BÀI 2 THIẾT bị TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM

BÀI 2: THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM MỤC LỤC TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM 1 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM - Giúp sinh viên hiểu rõ thiết bị truyền nhiệt ống chùm Giúp sinh viên vận hành xác thiết bị, đo đạc thông số trình thiết bị Xác định hệ số truyền nhiệt thực nghiệm KTN thiết bị từ so sánh với kết theo lý thuyết KLT trường hợp xuôi chiều ngược chiều Khảo sát trình truyền nhiệt đun nóng làm nguội gián tiếp hai dòng lưu chất qua bề mặt ngăn cách Tính toán hiệu suất toàn phần dựa cân nhiệt lượng lưu lượng dòng khác Khảo sát ảnh hưởng chiều chuyển động lên trình truyền nhiệt hai trường hợp: ngược chiều xuôi chiều Đánh giá trình hoạt động xuôi chiều ngược chiều NỘI DUNG TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM Sơ đồ hệ thống thí nghiệm truyền nhiệt ống chùm - Bật công tắc tổng Mở nắp thùng chứa nước nóng TN nước lạnh TL kiểm tra mực nước có thùng Mực nước chiếm 2/3 thùng Cài đặt nhiệt độ ban đầu 800C Bật công tắc điện trở Khi nhiệt độ thùng chứa nước nóng TN đạt giá trị cài đặt ban đầu bắt đầu tiến hành thí nghiệm TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM Thí nghiệm 1: Khảo sát trường hợp xuôi chiều thiết bị Điều chỉnh dòng nóng - Khi nước thùng nước nóng TN đạt nhiệt độ cài đặt ban đầu, tiến hành thí nghiệm - Mở van VN1, VN2, VN3, VN6, VN - Đóng van VN4, VN5 - Bật bơm nóng BN - Dùng van VN để điều chỉnh lưu lượng dòng nóng theo yêu cầu thí nghiệm Chú ý trường hợp lưu lượng không đạt đến giá trị thí nghiệm đóng từ từ van V N1 cho đạt giá trị thí nghiệm - Khi lưu lượng đạt giá trị cần thí nghiệm mở van V N4, đóng van VN2 VN3 Chú ý lúc dòng nóng không qua lưu lượng kế đạt giá trị cần thí nghiệm Điều chỉnh dòng lạnh - Mở van VL1, VL, VL3, VL4, VL7, VL8 - Đóng van VL2, VL5, VL6, VL9 - Bật bơm lạnh BL - Dùng van VL để điều chỉnh lưu lượng dòng lạnh theo yêu cầu thí nghiệm Chú ý trường hợp lưu lượng không đạt đến giá trị thí nghiệm đóng từ từ van V L1 cho đạt giá trị thí nghiệm Ghi kết thí nghiệm - Khi điều chỉnh lưu lượng dòng nóng lạnh xong đợi khoảng phút ghi nhiệt độ dòng: + Nhiệt độ dòng nóng vào T1, nóng T3 + Nhiệt độ dòng lạnh vào T2, lạnh T4  Thí nghiệm 2: Khảo sát trường hợp ngược chiều thiết bị Điều chỉnh dòng nóng - Khi nước thùng nước nóng TN đạt nhiệt độ cài đặt ban đầu, tiến hành thí nghiệm - Mở van VN1, VN2 , VN3, VN6, VN - Đóng van VN4, VN5 - Bật bơm nóng BN - Dùng van VN để điều chỉnh lưu lượng dòng nóng theo yêu cầu thí nghiệm Chú ý trường hợp lưu lượng không đạt đến giá trị thí nghiệm đóng từ từ van V N1 cho đạt giá trị thí nghiệm - Khi lưu lượng đạt giá trị cần thí nghiệm mở van V N4, đóng van VN2 VN3 Chú ý lúc dòng nóng không qua lưu lượng kế đạt giá trị cần thí nghiệm Điều chỉnh dòng lạnh - Mở van VL1, VL , VL2, VL4, VL6, VL8 - Đóng van VL3, VL5, VL7, VL9 - Bật bơm nóng BL - Dùng van VL để điều chỉnh lưu lượng dòng nóng theo yêu cầu thí nghiệm Chú ý trường hợp lưu lượng không đạt đến giá trị thí nghiệm đóng từ từ van V L1 cho đạt giá trị thí nghiệm Ghi kết thí nghiệm - Khi điều chỉnh lưu lượng dòng nóng lạnh xong đợi khoảng phút ghi nhiệt độ dòng: + Nhiệt độ dòng nóng vào T1, nóng T3  TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM + Nhiệt độ dòng lạnh vào T4, lạnh T2  Thí nghiệm 3: Khảo sát trường hợp xuôi chiều thiết bị Điều chỉnh dòng nóng - Khi