari, 2010) Tuy nhiên việc bố trí dịng chảy chiều có ưu điểm số trường hợp Khi hai chất lỏng nóng, việc bố trí giúp phân bố nhiệt lên bề mặt truyền nhiệt đồng so với bố trí dịng chảy ngược chiều cung cấp nhiệt độ tối đa thấp lên bề mặt truyền nhiệt Trong trường hợp này, thiết bị chiều khắc phục nhược điểm cần nhiều diện tích trao đổi nhiệt so với cách bố trí dịng chảy khác (Saari, 2010) Nhiệt độ tối thiểu cao đơi có lợi, ví dụ để ngăn chặn đóng băng chất lỏng nóng chất lỏng gần điểm đóng băng để ngăn ngưng tụ acid bề mặt chất lỏng nóng khí có chứa acid Các vấn đề lắp đặt hệ thống ống nước thuận tiện cho dòng chảy vào đơi ưu tiên so với hiệu truyền nhiệt thiết bị Đặc biệt tốc độ truyền nhiệt yêu cầu nhỏ 55 BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am nhiều so với tốc độ tối đa đạt dịng chất lỏng nhiệt độ, thì nhược điểm việc bố trí dịng chảy chiều trở nên nhỏ (Saari, 2010) ❖ Ưu điểm thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống − Tốc độ dòng chảy lưu chất làm mát cao: điều đạt thông qua việc lựa chọn kỹ lưỡng ống nước có đường kính thích hợp, cho phép lưu chất chảy tự bên ống − Dễ bảo trì: Đặc tính giúp dễ thực vệ sinh thiết bị thường xuyên, cho phép tăng thời gian hoạt động thiết bị − Tính linh hoạt: Trong hệ thống, cho phép sử dụng chất làm mát pha lỏng pha (Edreis Edreis A Petrov, 2020) ❖ Nhược điểm thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống − Kích thước: kích thước lớn nên khó khăn q trình vận chuyển sử dụng thiết bị − Giá thành cao: Các đường ống bên ngồi khơng tham gia vào trình trao đổi nhiệt kết nối với trao đổi nhiệt có giá thành cao − Khó khăn thiết kế: Khi lựa chọn thiết bị, phải liên hệ với người có chun mơn phức tạp tính tốn lựa chọn suất thiết bị phù hợp Đồng thời, chi phí tổng thể việc chế tạo lắp đặt tăng lên (Edreis Edreis A Petrov, 2020) 3.2 Dụng cụ, thiết bị, phương pháp tiến hành thực nghiệm 3.2.1 Dụng cụ thiết bị − Hệ thống trao đổi nhiệt ống lồng ống xi dịng ngược dịng − Cảm biến nhiệt độ − Ấm đun siêu tốc − Nước, đá 56 BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am Hình 3.8 Hệ thống trao đổi nhiệt ống lồng ống xi dịng ngược dịng 3.2.2 Phương pháp tiến hành thực nghiệm Hệ thống trao đổi nhiệt ống lồng ống xi dịng bao gồm: bể chứa lưu chất nóng, bể chứa lưu chất lạnh, hai lưu lượng kế, hai bơm nước Trước vận hành thiết bị, tiến hành điều chỉnh lưu lượng lưu chất, dịng nóng cố định lưu lượng, dịng lạnh điều chỉnh giảm dần lưu lượng Tiếp theo điều chỉnh nhiệt độ dịng nóng 39 – 410C dòng lạnh 19 – 210C, lưu ý lưu chất phải đổ gập bơm Sau điều chỉnh xong lưu lượng nhiệt độ, mở đồng thời hai cơng tắc bơm hai dịng nóng lạnh, ghi