Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC Đề mục Trang LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT LUẬN VĂN ii DANH SÁCH HÌNH VẼ Error Bookmark not defined. DANH SÁCH BẢNG BIỂU Error Bookmark not defined.i MỤC LỤC vii Chương 1. TỔNG QUAN Error Bookmark not defined. I. Lịch sử hình thành và phát triển của ngành lạnh và ứng dụng của các thiết bị TĐN Error Bookmark not defined. II. Các khái niệm và phân loại các TĐN 4 1. Các khái niệm 4 2. Phân loại các thiết bị TĐN 5 2.1. Phân loại theo nguyên lý làm việc 5 2.2. Phân loại theo sơ đồ chuyển động chất lỏng 5 2.3. Phân loại theo thời gian 5 2.4. Phân loại theo công dụng 5 III. Đặt vấn đề 6 Chương 2. CHƯƠNG HAI 8 I. Mô tả mô hình 8 II. Ước tính tỉ số hệ số truyền nhiệt 15 1. Hệ số trao đổi nhiệt tỉ lệ của chất lỏng thứ cấp 15 1.1. Chất lỏng thứ cấp chảy bên ngoài ống. Hệ số trao đổi nhiệt và sự giảm áp suất…………………………………………………………………………….15 1.2 Chất lỏng thứ cấp chảy bên trong ống………………………………...…..18 3. Ngưng tụ trong ống…………………………………………………………..…….21 3. Ngưng tụ ngoài ống…………………………………………………………..…….22 4. Bay hơi với môi chất lạnh chảy bên trong ống…………………………………….23 5. Bay hơi với môi chất lạnh chảy bên ngoài ống……………………………………23 Chương 3: XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP GIẢI CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG 25 I. Thuật toán 2Error Bookmark not defined. II. Code 29 1. Chú thích 31 2. Trao đổi nhiệt 1 pha (nướcnước) 31 3. Ngưng tụ trong ống (sử dụng môi chất R22) 36 4. Ngưng tụ ngoài ống (sử dụng môi chất R22) 40 5. Bay hơi trong ống (sử dụng môi chất R22) 43 Chương 4: THÍ NGHIỆM KIỂM CHỨNG 48 I. Giới thiệu mô hình thí nghiệm trao đổi nhiệt 1 pha nướcnước 48 1. Cấu tạo mô hình 48 2. Nguyên lý hoạt động 50 II. Số liệu đo đạt và tính toán 52 III. So sánh giữa kết quả thí nghiệm và tính toán 55 Chương 5: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 58 I. Ngưng tụ trong ống 58 II. Ngưng tụ ngoài ống 62 III. Bay hơi trong ống 65 Chương 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67 I. Kết quả 67 II. Kiến nghị 68 Tài liệu tham khảo Error Bookmark not defined.
Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS NGUYỄN MINH PHÚ CHƯƠNG I TỔNG QUAN I LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN NGÀNH LẠNH VÀ ỨNG DỤNG CỦA THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT Ngay từ người biết trao đổi hàng hóa lịch sử ngành lạnh bắt đầu Họ biết dùng các phương pháp làm lạnh tự nhiên để giữ thực phẩm không bị hư thời gian định Các cư dân sống gần hồ nước tích trữ băng tuyết mùa đông kết hợp với mùn cưa (làm vật liệu cách nhiệt) làm kho lạnh (Icehouses) Cư dân sống vùng núi sử dụng băng tan từ đỉnh núi để làm lạnh thức uống Hoặc đơn giản mùa đông, họ đặt sữa, thịt trời lạnh để kéo dài thời gian sử dụng Thế kỷ thứ XI, nhà vật lý hóa học người BaTư (Iran), Ibnsina phát minh coil lạnh (Refrigerated coil) để ngưng tụ hương liệu