TRUYỀN NHIỆT VÀ THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT docx

TRUYỀN NHIỆT VÀ THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt-Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333  Là quá trình trao đổi nhiệt, trong đó 1, 2 hoặc 3 dạng trao đổi nhiệt xảy ra đồng thời.  Nghiên cứu về trao đổi nhiệt hỗn hợp cần xem xét dạng trao đổi nhiệt nào là cơ bản, có ảnh hưởng lớn, các dạng khác được tính đến thông qua một số hệ số hiệu chỉnh. TRAO ĐỔI NHIỆT HỖN HỢP Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt-Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333  Trao đổi nhiệt giữa bề mặt vật rắn với chất khí (ở nhiệt độ không lớn): VÍ DỤ VỀ NGHIÊN CỨU TRAO ĐỔI NHIỆT HỖN HỢP Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt-Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) fwbxdlfw fw f w qd dl f w qdfwdlbxdl TTTT TT T T C q T T CTTqqq −+=−                   −                 −       +=                 −       +−=+= αα ε α εα 4 4 0 4 4 0 100100 100100  Là quá trình trao đổi nhiệt giữa 2 môi trường chất lỏng hoặc chất khí có nhiệt độ khác nhau qua một vách ngăn (một dạng của trao đổi nhiệt hỗn hợp).  Quá trình truyền nhiệt bao gồm: - Trao đổi nhiệt giữa môi trường có nhiệt độ cao với bề mặt vách ngăn (chủ yếu đối lưu), - Dẫn nhiệt qua vách ngăn, - Trao đổi nhiệt (chủ yếu đối lưu) giữa vách ngăn với môi trường có nhiệt độ thấp. TRUYỀN NHIỆT Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt-Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 TRUYỀN NHIỆT QUA VÁCH PHẲNG Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt-Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 [ ] [ ] ( ) ( ) [ ] 2 2 1 1 21 21 2 2 1 1 2 2 1 1 W/m 11 W/m 11 11 W/ 11 αλ δ α αλ δ α αλ δ α ++ − =−= ++ == ++= ∑ ∑ ∑ n ff ff n n tt ttkq K R k KmR TRUYỀN NHIỆT QUA VÁCH TRỤ Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt-Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 [ ] [ ] ( ) ( ) [ ] W/m 1 ln 2 11 W/m 1 W/ 1 ln 2 11 22 1 1 11 21 21 22 1 1 11 dd d d tt ttkq K R k mK dd d d R n i i i ff ffll l l n i i i l παπλπα παπλπα ++ − = −= = ++= ∑ ∑ + + [ ] [ ] ( ) ( ) [ ] W/m 1 ln 2 11 W/m 1 W/ 1 ln 2 11 22 1 1 11 21 21 22 1 1 11 dd d d tt ttkq K R k mK dd d d R n i i i ff ffll l l n i i i l παπλπα παπλπα ++ − = −= = ++= ∑ ∑ + + TRUYỀN NHIỆT QUA VÁCH CÓ CÁNH Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt-Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 [ ] [ ] ( ) [ ] ( ) [ ] ( ) [ ] 2 22 1 1 21 1 1 22111 21 21 22111 W/m 11 W 11 W W/ 1 W/ 11 αλ δ α αλ δ α αλ δ α F F tt F Q q FFF tt Q ttkQ K R k K FFF R ff ff ffc c c c ++ − == ++ − = −= = ++=  Tăng cường các dạng trao đổi nhiệt cơ bản: - Dẫn nhiệt: giảm chiều dày vách, tăng λ, tăng ∆T… - Đối lưu: tăng tốc độ chuyển động, tăng ∆T… - Bức xạ: tăng độ đen, tăng T, tăng ∆T,…  Tăng cường truyền nhiệt qua vách: tăng hệ số toả nhiệt α phía vách có giá trị nhỏ hoặc làm cánh (bỏ qua nhiệt trở dẫn nhiệt). TĂNG CƯỜNG TRUYỀN NHIỆT Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt-Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333  Để giảm mật độ dòng nhiệt → dùng vật liệu có λ nhỏ (vật liệu cách nhiệt).  Với vách phẳng: tăng chiều dày cách nhiệt → q giảm.  Với vách trụ: CÁCH NHIỆT - ĐƯỜNG KÍNH TỚI HẠN Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt-Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 ( ) ( ) 2; 2 0 1 2 1 min 1 ln 2 1 ln 2 11 2 2 2 2 221 2 111 ===⇒ =−== +++= cn th th cn th cncncncn l l cn cn cn l d Bid dddd Rd khiR dd d d d d R λ α α λ παπλ παπλπλπα  Đảm bảo  Hoặc R l1 - nhiệt trở đối lưu trong vách R l2 - nhiệt trở đối lưu ngoài vách R lcn - nhiệt trở dẫn nhiệt lớp cách nhiệt BỌC CÁCH NHIỆT VÁCH TRỤ Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt-Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 2 2 α λ cn thcn dd => 2 2 cn cn d α λ ≤ [...]