lại nhiệt độ đầu vào dòng, chờ hệ thống vận hành phút ghi lại nhiệt độ đầu dịng Sau lại tiếp tục điều chỉnh lưu lượng nhiệt độ, trình lặp lại lần dừng lại Đối với hệ thống trao đổi nhiệt ống lồng ống ngược dòng tiến hành tương tự 57 BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am Các thông số ghi nhận sử dụng để tính tốn đại lượng sau: Tính vận tốc dịng lưu chất nóng lạnh, tính lượng nhiệt tổn thất, tính nhiệt lượng trao đổi, tính độ chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit, xác định hệ số truyền nhiệt thiết bị − Phương trình cân lượng thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống sau: Q = G1C1(tv1 – tR1) = G2C2(tR2 - tv2) = K.F.∆ttb (W) Với: G1, G2 (kg/s) lưu lượng dịng nóng dịng lưu chất lạnh; C1, C2 (J/(kg.K)) nhiệt dung riêng trung bình hai dịng nóng dòng lạnh; tv1, tR1 (0C) nhiệt độ vào dịng nóng; t v2, tR2 (0C) nhiệt độ vào dòng lạnh; F (m2) diện tích bề mặt trao đổi nhiệt thiết bị; K (W/(m2.K) hệ số truyền nhiệt thiết bị; ∆ttb độ chênh nhiệt độ trung bình logarit hai dịng lưu chất nóng lạnh; − Diện tích trao đổi nhiệt thiết bị ống lồng ống F = 𝜋.d.L (m2) Trong đó: d (m) đường kính trung bình ống trao đổi nhiệt; d = (d1 + d2)/2 d1, d2 (m) đường kính đường kính ngồi ống trao đổi nhiệt; L (m) chiều dài ống trao đổi nhiệt; 3.3 Kết bàn luận 3.3.1 Tính tốn thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống xi dịng Bảng 3.1 Số liệu thơ thí nghiệm thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống xi dịng Thí Gnóng Glạnh T1 (oC) T2 (oC) T3 (oC) T4 (oC) nghiệm (kg/s) (kg/s) nóng vào nóng lạnh vào lạnh 0.0044 0.0029 38.1 36.2 18 20.2 0.0044 0.00475 39.5 37.2 19.6 22.4 0.0044 0.005 38.3 35.6 18.8 21.2 0.0044 0.0057 39.5 37.6 18.5 20.5 0.0044 0.006 38.3 36.9 18.5 20.8 0.0044 0.0062 39.6 36.2 18.2 21.4 0.0044 0.0063 39.1 35.6 18.8 22.3 58 BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am 0.0044 0.0064 38.3 35.5 18.2 21.6 0.0044 0.0081 39.1 36.9 18.8 21.1 10 0.0044 0.0082 39.1 34.2 18.5 21.5 ❖ Tính diện tích trao đổi nhiệt Chiều dài ống trao đổi nhiệt: L = 81 cm = 0.81m Đường kính trong: 5.47 cm = 0.0547 m Đường kính ngồi: 9.33 cm = 0.0933 m ) ×× 0.81= 0.1883 (m → F = 𝜋 ❖ Tính vận tốc dịng lưu chất nóng lạnh 𝐕= 𝐆 𝛒 𝐅 Bảng 3.2 Vận tốc lưu chất nóng lạnh – xi dịng Thí nghiệm Vnóng (m/s) Vlạnh (m/s) 2.337x10-5 1.540x10-5 2.337x10-5 2.523x10-5 2.337x10-5 2.655x10-5 2.337x10-5 3.027x10-5 2.337x10-5 3.186x10-5 2.337x10-5 3.293x10-5 2.337x10-5 3.346x10-5 2.337x10-5 3.399x10-5 2.337x10-5 4.302x10-5 10 2.337x10-5 4.355x10-5 ❖ Tính nhiệt lượng trao đổi, nhiệt lượng tổn thất Q = G1C1(tv1 – tR1) = G2C2(tR2 - tv2) (W) Nhiệt dung riêng trung bình hai