nước thùng nước nóng TN đạt nhiệt độ cài đặt ban đầu, tiến hành thí nghiệm - Mở van VN1, VN2 , VN3, VN5, VN - Đóng van VN4, VN6 - Bật bơm nóng BN - Dùng van VN để điều chỉnh lưu lượng dòng nóng theo yêu cầu thí nghiệm Chú ý trường hợp lưu lượng không đạt đến giá trị thí nghiệm đóng từ từ van V N1 cho đạt giá trị thí nghiệm - Khi lưu lượng đạt giá trị cần thí nghiệm mở van V N4, đóng van VN2 VN3 Chú ý lúc dòng nóng không qua lưu lượng kế đạt giá trị cần thí nghiệm Điều chỉnh dòng lạnh - Mở van VL1, VL, VL3, VL5, VL7, VL8 - Đóng van VL2, VL4, VL6, VL9 - Bật bơm lạnh BL - Dùng van VL để điều chỉnh lưu lượng dòng lạnh theo yêu cầu thí nghiệm Chú ý trường hợp lưu lượng không đạt đến giá trị thí nghiệm đóng từ từ van V L1 cho đạt giá trị thí nghiệm Ghi kết thí nghiệm - Khi điều chỉnh lưu lượng dòng nóng lạnh xong đợi khoảng phút ghi nhiệt độ dòng: + Nhiệt độ dòng nóng vào T5, nóng T7 + Nhiệt độ dòng lạnh vào T6, lạnh T8  Thí nghiệm 4: Khảo sát trường hợp ngược chiều thiết bị Điều chỉnh dòng nóng - Khi nước thùng nước nóng TN đạt nhiệt độ cài đặt ban đầu, tiến hành thí nghiệm - Mở van VN1, VN2 , VN3, VN5, VN - Đóng van VN4, VN6 - Bật bơm nóng BN - Dùng van VN để điều chỉnh lưu lượng dòng nóng theo yêu cầu thí nghiệm Chú ý trường hợp lưu lượng không đạt đến giá trị thí nghiệm đóng từ từ van V N1 cho đạt giá trị thí nghiệm - Khi lưu lượng đạt giá trị cần thí nghiệm mở van V N4, đóng van VN2 VN3 Chú ý lúc dòng nóng không qua lưu lượng kế đạt giá trị cần thí nghiệm Điều chỉnh dòng lạnh - Mở van VL1, VL , VL2, VL5, VL6, VL8 - Đóng van VL3, VL4, VL7, VL9 - Bật bơm nóng BL - Dùng van VL để điều chỉnh lưu lượng dòng nóng theo yêu cầu thí nghiệm Chú ý trường hợp lưu lượng không đạt đến giá trị thí nghiệm đóng từ từ van V L1 cho đạt giá trị thí nghiệm Ghi kết thí nghiệm - Khi điều chỉnh lưu lượng dòng nóng lạnh xong đợi khoảng phút ghi nhiệt độ dòng: + Nhiệt độ dòng nóng vào T5, nóng T7 + Nhiệt độ dòng lạnh vào T8, lạnh T6 TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM  - Hoàn tất thí nghiệm: Tắc công tắc điện trở Điều chỉnh nhiệt độ cài đặt mức Tắt bơm nóng Đóng dòng van lạnh Tiến hành xả nước thùng lạnh Tắt công tắt tổng Tiến hành làm vệ sinh thiết bị kết thúc thí nghiệm BẢNG SỐ LIỆU ĐO  Trường hợp thiết bị xuôi chiều Thí nghiệm VN (l/ph) VL (l/ph) 10 13 7 10 13 10 11 10 10 12 13 13 14 15 13 16 10 13 T1 Nvào (oC) 63 T3 Nra (oC) 56 T4 Lra (oC) 37 T2 Lvào (oC) 29 63 56 37 29 63 55 36 29 63 54 35 29 64 52 37 29 64 50 38 29 63 49 37 29 63 48 37 29 63 49 40 29 63 49 42 29 63 49 40 29 63 48 40 29 59 48 42 29 59 48 41 29 59 47 40 29 59 46 38 29 T1 Nvào (oC) 62 T3 Nra (oC) 49 T2 Lra (oC) 35 T4 Lvào (oC) 29  Trường hợp thiết bị ngược chiều Thí nghiệm TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM VN (l/ph) VL (l/ph) 10 13 7 10 13 10 11 10 10 12 13 13 14 15 13 10 16 13 62 49 34 29 62 49 33 29 62 48 30 29 62 48 33 29 62 48 36 29 61 47 36 29 61 46 35 29 60 48 35 29 60 48 38 29 59 48 37 29 59 47 36 29 61 48 36 29 61 48 38 29 60 48 37 29 60 47 37 29  Trường hợp thiết bị xuôi chiều VL (l/ph) T5 Nvào (oC) T7Nra (oC) T8Lra (oC) T6 Lvào (oC) 62 42 41 26 62 42 41 26 62 42 41 29 62 41 40 29 62 42 40 28 62 42 41 29 61 41 40 28 61 42 41 29 62 46 43 29 61 45 42 28 61 44 42 28 61 44 43 29 Thí nghiệm VN (l/ph) 10 13 7 10 13 10 11 12 TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM 10 10 13 13 14 15 13 16  10 13 62 50 45 29 62 50 47 28 61 50 45 29 61 49 43 28 T5Nvào (oC) 62 T7N (oC) 45 T6Lra (oC) 37 T8 Lvào (oC) 26 62 46 37 29 61 47 37 29 61 46 37 29 62 47 37 29 61 46 37 29 61 46 37 29 61 44 37 28 62 51 37 29 61 51 37 29 62 49 37 29 62 49 36 29 62 48 37 29 61 48 37 29 62 47 37 29 61 42 37 29 Trường hợp thiết bị ngược chiều Thí nghiệm VN (l/ph) VL (l/ph) 10 13 7 10 13 10 11 10 10 12 13 13 14 15 13 16 10 13 CÁC CÔNG THỨC TÍNH 4.1 Xác định nhiệt lượng  Nhiệt lượng dòng nóng tỏa ra:  Nhiệt lượng dòng lạnh thu vào: TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM  Tính hiệu suất trình truyền nhiệt:  Nhiệt lượng tổn thất (phần nhiệt lượng mà dòng nóng tỏa dòng lạnh không thu vào trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh):  Hiệu số nhiệt độ dòng – hiệu suất nhiệt độ trình truyền nhiệt: Ta có: 4.2 Xác định hiệu suất trình truyền nhiệt -Đổi lưu lượng thể tích sang lưu lượng khối lượng: Với phụ thuộc vào nhiệt độ theo công thức thực nghiệm: 4.3 Tính toán hệ số truyền nhiệt 4.3.1 Hệ số truyền nhiệt thực nghiệm: -Trường hợp xuôi chiều: Trường hợp ngược chiều: Ta xét: Giá trị lớn Giá trị bé Tính:  Xác định hệ số truyền nhiệt KTN :  TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM  Đối với thiết bị ống chùm : với Trong : 4.3.2 Hệ số truyền nhiệt lý thuyết Được tính theo công thức: tra bảng 43 bảng tra cứu trình học truyền nhiệt - truyền khối * Tính hệ số cấp nhiệt (dòng nóng): Chuẩn số Reynolds: Trong đó: w vận tốc dòng nóng:- v độ nhớt dòng nóng, tra bảng tính theo công thức thực nghiệm sau: Chuẩn số Prandtl: tính cách tra bảng hay tính theo phương pháp nội suy (trong chức thống kê máy tính Casio) T lấy theo nhiệt độ trung bình đầu đầu vào Chuẩn số Grashoff:(dựa vào giá trị Re sau tính) Với g = 9,81(m/s2), l đường kính tương đương l=d i , β hệ số giãn nở thể tích tra bảng tra cứu, ∆t chênh lệch nhiệt độ ∆t = ttường - tnóng vào Hệ số hiệu chỉnh :phụ thuộc vào giá trị Reynolds (tra bảng 1.1 trang 33-sách QT & TB truyền nhiệt TT máy thiết bị-năm 2009) Tính chuẩn số Nusselt: - Nếu dòng nóng chảy dòng: : Nếu chảy xoáy : Nu = 0,021 = => TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM 10 * Tính hệ số cấp nhiệt dòng lạnh (dòng lạnh): dòng nóng thay đổi tham số đặc trưng Chuẩn số Reynolds: Trong đó: w vận tốc dòng lạnh: Với Chuẩn số Prandtl: tính cách tra bảng hay tính theo pp nội suy (trong chức thống kê máy tính Casio) T lấy theo nhiệt độ trung bình đầu đầu vào Chuẩn số Grashoff:(dựa vào giá trị Re sau tính) Với g = 9,81(m/s2), l đường kính tương đương l= , β hệ số giãn nở thể tích tra bảng tra cứu, ∆t chênh lệch nhiệt độ∆t = ttường – tlạnh vào Hệ số hiệu chỉnh :phụ thuộc vào giá trị Reynolds (tra bảng 1.1 trang 33-sách QT & TB truyền nhiệt TT máy thiết bị-năm 2009) Tính chuẩn số Nusselt: Nếu dòng nóng chảy dòng: : Nếu chảy xoáy : Nu = 0,021 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN 5.1 Tính toán mẫu thí nghiệm Bảng : = 63 -56= = 37 – 29 = = 100% = 20,58% = 100% = 23.529% = = 22,059% Bảng 2: TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM 11 Ta có : Lưu chất tiến hành thí nghiệm nhiệt độ 80 oC (ở 80 oC) = 972 kg/m3s  = 972 = 0,0648 kg/s  = 972 = 0,0648 kg/s Ta có nhiệt dung riêng H2O 80oC: = CL = 4190 J/ kgWh -Nhiệt lượng dòng nóng tỏa ra: = 0,0648 4190 = 1900,5 (W) -Nhiệt lượng dòng lạnh thu vào: = 0,0648 4190 = 2172,1 (W) -Nhiệt lượng tổn thất (phần nhiệt lượng mà dòng nóng tỏa dòng lạnh không thu vào trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh): = 1900,1 – 