... KH&CN Nhiệt- Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT   - Định nghĩa: là thiết bị thực hiện sự trao đổi nhiệt giữa 2 chất tải nhiệt có nhiệt độ khác nhau Phân loại: Kiểu vách ngăn: hoạt động liên tục, ổn định; Kiểu hồi nhiệt: hoạt động theo chu kỳ, không ổn định; Kiểu ống nhiệt: trọng trường, mao dẫn, ly tâm; Kiểu hỗn hợp: trao đổi nhiệt. .. toán thiết kế: xác định diện tích bề mặt trao đổi nhiệt theo những yêu cầu đề ra  Bài toán kiểm tra: kiểm tra nhiệt độ cuối của chất tải nhiệt  Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt- Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT KIỂU VÁCH NGĂN Phương trình truyền nhiệt: Q ∆t: logarit hay số học = kF∆t  Phương trình cân bằng nhiệt: ... Viện KH&CN Nhiệt- Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 KIỂU VÁCH NGĂN Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt- Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 KIỂU HỖN HỢP Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt- Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT KIỂU... Kiểu hỗn hợp: trao đổi nhiệt + trao đổi chất Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt- Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 KIỂU VÁCH NGĂN Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt- Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 KIỂU VÁCH NGĂN Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt- Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7... = " ' = δt 2 ( t 2 − t 2 ) W1 W = GCp là nhiệt dung toàn phần [W/K] (1) - nóng ; (2) - lạnh ; (‘) - vào; (“) - ra Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt- Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 XÁC ĐỊNH ĐỘ CHÊNH NHIỆT ĐỘ TRUNG BÌNH (song song)  Nhiệt độ trung bình lôgarit: ∆t max − ∆t min ∆t = ∆t max ln ∆t min  [K] Nhiệt độ trung bình số học: ' " t1' + t1"... KH&CN Nhiệt- Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 XÁC ĐỊNH ĐỘ CHÊNH NHIỆT ĐỘ TRUNG BÌNH (cắt nhau) ∆tcn = ε ∆t ∆t nc ε ∆t = f ( P, R) " ' t2 − t2 δt 2 P= = ; ∆t max ∆t max t1' − t1" δt1 R= " ' = t 2 − t 2 δt 2 ε∆t xác định bằng đồ thị Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt- Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 TÍNH NHIỆT... Viện KH&CN Nhiệt- Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 XÁC ĐỊNH ĐỘ CHÊNH NHIỆT ĐỘ TRUNG BÌNH (cắt nhau) ∆t max − ∆t min ∆t nc = ∆t max ln ∆t min [K] ∆tcn = ε ∆t ∆t nc ε ∆t = f ( P , R ) " ' t2 − t2 δt 2 t1' − t1" δt1 P= = ; R= " ' = ∆t max ∆t max t 2 − t 2 δt 2 ε∆t xác định bằng đồ thị Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt- Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c:... ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 XÁC ĐỊNH ĐỘ CHÊNH NHIỆT ĐỘ TRUNG BÌNH (cắt nhau) ∆tcn = ε ∆t ∆t nc ε ∆t = f ( P, R) " ' t2 − t2 δt 2 P= = ; ∆t max ∆t max t1' − t1" δt1 R= " ' = t 2 − t 2 δt 2 ε∆t xác định bằng đồ thị Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt- Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 XÁC ĐỊNH ĐỘ CHÊNH NHIỆT ĐỘ TRUNG BÌNH (cắt nhau) ∆tcn = ε ∆t ∆t nc... δt 2 ε∆t xác định bằng đồ thị Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt- Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 TÍNH NHIỆT ĐỘ CUỐI CHẤT TẢI NHIỆT  Biết t’1, t’2, W1, W2, tính t”1, t”2 với nhiệt độ trung bình số học  [K]  ' '  t1 − t 2  ⇒ Q= 1 1 1  " ' + + Q = W1 t1' − t1" = W2 t 2 − t 2  2W1 kF 2W2   ' " t1' + t1" t 2 + t 2 ∆t = − 2 2 Q = kF∆ t ( ) ( ) . TRUYỀN NHIỆT VÀ THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt- Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333  Là quá trình trao đổi. trình trao đổi nhiệt giữa 2 môi trường chất lỏng hoặc chất khí có nhiệt độ khác nhau qua một vách ngăn (một dạng của trao đổi nhiệt hỗn hợp).  Quá trình truyền nhiệt bao gồm: - Trao đổi nhiệt. định; - Kiểu hồi nhiệt: hoạt động theo chu kỳ, không ổn định; - Kiểu ống nhiệt: trọng trường, mao dẫn, ly tâm; - Kiểu hỗn hợp: trao đổi nhiệt + trao đổi chất THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT Trường ĐHBK