dịng nóng dịng lạnh là: C = 4.186 (kJ/kg.K) 59 BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am Bảng 3.3 Nhiệt lượng trao đổi nhiệt lượng tổn thất – xi dịng Thí nghiệm Qnóng (W) Qlạnh (W) ∆Q = | Qnóng – Qlạnh | (W) 34.99 23.06 11.93 42.36 45.73 3.37 49.73 56.51 6.78 34.99 45.33 10.34 25.79 35.16 9.38 62.62 88.24 25.62 64.46 92.30 27.84 51.57 75.01 23.44 40.52 74.59 34.07 10 90.25 168.19 77.94 ❖ Tính độ chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit ∆𝑇𝑚𝑎𝑥 − ∆𝑇𝑚𝑖𝑛 ∆𝑇𝑡𝑏 = ln ∆𝑇𝑚𝑎𝑥 ∆𝑇𝑚𝑖𝑛 ∆𝑇𝑚𝑎𝑥 = ∆𝑇1 = 𝑇1 − 𝑇3 ∆𝑇𝑚𝑖𝑛 = ∆𝑇2 = 𝑇2 − 𝑇4 Bảng 3.4 Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit – xi dịng Thí nghiệm ∆T1 ∆T2 ∆Ttb 20.10 16.00 17.97 19.90 14.80 17.22 19.50 14.40 16.82 21.00 17.10 18.98 19.80 16.10 17.89 21.40 14.80 17.90 60 BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am 20.30 13.30 16.55 20.10 13.90 16.81 20.30 15.80 17.96 10 20.60 12.70 16.33 20.30 14.89 17.44 trung bình ❖ Xác định hệ số truyền nhiệt thiết bị 𝐾= 𝑄 F × ∆𝑇𝑡𝑏 Bảng 3.5 Hệ số truyền nhiệt hai dòng lưu chất thiết bị trao đổi nhiệt xi dịng ∆K = | Knóng – Klạnh | Thí nghiệm Knóng Klạnh 3.3.2 Tính toán thiết bị trao đổi 10.34 6.82 3.53 nhiệt ống lồng ống ngược dòng 13.06 14.10 1.04 15.70 17.84 2.14 9.79 12.68 2.89 7.66 10.44 2.78 18.58 26.18 7.60 20.68 29.61 8.93 16.29 23.70 7.41 11.98 22.06 10.08 10 29.35 54.69 25.34 15.34 21.81 7.17 trung bình ❖ Tính diện tích trao đổi nhiệt Đường kính trong: 9.23 cm = 0.0923 m Đường kính ngồi: 5.11 cm = 0.0511 m → F = 𝜋 ) ×× 0.8= 0.1802(m 61 BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am Chiều dài ống trao đổi nhiệt: L = 80 cm = 0.8m BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am Bảng 3.6 Số liệu thô thí nghiệm thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống ngược dịng Thí Gnóng Glạnh T1 (oC) T2 (oC) T3 (oC) T4 (oC) nghiệm (kg/s) (kg/s) nóng vào nóng lạnh vào lạnh 0.0034 0.00325 38.6 36.2 18.7 21.8 0.0034 0.005 38.6 35.4 18.7 21.5 0.0034 0.007 38.6 36.7 18.7 22.2 0.0034 0.009 38.6 36.4 18.7 20.5 0.0034 0.0098 39.3 37.3 19.4 22.2 0.0034 0.0103 38.6 36.6 18.7 19.7 0.0034 0.0107 38.6 36.5 18.1 19.5 0.0034 0.0108 40.1 37.3 18.4 19.4 0.0034 0.0110 39.3 35.7 18.7 19.4 10 0.0034 0.0111 38.6 34.9 18.7 19.3 Bảng 3.7 Vận tốc lưu chất nóng lạnh – ngược dịng Thí nghiệm Vnóng (m/s) Vlạnh (m/s) 1.03x10-4 1.11x10-4 1.03x10-4 1.08x10-4 1.03x10-4 1.01x10-4 1.03x10-4 9.49x10-5 1.03x10-4 8.77x10-5 1.03x10-4 8.60x10-5 1.03x10-4 7.55x10-5 1.03x10-4 7.05x10-5 1.03x10-4 6.60x10-5 62 BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am Bảng 3.8 Nhiệt lượng trao đổi nhiệt lượng tổn thất – ngược dịng Thí nghiệm Qnóng (W) Qlạnh (W) ∆Q = | Qnóng – Qlạnh| (W) 