2172,2 = - 271,5 (W) -Tính hiệu suất trình truyền nhiệt: = 100% = 114,3% Bảng 3: = 63 – 29 = 34 = 56-37 = 19 = = 25,77 − Tính diện tính thiết bị truyền nhiệt + n số ống thiết bị truyền nhiệt TB1 : n1 = 19 TB2: n2 = 61 + Đường kính trung bình Đối với TB1: = = mm = 9.10-3 m di = 8mm : đường kính ống truyền nhiệt thiết bị thủy tinh TB1 =10mm: đường kính ống truyền nhiệt thiết bị thủy tinh TB2 Đối với TB2: = = 12 mm = 12.10-3 m di = 11mm : đường kính ống truyền nhiệt thiết bị thủy tinh =13mm: đường kính ống truyền nhiệt thiết bị thủy tinh + L : Chiều dài ống truyền nhiết TB1: L1 = 650mm = 0,65 m TB1: L2 = 500mm = 0,5 m  F1 =n1 .dtd1 L = 19 9.10-3 0,65 = 0,349 m2  F1 =n2 .dtd2 L = 61 12.10-3 0,5 = 1,494 m2 TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM 12 - Xác định hệ số truyền nhiệt KTN : = = 241,44  - Xác định hệ số truyền nhiệt lý thuyết KLT Re = > 4000 => chảy xoáy () Nu = 0,021 = 33,92 + (dò bảng tra cứu trình truyền nhiệt truyền khối, bảng 43) => = + (W/mK) Re=  Chảy xoáy Nu = 0,021 = 54,87 =  KLT = 5.2 Kết thí nghiệm THÍ NGHIỆM 1: Xuôi chiều TB Bảng 1: Kết tính toán hiệu suất nhiệt độ, Thí nghiệm ΔTN ΔTL η N (%) η L (%) η hi (%) 20,588 23,529 22,059 20,588 23,529 22,059 23,529 20,588 22,059 26,471 17,647 22,059 12 34,286 22,857 28,571 14 40,000 25,714 32,857 14 41,176 23,529 32,353 TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM 13 10 11 12 13 14 15 16 15 44,118 23,529 33,824 14 11 41,176 32,353 36,765 14 13 41,176 38,235 39,706 14 11 41,176 32,353 36,765 15 11 44,118 32,353 38,235 11 13 36,667 43,333 40,000 11 12 36,667 40,000 38,333 12 11 40,000 36,667 38,333 13 43,333 30,000 36,667 Bảng 2: Kết tính toán hiệu suất truyền nhiệt , Thí nghiệm GL (kg/s) GN (kg/s) QN (W) QL (W) Qf (W) η (%) 0,0648 0,0648 1900,584 2172,096 -271,512 114,3 0,1134 0,0648 1900,584 3801,168 -1900,584 200,0 0,162 0,0648 2172,096 4751,46 -2579,364 218,8 0,2106 0,0648 2443,608 5294,484 -2850,876 216,7 0,0648 0,1134 5701,752 2172,096 3529,656 38,1 0,1134 0,1134 6652,044 4276,314 2375,730 64,3 0,162 0,1134 6652,044 5430,24 1221,804 81,6 0,2106 0,1134 7127,190 7059,312 67,878 99,0 0,0648 0,162 9502,920 2986,632 6516,288 31,4 10 0,1134 0,162 9502,920 6176,898 3326,022 65,0 11 0,162 0,162 9502,920 7466,58 2036,340 78,6 12 0,2106 0,162 10181,70 9706,554 475,146 95,3 13 0,0648 0,2106 9706,554 3529,656 6176,898 36,4 14 0,1134 0,2106 9706,554 5701,752 4004,802 58,7 15 0,162 0,2106 10588,968 7466,58 3122,388 70,5 16 0,2106 0,2106 11471,382 7941,726 3529,656 69,2 Bảng 3: Kết tính toán hệ số truyền nhiệt, TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM 14 Thí nghiệm QL (W) 2172,096 ( C) 25,78 KTN (W/m2,K) 241,44 KLT (W/m2,K) 2189,03 ( C) 34 ( C) 19 3801,168 34 19 25,78 422,52 2189,03 4751,46 34 19 25,78 528,15 2189,03 5294,484 34 19 25,78 588,52 2189,03 2172,096 35 15 23,60 263,66 4817,79 4276,314 35 12 21,49 570,25 4817,79 5430,24 34 12 21,12 736,54 4817,79 7059,312 34 11 20,38 992,39 4817,79 2986,632 34 18,81 454,96 5874,63 10 6176,898 34 17,08 1035,97 5874,63 11 7466,58 34 18,81 1137,40 5874,63 12 9706,554 34 17,97 1547,74 5874,63 13 3529,656 30 14,91 678,20 6719,79 14 5701,752 30 15,80 1033,69 6719,79 15 7466,58 30 15,80 1353,64 6719,79 16 7941,726 30 16,64 1367,11 6719,79 TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM max o o 15 log o THÍ NGHIỆM 2:Ngược chiều TB Bảng 1: Kết tính toán hiệu suất nhiệt độ, Thí nghiệm ΔTN ΔTL η N (%) η L (%) η hi (%) 13 