Đây phát minh mang tính đột phá công nghệ chưng cất hương liệu Năm 1748, William Cullen giới thiệu mô hình máy lạnh nhân tạo Đại học Glasgrow Giữa năm1805, Oliver Evans thiết kế máy lạnh sử dụng (trao đổi nhiệt ẩn) thay cho dùng lỏng (trao đổi nhiệt dạng nhiệt hiện) trước Khoảng vào năm 1850 1851, Tiến sĩ Jonh Gorrie giới thiệu máy làm đá Năm 1857, người Úc tên James Harrison sử dụng máy lạnh nén ngành công nghiệp làm bia bảo quản thịt Năm 1859, Ferdinand Carré, kỹ sư người Pháp phát triển máy lạnh nói hoàn thiện Không giống máy lạnh lúc bây giờ, dùng không khí làm tác nhân lạnh, Carré dùng NH tác nhân lạnh có khả bay nhanh Năm 1902, Willis Haviland Carries phát minh máy điều hòa không khí có khả thay đổi nhiệt độ độ ẩm, coi tổng hợp thành tựu công nghệ chế tạo máy lạnh Năm 1902 năm mà hệ thống điều hòa không khí lắp đặt Sàn Giao Dịch Chứng Khoán New York (New York Stock Exchange) thiết kế Alfred Wolff Đây không coi hệ thống điều hòa không khí tận dụng lạnh dư thừa từ hệ thống máy lạnh khác xung quanh Do đó, tòa nhà lắp đặt hệ thống điều hòa không khí Armour Building, thành phố Kansas, bang Missouri Mỗi phòng có phận điều khiển sử dụng thermostat để chỉnh độ đóng mở damper gắn đường ống gió, công trình mà phòng khác khu vực có khả điều chỉnh khác Năm 1904, công ty Brunswick Refrigerating trưng bày tủ lạnh dùng nhà cửa hàng thịt, có kích thước nhỏ gọn hội chợ St Louis World Năm 1906, tòa nhà Frank Lloyd Wright’s Larkin Administration lắp đặt hệ thống điều hòa không khí dùng CO làm tác nhân lạnh,bởi mang tính an toàn không cháy Cũng năm 1906, Willis Carrier đưa định nghĩa hệ thống điều khiển điểm đọng sương không khí (“dew point control” system), từ tạo không khí có độ ẩm mong SVTH: Nguyễn Kim Đồng Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS NGUYỄN MINH PHÚ muốn Trong năm này, bệnh viện Boston Floating trở thành bệnh viện có hệ thống điều hòa không khí Edward Williams thiết kế Nhiệt độ độ ẩm 70°F 50% Năm 1914, Fred Wolf Jr đưa thị trường tủ lạnh, máy lạnh chạy điện dùng gia đình với tên Domelre (Domestic Electric Refrigerator) Chicago Năm 1916, hệ thống đông lạnh nhanh (Flash – freezing system) thiết kế Clarence Bridseye Với hệ thống này, thực phẩm đông lạnh băng tải thời gian ngắn, giảm kích thước tinh thể tuyết Máy lạnh hấp thụ Boltzar von Platen Carl Munters phát minh năm 1922 họ sinh viên Viện kỹ thuật Royal Stockolm, Thụy Điển Năm 1923, tủ kem đưa thị trường Nizer sau không lâu Frigidaire Loại tủ kem làm lạnh rượu bao bọc xung quanh thùng chứa kem chất chống đông Sau rượu thay nước muối Đến năm 1927 máy lạnh hấp thụ loại đốt gas đưa thị trường Hoa Kỳ Tuy nhiên không thay loại chạy điện chủ yếu sử dụng vùng nông thôn Chỉ Thụy Điển, loại máy lạnh với thương hiệu Electrolux phổ biến Năm 1928, tác nhân lạnh loại ChloroFluorocacbon (CFC) điều chế Thomas Midgley, Albert Henne, Robert McNary phòng thí nghiệm General Motors Research Công bố thị trường