171.29 150.70 20.60 179.08 155.09 23.99 163.51 168.53 5.02 147.93 143.16 4.77 155.72 171.96 16.24 109.00 168.70 59.69 171.29 113.86 57.43 194.65 148.85 45.79 264.72 144.46 120.26 ❖ Tính độ chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit ∆𝑇𝑚𝑎𝑥 − ∆𝑇𝑚𝑖𝑛 ∆𝑇𝑡𝑏 = ln ∆𝑇𝑚𝑎𝑥 ∆𝑇𝑚𝑖𝑛 ∆𝑇𝑚𝑎𝑥 = ∆𝑇1 = 𝑇1 − 𝑇4 ∆𝑇𝑚𝑖𝑛 = ∆𝑇2 = 𝑇2 − 𝑇3 Bảng 3.9 Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit – xi dịng Thí nghiệm ∆T1 ∆T2 ∆Ttb Trung bình 20.2 19.9 19.7 20 19.7 19.4 20 19.4 19.2 19.7 19.8 19.5 19.8 20.1 20.3 20.6 19.8 19.7 18.7 19.8 20.0 19.7 19.7 20.0 20.0 20.0 19.9 19.5 18.9 19.8 63 BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am Bảng 3.10 Hệ số truyền nhiệt hai dòng lưu chất thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng ∆K = | Knóng – Klạnh | Thí nghiệm Knóng Klạnh 47.53 41.81 5.71 50.45 43.69 6.76 45.94 47.35 1.41 40.94 39.62 1.32 43.21 47.72 4.51 30.25 46.82 16.57 47.77 31.75 16.02 55.25 42.25 13.00 77.53 42.31 35.22 Trung bình 48.76 42.59 6.17 3.3.3 Nhận xét bàn luận ❖ Đối với chế độ dịng chảy chiều − Lưu lượng dịng nóng cố định dẫn tới vận tốc dịng nóng cố định Lưu lương dòng lạnh giảm dần, đồng thời giảm dần vận tốc dòng lưu chất lạnh − Tốc độ nước chuyển động ống thường chọn phạm vi định để đảm bảo truyền nhiệt công suất tiêu hao cho bơm không lớn, thông thường nước chuyển động ống tốc độ khống chế khoảng 0.5 – m/s (Hồng Đình Tín, 2001) Vì trình thực nghiệm nên hệ thống thiết bị có suất giảm nhiều thực tế hệ thống thiết bị điều chỉnh vận tốc dòng ống 0.5 – m/s trình bày 64 BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am − Nhiệt lượng trao đổi cố định lưu lượng dịng nóng dịng lạnh lưu lượng giảm dần biến thiên nhiệt lượng dịng nóng dịng lạnh khơng ổn định, khơng tn theo quy luật Điều dẫn đến tổn thất nhiệt không ổn định, lúc tăng lúc giảm Tuy nhiên nhìn vào nhiệt lượng tổn thất với G nóng = 0.0204 kg/s Glạnh= 0.0142 kg/s (Gnóng/Glạnh = 1.44) tổn thất nhiệt nhỏ (∆Q = 11.05 kg/s) Nguyên nhân: Sự tổn thất nhiệt nhiều hệ thống thiết bị vận hành thời gian dài, mơ hình giúp làm quen với phương thức hoạt động thiết bị trao đổi nhiệt, vật liệu chế tạo thiết bị chưa đáp ứng yêu cầu cách nhiệt (trong trình thực nghiệm thấy tượng nước lạnh ngưng tụ nhỏ giọt bề mặt ống) Bên cạnh đó, lần tiếp xúc với thiết bị nên thao tác thực chưa chuẩn xác − Để tăng cường truyền nhiệt (tăng hệ số truyền nhiệt), cần tìm cách tăng hệ số trao đổi nhiệt đối lưu phía có giá trị nhỏ (Nguyễn Tấn Dũng, 2013) Hệ số truyền nhiệt có giá trị lớn tốt Bởi lượng nhiệt cần trao đổi, hệ số truyền nhiệt lớn, thiết bị có diện tích nhỏ (Bùi Hải cộng sự, 2001) Do theo bảng 3.5 trình bày trên, thí nghiệm