39,394 18,182 28,788 13 39,394 15,152 27,273 13 39,394 12,121 25,758 14 42,424 3,030 22,727 14 42,424 12,121 27,273 14 42,424 21,212 31,818 14 43,750 21,875 32,813 15 46,875 18,750 32,813 12 38,710 19,355 29,032 10 12 38,710 29,032 33,871 11 11 36,667 26,667 31,667 12 12 40,000 23,333 31,667 13 13 40,625 21,875 31,250 14 13 40,625 28,125 34,375 15 12 38,710 25,806 32,258 16 13 41,935 25,806 33,871 Bảng 2: Kết tính toán hiệu suất truyền nhiệt , Thí nghiệm GL (kg/s) GN (kg/s) QN (W) 0,0648 0,0648 3529,656 1629,072 1900,584 46,15 0,1134 0,0648 3529,656 2375,73 1153,926 67,31 0,162 0,0648 3529,656 2715,12 814,536 76,92 0,2106 0,0648 3801,168 882,414 2918,754 23,21 0,0648 0,1134 6652,044 1086,048 5565,996 16,33 0,1134 0,1134 6652,044 3326,022 3326,022 50,00 TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM 16 QL (W) Qf (W) η (%) 0,162 0,1134 6652,044 4751,46 1900,584 71,43 0,2106 0,1134 7127,190 5294,484 1832,706 74,29 0,0648 0,162 8145,360 1629,072 6516,288 20,00 10 0,1134 0,162 8145,360 4276,314 3869,046 52,50 11 0,162 0,162 7466,580 5430,24 2036,340 72,73 12 0,2106 0,162 8145,360 6176,898 1968,462 75,83 13 0,0648 0,2106 11471,382 1900,584 9570,798 16,57 14 0,1134 0,2106 11471,382 4276,314 7195,068 37,28 15 0,162 0,2106 10588,968 5158,728 51,28 16 0,2106 0,2106 11471,382 7059,312 4412,070 61,54 5430,24 Bảng 3: Kết tính toán hệ số truyền nhiệt, Thí nghiệm QL (W) 1629,07 2 max o o ( C) log o ( C) ( C) KTN (W/m2,K) KLT (W/m2,K) 33 14 22,16 210,65 1384,251 2375,73 33 15 22,83 298,17 1384,251 2715,12 33 16 23,48 331,28 1384,251 882,414 33 18 24,75 102,17 1384,251 1086,04 33 15 22,83 136,31 2073,324 3326,02 26 19 22,32 427,02 2073,324 4751,46 25 18 21,31 638,90 2073,324 5294,48 26 17 21,18 716,16 2073,324 1629,07 25 19 21,86 213,50 4075,551 10 4276,31 22 19 20,46 598,76 4075,551 11 5430,24 22 19 20,46 760,33 4075,551 TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM 17 12 6176,89 23 18 20,40 867,65 4075,551 13 1900,58 25 19 21,86 249,08 4768,04 14 4276,31 23 19 20,94 585,23 4768,04 15 5430,24 23 19 20,94 743,15 4768,04 16 7059,31 23 18 20,40 991,60 4768,04 THÍ NGHIỆM 3: Xuôi chiều TB Bảng 1: Kết tính toán hiệu suất nhiệt độ, Thí nghiệm ΔTN ΔTL η N (%) η L (%) η hi (%) 20 15 55,556 41,667 48,611 20 15 55,556 41,667 48,611 20 12 60,606 36,364 48,485 21 11 63,636 33,333 48,485 20 12 58,824 35,294 47,059 20 12 60,606 36,364 48,485 20 12 60,606 36,364 48,485 19 12 59,375 37,500 48,438 16 14 48,485 42,424 45,455 10 16 14 48,485 42,424 45,455 11 17 14 51,515 42,424 46,970 12 17 14 53,125 43,750 48,438 13 12 16 36,364 48,485 42,424 14 12 19 35,294 55,882 45,588 15 11 16 34,375 50,000 42,188 16 12 15 36,364 45,455 40,909 TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM 18 Bảng 2: Kết tính toán hiệu suất truyền nhiệt, Thí nghiệm GL (kg/s) GN (kg/s) QN (W) QL (W) Qf (W) η (%) 0,0648 0,0648 5430,240 4072,68 1357,560 75,00 0,1134 0,0648 5430,240 7127,19 1696,950 131,25 0,162 0,0648 5430,240 8145,36 2715,120 150,00 0,2106 0,0648 5701,752 9706,554 4004,802 170,24 0,0648 0,1134 9502,920 3258,144 6244,776 34,29 0,1134 0,1134 9502,920 5701,752 3801,168 60,00 0,162 0,1134 9502,920 8145,36 1357,560 85,71 0,2106 0,1134 9027,774 10588,97 1561,194 117,29 0,0648 0,162 10860,480 3801,168 7059,312 35,00 10 0,1134 0,162 10860,480 6652,044 4208,436 61,25 11 0,162 0,162 11539,260 9502,92 2036,340 82,35 12 0,2106 0,162 11539,260 12353,8 814,536 107,06 13 0,0648 0,2106 