năm 1930, với tên Freon, CFCs tác nhân lạnh tính độc, không dễ cháy, thích hợp cho máy lạnh tủ lạnh Năm 1930, cách sử dụng máy nén ly tâm, kích thước máy lạnh nhỏ lắp toa tàu Hãng tàu hỏa Baltimore & Ohio thử nghiệm máy lạnh lắp toa tàu tàu Columbian thiết kế Willis Carrier Ban đầu toa tàu tăng nhiệt độ lên 93°F, sau máy lạnh mở chuyển từ Wasington D.C sang New York Chỉ 20 phút, nhiệt độ đạt 73°F ( ) Năm 1931, công ty Southern California Edison chế tạo “bơm nhiệt”(heat pump) hoạt động theo nguyên tắc lấy nhiệt từ môi trường có nhiệt độ thấp sang môi trường có nhiệt độ cao để sưởi ấm mùa đông làm nóng nước không dùng điện trở Năm 1932, hãng tàu lửa Chesapeake & Ohio bắt đầu chạy chuyến tàu có hệ thống điều hòa Bốn năm sau đó, hãng hàng không Hoa Kỳ đưa vào sử dụng máy điều hòa không khí phục vụ hành khách Năm 1936, Albert Hense điều chế thành công tác nhân lạnh R-134a R-134a có số ODP (Ozone Depletion Potential) không tác nhân lạnh thay cho CFC tương lai Năm 1938, máy lạnh loại cửa sổ (window air conditioner) sử dụng Freon tung thị trường Phico – York Năm 1939, hãng Packard Motor Car đưa loại xe ô tô có sử dụng điều hòa nhiệt độ Năm 1947, máy lạnh loại cửa sổ sản xuất hàng loạt giá thành giảm đáng kể Trong năm 1947, 43000 máy lạnh bán thị trường nước Mỹ Năm 1969, 54% xe ô tô lắp thêm máy lạnh Cũng thời gian này, hầu hết hộ xây Hoa Kỳ có hệ thống điều hòa không khí Năm 1987, nghị định thư Montreal ký kết Trong nghị định thư này, chất có tác động mạnh đến việc phá hủy tầng ozone (Ozone depletion substance) đưa vào doanh mục chất cần kiểm soát, đồng thời đưa biện pháp để loại trừ chất nói thay tác nhân lạnh khác thân thiện với môi trường SVTH: Nguyễn Kim Đồng Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS NGUYỄN MINH PHÚ Không dừng lại lĩnh vực bảo quản thực phẩm làm mát, ngành lạnh điều hòa không khí đóng vai trò quan trọng nhiều ngành khác như: + Công nghệ phòng phòng phẫu thuật hạn chế đến mức thấp rủi ro nhiễm trùng vết thương Tạo không gian có áp suất khác nhà máy dược, hóa chất, thực phẩm tránh tượng xâm nhập chéo không khí + Công nghệ phòng công nghệ nano, sản xuất chip, vi mạch điện tử + Làm lạnh sâu tạo vật chất có tính siêu dẫn + Ứng dựng công nghệ sinh học: điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm môi trường sống sinh vật thúc đẩy chúng phát triển + Thông gió điều hòa không khí hầm mỏ + Giải nhiệt máy phát nhà máy phát điện, giải nhiệt cho máy tính lớn (hiện tại, ống nhiệt (heat pipe) phương án quan tâm lĩnh vực này) + Ứng dụng công nghệ chưng cất, khai thác khí tự nhiên + Công nghệ sấy lạnh, giúp giữ hương vị, màu sắc thực phẩm tươi ngon sau sấy + Trong xây dựng, máy lạnh dùng để đóng băng “đất lún”, hỗn hợp cát nước trước đào đường ngầm lòng đất, làm đập băng nhân tạo + Trong giai đoạn nay, xu phát triển ngành lạnh điều hòa không khí khả tiết kiệm lượng, ảnh hưởng đến môi trường, khả tự động, phương thức điều khiển khoa