số có chêch lệch hệ số truyền nhiệt từ dịng nóng sang dịng lạnh cao nhất, nhiên tổn thất nhiệt lại lớn Vì chúng em chọn thí nghiệm cho chênh lệch hệ số trao đổi nhiệt dịng nóng dịng lạnh nhỏ nhất, giúp hạn chế tổn thất nhiệt Vậy chọn Gnóng/Glạnh = 1.44 với chế độ chảy xi dịng, mang lại hiệu truyền nhiệt tốt nhất, kết có giá trị buổi thực nghiệm ❖ Đối với chế độ dòng chảy ngược chiều − Lưu lượng dòng lạnh giảm dần dẫn đến vận tốc dòng lạnh giảm dần Cịn dịng nóng lưu lượng vận tốc cố định − Nhiệt lượng trao đổi dịng nóng lạnh khơng có tổn thất nhiệt thành ống kim loại với môi trường khơng khí bên ngồi, tổn thất nhiệt qua thí nghiệm khơng biến thiên ổn định Nhưng quan sát thấy thí nghiệm số 65 BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am cho tổn thất nhiệt nhỏ (G nóng/Glạnh = 0.0186/0.0183 = 1.016; Gnóng/Glạnh = 0.0186/0.0171 = 1.088) − Có thể thấy bảng 3.10 , chênh lệch hệ số truyền nhiệt thí nghiệm lớn thí nghiệm tổn thất nhiệt nhiều nhất, lưu lượng dịng lạnh q thời gian vận hành phút lượng nước trao đổi nhiệt không đáng kể nhiệt bị tổn thất ngồi mơi trường khơng khí Ngược lại, thí nghiệm có chênh lệch hệ số truyền nhiệt thấp Tuy nhiên thí nghiệm có hệ số truyền nhiệt dịng nóng dịng lạnh thấp thí nghiệm 3, thí nghiệm chế độ nhảy ngược chiều trao đổi nhiệt hiệu Vậy chọn Gnóng/Glạnh = 1.016 với chế độ chảy ngược dòng, mang lại hiệu truyền nhiệt tốt nhất, kết có giá trị buổi thực nghiệm ❖ So sánh chế độ chảy xi dịng ngược dịng (chỉ so sánh hai thí nghiệm truyền nhiệt hiệu nhất) − Về nhiệt độ chênh lệch hai dịng nóng lạnh: Nhìn vào bảng 3.4 ta thấy ∆Tmax tb = 22.2 ∆Tmin tb = 17.6 thiết bị xi dịng Cịn bảng 3.9 ∆T max tb = 19.7 ∆Tmin tb = 19.8 thiết bị ngược dòng Điều phản ánh với đồ thị mơ tả q trình truyền nhiệt trên, nghĩa thiết bị xi dịng có chênh lệch lớn ∆Tmax ∆Tmin Ngược lại thiết bị ngược dịng, chênh lệch khơng nhiều Chính khác biệt làm cho khả trao đổi nhiệt thiết bị ngược dòng hiệu so với thiết bị xi dịng, chênh lệch nhiệt độ ổn định suốt chiều dài ống giúp cho tốc độ truyền nhiệt ổn định − Về độ chênh nhiệt độ trung bình logarit: Chế độ chảy ngược dịng với thí nghiệm có ∆Ttb lớn thí nghiệm chế độ chảy xi dịng (19.75>19.42) − Về lượng nhiệt tổn thất: Chế độ chảy ngược dịng tổn thất lượng nhiệt (5.02W < 11.05W) 66 BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am − Về hệ số truyền nhiệt K: Chế độ chảy ngược chiều cho hệ số truyền nhiệt cao so với chế độ chảy chiều Kết luận: Chế độ chảy ngược chiều truyền nhiệt tốt so với chế độ chảy chiều 3.4 Mở rộng Một thiết bị trao đổi nhiệt tốt mặt thiết kế vận hành cần đáp ứng yêu cầu sau đây: − Hệ số truyền nhiệt có giá trị lớn tốt