10588,968 4344,192 6244,776 41,03 14 0,1134 0,2106 10588,968 9027,774 1561,194 85,26 15 0,162 0,2106 9706,554 10860,48 1153,926 111,89 16 0,2106 0,2106 10588,968 13236,21 2647,242 125,00 Bảng 3: Kết tính toán hệ số truyền nhiệt, Thí nghiệm max log QL (W) 4072,68 (oC) 36 (oC) 16 (oC) 24,66 KTN (W/m2,K) 110,53 KLT (W/m2,K) 1384,251 7127,19 36 16 24,66 193,43 1384,251 8145,36 33 13 21,47 296,27 1384,251 9706,554 33 12 20,76 398,33 1384,251 3258,144 34 14 22,54 120,94 2073,324 5701,752 33 13 21,47 237,02 2073,324 8145,36 33 14 22,16 348,56 2073,324 10588,97 32 13 21,09 448,03 2073,324 3801,168 33 17 24,12 105,48 4075,551 TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM 19 10 6652,044 33 17 24,12 224,14 4075,551 11 9502,92 33 16 23,48 367,60 4075,551 12 12353,8 32 15 22,44 473,84 4075,551 13 4344,192 33 21 26,55 109,52 4768,04 14 9027,774 34 22 27,57 219,21 4768,04 15 10860,48 32 21 26,12 278,36 4768,04 16 13236,21 33 21 26,55 333,70 4768,04 THÍ NGHIỆM 4: Ngược chiều TB Bảng 1: Kết tính toán hiệu suất nhiệt độ, Thí nghiệm ΔTN ΔTL η N (%) η L (%) η hi (%) 17 11 47,222 30,556 38,889 16 48,485 24,242 36,364 14 43,750 25,000 34,375 15 46,875 25,000 35,938 15 45,455 24,242 34,848 15 46,875 25,000 35,938 15 46,875 25,000 35,938 17 51,515 27,273 39,394 11 33,333 24,242 28,788 10 10 31,250 25,000 28,125 11 13 39,394 24,242 31,818 12 13 39,394 21,212 30,303 13 14 42,424 24,242 33,333 14 13 40,625 25,000 32,813 15 15 45,455 24,242 34,848 16 19 59,375 25,000 42,188 Bảng 2: Kết tính toán hiệu suất truyền nhiệt, TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM 20 Thí nghiệm GL (kg/s) GN (kg/s) QN (W) QL (W) Qf (W) η (%) 0,0648 0,0648 4615,704 2986,632 1629,072 64,71 0,1134 0,0648 4344,192 3801,168 543,024 87,50 1629,072 142,8 0,162 0,0648 3801,168 5430,24 0,2106 0,0648 4072,680 7059,312 2986,632 173,3 0,0648 0,1134 7127,190 2172,096 4955,094 30,48 0,1134 0,1134 7127,190 3801,168 3326,022 53,33 0,162 0,1134 7127,190 5430,24 1696,950 76,19 0,2106 0,1134 8077,482 7941,726 135,756 98,32 0,0648 0,162 7466,580 2172,096 5294,484 29,09 10 0,1134 0,162 6787,800 3801,168 2986,632 56,00 11 0,162 0,162 8824,140 5430,24 3393,900 61,54 12 0,2106 0,162 8824,140 6176,898 2647,242 70,00 17,58 13 0,0648 0,2106 12353,79 2172,096 10181,70 14 0,1134 0,2106 11471,382 3801,168 7670,214 33,14 0,2106 13236,21 5430,24 7805,970 41,03 0,2106 16765,86 7059,312 9706,554 42,11 15 16 0,162 0,2106 Bảng 3: Kết tính toán hệ số truyền nhiệt, Thí nghiệm QL (W) 2986,632 ( C) 25 ( C) 19 ( C) 21,86 KTN (W/m2,K) 91,44 3801,168 25 17 20,74 122,65 949,652 5430,24 24 18 20,86 174,27 949,652 7059,312 24 17 20,30 232,77 949,652 2172,096 25 18 21,31 68,23 1441,738 3801,168 24 17 20,30 125,34 1441,738 5430,24 24 17 20,30 179,06 1441,738 TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM max o o 21 log o KLT (W/m2,K) 949,652 7941,726 24 16 19,73 269,42 1441,738 2172,096 25 22 23,47 61,95 3518,758 10 3801,168 24 22 22,99 110,69 3518,758 11 5430,24 25 20 22,41 162,21 3518,758 12 6176,898 26 20 22,87 180,79 3518,758 13 2172,096 25 19 21,86 66,50 4145,858 14 3801,168 24 19 21,40 118,88 4145,858 15 5430,24 25 18 21,31 170,57 4145,858 16 7059,312 24 13 17,94 263,36 4145,858 5.3 Đồ thị thể quan hệ lưu lượng hệ số truyền nhiệt thực nghiệm Thí nghiệm 1: Xoay chiều thiết bị Thí nghiệm 2: Ngược chiều thiết bị TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM 22 Thí nghiệm 3: Xoay chiều thiết bị TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM 23 Thí nghiệm 4: Ngược chiều thiết bị NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ  So sánh hiệu số nhiệt độ Hiệu số nhiệt độ dòng nóng lớn nhiều so với hiệu số nhiệt độ dòng lạnh Hiệu số nhiệt độ chuyển động xuôi chiều nhỏ hiệu số nhiệt độ chuyển động ngược chiều Do chuyển động ngược chiều nhiệt độ bị thay đổi đáng kể trước trình trao đổi nhiệt xảy  Ảnh hưởng lưu lượng dòng chảy đến trình truyền nhiệt -Trong trình xuôi chiều Hệ số truyền nhiệt tăng lưu lượng dòng chảy tăng Tăng cách đông Nhiệt độ đầu ra, đầu tường đối ổn định Trong trình ngược chiều Khi lưu lượng dòng chảy tăng hệ số truyền nhiệt tăng giảm không rõ ràng có thay đổi nhiệt hai lưu thể Nhiệt độ đầu, đầu vào không ổn định  Ảnh hưởng chiều chuyển động dòng chảy đến trình truyền nhiệt Xuôi chiều Chuyển động xuôi chiều không ảnh hưởng nhiều đến nhiệt độ, nhiệt độ đầu ra, đầu vào hệ số truyền nhiệt tương đối ổn định Ngược chiều Chuyển động ngược chiều ảnh hưởng nhiều đến nhiệt độ làm cho nhiệt độ dòng nóng dòng lạnh bị thay đổi trước trình trao đổi nhiệt xảy Ảnh hưởng đến hệ số truyền nhiệt  Nguyên nhân dẫn đến sai số TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM 24 Sai số người tiến hành thí nghiệm Sai số thiết bị Trong trình xử lý số liệu thực nghiệm tính chủ quan cách xử lý thủ công dẫn đến vài sai số Sai số ảnh hưởng điều kiện môi trường TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM 25 [...]... (W) 1 629 ,07 2 2 max o min o ( C) log o ( C) ( C) KTN (W/m2,K) KLT (W/m2,K) 33 14 22 ,16 21 0,65 1384 ,25 1 23 75,73 33 15 22 ,83 29 8,17 1384 ,25 1 3 27 15, 12 33 16 23 ,48 331 ,28 1384 ,25 1 4 8 82, 414 33 18 24 ,75 1 02, 17 1384 ,25 1 5 1086,04 8 33 15 22 ,83 136,31 20 73, 324 6 3 326 , 02 2 26 19 22 , 32 427 , 02 2073, 324 7 4751,46 25 18 21 ,31 638,90 20 73, 324 8 529 4,48 4 26 17 21 ,18 716,16 20 73, 324 9 1 629 ,07 2 25 19 21 ,86 21 3,50... 1384 ,25 1 5 325 8,144 34 14 22 ,54 120 ,94 20 73, 324 6 5701,7 52 33 13 21 ,47 23 7, 02 2073, 324 7 8145,36 33 14 22 ,16 348,56 20 73, 324 8 10588,97 32 13 21 ,09 448,03 20 73, 324 9 3801,168 33 17 24 , 12 105,48 4075,551 TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM 19 10 66 52, 044 33 17 24 , 12 224 ,14 4075,551 11 95 02, 92 33 16 23 ,48 367,60 4075,551 12 123 53,8 32 15 22 ,44 473,84 4075,551 13 4344,1 92 33 21 26 ,55 109, 52 4768,04 14 9 027 ,774 34 22 27 ,57... 29 86,6 32 ( C) 25 ( C) 19 ( C) 21 ,86 KTN (W/m2,K) 91,44 2 3801,168 25 17 20 ,74 122 ,65 949,6 52 3 5430 ,24 24 18 20 ,86 174 ,27 949,6 52 4 7059,3 12 24 17 20 ,30 23 2,77 949,6 52 5 21 72, 096 25 18 21 ,31 68 ,23 1441,738 6 3801,168 24 17 20 ,30 125 ,34 1441,738 7 5430 ,24 24 17 20 ,30 179,06 1441,738 TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM max o min o 21 log o KLT (W/m2,K) 949,6 52 8 7941, 726 24 16 19,73 26 9, 42 1441,738 9 21 72, 096 25 22 ... (%) η hi (%) 7 8 20 ,588 23 , 529 22 ,059 7 8 20 ,588 23 , 529 22 ,059 8 7 23 , 529 20 ,588 22 ,059 9 6 26 ,471 17,647 22 ,059 12 8 34 ,28 6 22 ,857 28 ,571 14 9 40,000 25 ,714 32, 857 14 8 41,176 23 , 529 32, 353 1 2 3 4 5 6 7 TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM 13 8 9 10 11 12 13 14 15 16 15 8 44,118 23 , 529 33, 824 14 11 41,176 32, 353 36,765 14 13 41,176 38 ,23 5 39,706 14 11 41,176 32, 353 36,765 15 11 44,118 32, 353 38 ,23 5 11 13 36,667... 