học khả làm việc xác mong muốn người sử dụng Ngày Thiết Bị Trao Đổi Nhiệt giữ vai trò quan trọng việc thiết kế ứng dụng rộng rãi nhiều hệ thống : • • • • • • • • • Trong hệ thống điều hoà không khí Trong hệ thống lạnh – cấp trữ đông Trong hệ thống sấy Trong hệ thống thông gió Trong hệ thống nhiệt Trong công nghiệp hoá chất – dầu khí Trong công nghệ ô tô – tàu thuỷ – hàng không Trong công nghiệp sản xuất điện … SVTH: Nguyễn Kim Đồng Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS NGUYỄN MINH PHÚ II CÁC KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT Các khái niệm Hình 1.1 Một số thiết bị trao đổi nhiệt thường gặp Thiết bị trao đổi nhiệt (TBTĐN) thiết bị thực trao đổi nhiệt chất cần gia công với chất mang nhiệt lạnh Hình 1.1 giới thiệu số Thiết Bị Trao đổi nhiệt thường gặp Chất mang nhiệt lạnh gọi chung môi chất có nhiệt độ cao thấp chất gia công, dùng để nung nóng làm nguội chất gia công Chất gia công môi chất thường pha lỏng hơi, gọi chung chất lỏng Các chất có nhiệt độ khác Để phân biệt thông số ϕ chất lỏng nóng hay chất lỏng lạnh, vào hay khỏi thiết bị, người ta quy ước: Dùng chữ số để chất lỏng nóng Dùng chữ số để chất lỏng lạnh Dùng dấu “i” để thông số vào thiết bị Dùng dấu “o” để thông số thiết bị Ví dụ: Hình 1.2 giới thiệu sơ đồ khối thiết bị Trao Đổi Nhiệt Chất lỏng t1i t1o T2o t2i Hình 1.2 Sơ đồ khối thiết bị TĐN SVTH: Nguyễn Kim Đồng Chất lỏng Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS NGUYỄN MINH PHÚ Phân loại TBTĐN 2.1 Phân loại theo nguyên lý làm việc TBTĐN TBTĐN tiếp xúc (hay hỗn hợp), loại TBTĐN chất lỏng thứ cấp môi chất tiếp xúc nhau, thực trình trao đổi nhiệt truyền khối, tạo hỗn hợp Ví dụ bình gia nhiệt nước cách sục dòng TBTĐN hồi nhiệt, loại thiết bị TĐN có mặt trao đổi nhiệt quay, tiếp xúc chất lỏng mặt nhận nhiệt, tiếp xúc chất lỏng mặt tỏa nhiệt Quá trình TĐN không ổn định mặt trao đổi nhiệt có dao động nhiệt Ví dụ: sấy không khí quay lò nhà máy nhiệt điện TBTĐN vách ngăn, loại TBTĐN có vách rắn ngăn cách chất lỏng nóng chất lỏng lạnh chất lỏng TĐN với Loại TBTĐN vách ngăn bảo đảm độ kín tuyệt đối hai chất, làm cho chất gia công tinh khiết vệ sinh, an toàn, sử dụng rộng rãi công nghệ TBTĐN kiểu ống nhiệt, loại TBTĐN dùng ống nhiệt để truyền tải nhiệt từ chất lỏng nóng đến chất lỏng lạnh Môi chất ống nhiệt nhận nhiệt từ chất lỏng 1, sôi hoá thành bão hoà khô, truyền đến vùng tiếp xúc chất lỏng 2, ngưng thành lỏng quay vùng nóng để lặp lại chu trình Trong ống nhiệt, môi chất sôi, ngưng chuyển động tuần hoàn, tải lượng nhiệt lớn từ chất lỏng đến chất lỏng 2.2 Phân loại TBTĐN theo sơ đồ chuyển động chất lỏng, với loại TBTĐN có vách ngăn - Sơ đồ song song chiều - Sơ đồ song song ngược chiều - Sơ đồ song song đổi chiều - Sơ đồ giao lần - Sơ đồ giao nhiều lần 2.3 Phân loại TBTĐN theo thời gian Thường phân loại: Thiết bị liên tục (ví dụ bình ngưng, calorife) thiết bị làm việc theo chu kỳ (nồi nấu, thiết bị sấy theo