Bởi lượng nhiệt cần trao đổi, hệ số truyền nhiệt lớn, thiết bị có diện tích nhỏ − Trở kháng thủy lực dịng mơi chất nóng lạnh nhỏ tốt Bởi trở kháng thủy lực nhỏ, công suất bơm quạt cần cho chuyển động mơi chất nhỏ (ít tiêu tốn điện năng) Yêu cầu hệ số truyền nhiệt lớn trở kháng thủy lực nhỏ thiết bị trao đổi nhiệt đại lượng vật lý hai dịng mơi chất (ví dụ tốc độ) thường dẫn tới mâu thuẫn Ví dụ, tăng tốc độ dẫn tới hệ số truyền nhiệt tăng ngược lại dẫn tới trở kháng thủy lực tăng, việc chọn tốc độ phải dựa vào điều kiện tối ưu, nghĩa bảo đảm hệ số truyền nhiệt lớn trở kháng thủy lực không lớn − Bề mặt trao đổi nhiệt thiết bị phải để bị bám bẩn dễ dàng làm dễ dàng sửa chữa Khi vận hành thiết bị, dòng mơi chất gây bám bẩn bề mặt (do bụi lắng đọng chất cặn) làm chiều dày bề mặt tăng, hệ số dẫn nhiệt lớp bám bẩn thường có giá trị nhỏ so với hệ số dẫn nhiệt bề mặt nên nhiệt trở bề mặt tăng, dẫn đến lượng nhiệt truyền qua giảm đáng kể Bởi sau thời gian vận hành, bề mặt thiết bị phải làm − Bảo đảm ngăn cách dịng mơi chất nóng lạnh tốt để tránh tượng hai dịng mơi chất bị hịa trộn vào Đây yêu cầu tất thiết bị trao đổi nhiệt trừ thiết bị trao đổi nhiệt hỗn hợp Ví dụ q trình sấy, thiết bị trao đổi nhiệt dịng khơng khí bị hịa lẫn dịng khói làm ảnh hưởng khơng tốt tới chất lượng sản phẩm sấy… Về mặt này, thiết bị kiểu ống bảo đảm tốt tới cho việc ngăn cách dịng mơi chất 67 BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am − Thiết bị phải bảo đảm an tồn vận hành, có tuổi thọ cao, có kết cấu đơn giản để dễ dàng lắp đặt, vận hành bảo dưỡng (Bùi Hải cộng sự, 2001) TÀI LIỆU THAM KHẢO Shah, R K., & Sekulic, D P (2003) Fundamentals of heat exchanger design John Wiley & Sons, 1-2 Hồng Đình Tín, 2001 Truyền nhiệt & tính tốn thiết bị trao đổi nhiệt Nxb Khoa học kỹ thuật, tr 379 Sampson, I E (2017) Design and Operation of Double Pipe Heat Exchanger TLEP International Journal Of Chemical Engineering Research, ISSN, 24889324 Kays, W M., and A L London, 1998, Compact Heat Exchangers, reprint 3rd ed., Krieger Publishing, Malabar, FL Pp 12- Saari, J (2010) Heat exchanger dimensioning Lappeenranta University of 13 Edreis, Edreis, A Petrov "Types of heat exchangers in industry, their advantages and disadvantages, and the study of their parameters." IOP Conference Series: Materials Science and Engineering Vol 963 No IOP Publishing, 2020 Phần 1: Nguyễn Tấn Dũng, 2013 Tập 2: Các trình thiết bị truyền nhiệt – Cơ sơ lý thuyết truyền nhiệt Nxb Đại học Quốc gia TP.HCM, tr 311 68 BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am BAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.amBAI.1.THI.NGHIEM.say.vat.LIEU.am