7 15 8 46,875 25 ,000 35,938 8 17 9 51,515 27 ,27 3 39,394 9 11 8 33,333 24 ,24 2 28 ,788 10 10 8 31 ,25 0 25 ,000 28 , 125 11 13 8 39,394 24 ,24 2 31,818 12 13 7 39,394 21 ,21 2 30,303 13 14 8 42, 424 24 ,24 2 33,333 14 13 8 40, 625 25 ,000 32, 813 15 15 8 45,455 24 ,24 2 34,848 16 19 8 59,375 25 ,000 42, 188 Bảng 2: Kết quả tính toán hiệu suất truyền nhiệt, TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM 20 Thí nghiệm GL (kg/s) GN (kg/s) QN (W) QL... 0,1134 5701,7 52 21 72, 096 3 529 ,656 38,1 6 0,1134 0,1134 66 52, 044 427 6,314 23 75,730 64,3 7 0,1 62 0,1134 66 52, 044 5430 ,24 122 1,804 81,6 8 0 ,21 06 0,1134 7 127 ,190 7059,3 12 67,878 99,0 9 0,0648 0,1 62 95 02, 920 29 86,6 32 6516 ,28 8 31,4 10 0,1134 0,1 62 95 02, 920 6176,898 3 326 , 022 65,0 11 0,1 62 0,1 62 95 02, 920 7466,58 20 36,340 78,6 12 0 ,21 06 0,1 62 10181,70 9706,554 475,146 95,3 13 0,0648 0 ,21 06 9706,554 3 529 ,656 6176,898... 0,1134 0 ,21 06 9706,554 5701,7 52 4004,8 02 58,7 15 0,1 62 0 ,21 06 10588,968 7466,58 3 122 ,388 70,5 16 0 ,21 06 0 ,21 06 11471,3 82 7941, 726 3 529 ,656 69 ,2 Bảng 3: Kết quả tính toán hệ số truyền nhiệt, TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM 14 Thí nghiệm 1 QL (W) 21 72, 096 ( C) 25 ,78 KTN (W/m2,K) 24 1,44 KLT (W/m2,K) 21 89,03 ( C) 34 ( C) 19 2 3801,168 34 19 25 ,78 422 , 52 2189,03 3 4751,46 34 19 25 ,78 528 ,15 21 89,03 4 529 4,484 34 19 25 ,78... 4615,704 29 86,6 32 1 629 ,0 72 64,71 2 0,1134 0,0648 4344,1 92 3801,168 543, 024 87,50 1 629 ,0 72 1 42, 8 6 3 0,1 62 0,0648 3801,168 5430 ,24 4 0 ,21 06 0,0648 40 72, 680 7059,3 12 2986,6 32 173,3 3 5 0,0648 0,1134 7 127 ,190 21 72, 096 4955,094 30,48 6 0,1134 0,1134 7 127 ,190 3801,168 3 326 , 022 53,33 7 0,1 62 0,1134 7 127 ,190 5430 ,24 1696,950 76,19 8 0 ,21 06 0,1134 8077,4 82 7941, 726 135,756 98, 32 9 0,0648 0,1 62 7466,580 21 72, 096 529 4,484... 23 75,73 1153, 926 67,31 3 0,1 62 0,0648 3 529 ,656 27 15, 12 814,536 76, 92 4 0 ,21 06 0,0648 3801,168 8 82, 414 29 18,754 23 ,21 5 0,0648 0,1134 66 52, 044 1086,048 5565,996 16,33 6 0,1134 0,1134 66 52, 044 3 326 , 022 3 326 , 022 50,00 TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM 16 QL (W) Qf (W) η (%) 7 0,1 62 0,1134 66 52, 044 4751,46 1900,584 71,43 8 0 ,21 06 0,1134 7 127 ,190 529 4,484 18 32, 706 74 ,29 9 0,0648 0,1 62 8145,360 1 629 ,0 72 6516 ,28 8 20 ,00 10... 16 7941, 726 30 8 16,64 1367,11 6719,79 TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM max o min o 15 log o THÍ NGHIỆM 2: Ngược chiều TB 1 Bảng 1: Kết quả tính toán hiệu suất nhiệt độ, Thí nghiệm ΔTN ΔTL η N (%) η L (%) η hi (%) 1 13 6 39,394 18,1 82 28,788 2 13 5 39,394 15,1 52 27 ,27 3 3 13 4 39,394 12, 121 25 ,758 4 14 1 42, 424 3,030 22 , 727 5 14 4 42, 424 12, 121 27 ,27 3 6 14 7 42, 424 21 ,21 2 31,818 7 14 7 43,750 21 ,875 32, 813 8 15 ... 1384 ,25 1 1086,04 33 15 22 ,83 136,31 20 73, 324 3 326 , 02 26 19 22 , 32 427 , 02 2073, 324 4751,46 25 18 21 ,31 638,90 20 73, 324 529 4,48 26 17 21 ,18 716,16 20 73, 324 1 629 ,07 25 19 21 ,86 21 3,50 4075,551 10 427 6,31... 33,333 24 ,24 2 28 ,788 10 10 31 ,25 0 25 ,000 28 , 125 11 13 39,394 24 ,24 2 31,818 12 13 39,394 21 ,21 2 30,303 13 14 42, 424 24 ,24 2 33,333 14 13 40, 625 25 ,000 32, 813 15 15 45,455 24 ,24 2 34,848 16 19 59,375 25 ,000... 41 26 62 42 41 29 62 41 40 29 62 42 40 28 62 42 41 29 61 41 40 28 61 42 41 29 62 46 43 29 61 45 42 28 61 44 42 28 61 44 43 29 Thí nghiệm VN (l/ph) 10 13 7 10 13 10 11 12 TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM 10