mẻ) 2.4 Phân loại TBTĐN theo công dụng Thiết bị gia nhiệt dùng để gia nhiệt cho sản phẩm (ví dụ nồi nấu, lò hơi) Thiết bị làm mát để làm nguội sản phẩm đến nhiệt độ môi trường (ví dụ tháp giải nhiệt nước, bình làm mát dầu) SVTH: Nguyễn Kim Đồng Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS NGUYỄN MINH PHÚ Thiết bị lạnh để hạ nhiệt độ sản phẩm đến nhiệt độ nhỏ môi trường (ví dụ tủ cấp đông, tủ lạnh ) III ĐẶT VẤN ĐỀ Có nhiều mô hình toán học để mô tả đặc điểm trao đổi nhiệt gặp phải chu trình làm lạnh điều hòa không khí có nhiều quan hệ để tính toán truyền nhiệt tổn thất áp suất Các mô hình nhiều phức tạp phụ thuộc vào độ xác yêu cầu Cấu tạo hình học HX (Heat exchangers) cần thiết cho phân tích trước tính toán thiết kế Thật không may, điều luôn có sẵn cho trao đổi nhiệt vỏ ống vấn đề bí mật công nghệ Thông số hình học thường thiếu có số giá trị tham chiếu tìm thấy catalogue cho điều kiện thực nghiệm Mặc dù có nhiều mô hình toán học chi tiết, nhiên sử dụng thiếu thông tin mà làm cho trình tính toán thiết kế trở nên phức tạp Để khắc phục điều này, đề xuất sử dụng mô hình đơn giản để xác định điều kiện đầu phía vỏ ống thiết bị trao đổi nhiệt làm việc chu trình làm lạnh bình ngưng thiết bị bay Mô hình tính toán phía vỏ ống phân loại theo chi tiết rời rạc sử dụng loại mô hình khác nhau, chẳng hạn như: vùng, hai vùng, ống lồng ống hộp trử nhiệt Mô hình đề xuất luận văn thuộc loại mô hình vùng Mô hình giả định hệ số truyền nhiệt tổng cho toàn trình trao đổi nhiệt phụ thuộc vào biến, chẳng hạn vận tốc môi chất, lượng nhiệt trao đổi thiết bị Phương pháp hiệu suất – đơn vị chuyển nhiệt (phương pháp – NTU) phương pháp độ chênh nhiệt độ trung bình logarit (phương pháp LMTD) sử dụng kết hợp để tính toán, thiết kế kiểm tra cho HX Theo tài liệu, người ta tìm thấy số mô hình TBTĐN ống vỏ : [19,18,26,23] Phần lớn mô hình phức tạp so với mô hình trình bày luận văn Ví dụ, Allen Gosselin [1] trình bày mô hình ước tính tổng chi phí HXs vỏ ống với ngưng tụ ống vỏ Mô hình việc tối ưu hóa nguồn gốc phát sinh thuật toán tối ưu gồm 11 biến HX Mười số liên kết với hình học: cỡ ống, bố trí ống, khoảng cách vách ngăn giữa, khoảng cách vách ngăn đầu vào đầu Biến 11 lưu chất ngưng tụ Mô hình cung cấp cho người dùng khả để xác định thiết kế bên tốt cho trình trao đổi nhiệt hai lưu chất mà số ngưng tụ Nếu cấu tạo hình học bên HX vỏ ống biết, mô hình mang tính ứng dụng cao SVTH: Nguyễn Kim Đồng Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS NGUYỄN MINH PHÚ Mặt khác, Yanik Webb [27] trình bày mô hình dự đoán truyền nhiệt tổn thất áp suất cho thiết bị bay Mô hình sử dụng mối tương quan chi tiết để thấy tác động dòng chất lỏng ống so sánh kết với liệu thực nghiệm thu từ thử nghiệm ống Trong mô hình chất làm lạnh nước chuyển động ngược chiều có vách ngăn Ống chia thành ft dọc theo chiều dài dòng chảy môi chất lạnh pass, ống chia thành 24 đoạn Các tính toán bắt đầu đầu vào môi chất lạnh tăng dần bước đầu môi chất lạnh Sử dụng phương pháp LMTD tính toán trao đổi nhiệt cho bước Trong trường hợp này, cấu tạo hình học HX cần thiết để tính toán mô hình cách xác Trong luận văn tính hữu dụng mô hình sử dụng cho trường hợp thông tin trao đổi nhiệt cung cấp nhà sản xuất bị hạn chế Mục tiêu mô hình cung cấp điều kiện đầu mà điều kiện đầu vào biết đến phần thông số cần biết Mô hình trình bày mối quan hệ để đánh giá hệ số trao đổi nhiệt giới thiệu Hệ số trao đổi nhiệt phụ thuộc vào loại HX xét đến trường hợp ngưng tụ bay Sau mô tả sở thử nghiệm, biện pháp kiểm tra, trình đo đạt kiểm chứng kết mô Có phép so sánh kết đo mô hình tính toán cuối kết luận trình bày, đề xuất số ứng dụng mô hình SVTH: Nguyễn Kim Đồng Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS NGUYỄN MINH PHÚ CHƯƠNG MÔ HÌNH TOÁN HỌC I MÔ TẢ MÔ HÌNH Mô hình toán phát triển luận văn hỗ trợ cho việc thiết kế hệ thống lạnh hệ thống điều hòa không khí để đảm bảo cài đặt đạt hiệu Mô hình riêng lẽ thành phần yêu cầu để đảm bảo tính xác mô hình tổng quát Sự kết nối mô hình thành phần cá nhân mang lại hệ phương trình mà giải thuật toán Newton-Raphson Trong trường hợp mô hình dùng để nghiên cứu tính ổn định việc cài đặt Mỗi thành phần mô hình hóa với phép tính gần đúng, HX làm việc bình ngưng bình bay phổ biến với thông số đầu vào : nhiệt độ nước vào (T ’1i, T’2i,) va lưu lượng (m’1, m’2) Ki hiệu “ , ” nghĩa điều kiện thiết kế • Kí hiệu đại lượng A : Diện tích (m2) Cp : Nhiệt dung riêng (J/kgK) Cg : Hệ số tương quan hình học Cf : Hệ số tương quan dòng chất lỏng CWC : Điều kiện làm việc catalogue D : Đường kính (m) f : Hệ số ma sát g : Gia tốc trọng trường (m/s2) HX : Thiết bị trao đổi nhiệt h : Enthanpy (J/kg) hfg : Nhiệt ẩn (J/kg) : Lưu lượng khối lượng (kg/s) N : Số vách ngăn vỏ Ncw : Số lượng dòng chảy qua hiệu Nc : Số lượng dòng chảy qua NTU : Số đơn vị chuyển giao p : Áp suất (bar) Pr : Số Prandtl q : Dòng nhiệt (W/m2) Q : Nhiệt lượng (W) Re : Hệ số Renoylds Rl : Hệ số hiệu chỉnh áp suất (ống-vách vỏ-vách) Rb : Hệ số hiệu chỉnh áp suất (đi vòng dòng) S : Diện tích bề mặt (m2) T : Nhiệt độ (0C) SVTH: Nguyễn Kim Đồng Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS NGUYỄN MINH PHÚ U : Hệ số trao đổi nhiệt tổng : Hệ số trao đổi nhiệt (W/m2.K) : Tỉ số hệ số trao đổi nhiệt : Chênh lệch : Hệ số hiệu : Độ nhớt động lực học (Ns/m2) : Hệ số dẫn nhiệt (W/m2.K) : Khối lượng riêng (kg/m3) : Sức căng bề mặt (N/m) : Dòng môi chất lạnh : Lưu chất thứ cấp c : Mặt cắt/tiết diện cond : Condensation e : Bên evap : Evaporation f : Dòng fg : Dòng khí g : Khí geom : Hình học guess : Đoán giá trị i : Bên lm : Thuật toán logarithm max : Giá trị cực đại new : Phép tính o : Điều kiện đầu s : Phía vỏ sat : Bão hòa w : Vách hay tường ‘ : Điều kiện thiết kế Nói chung, catalogue nhà sản xuất chứa nhiều thông số thử nghiệm Cái biết đến điều kiện làm việc Catalogued (CWC) Các thông số thường theo catalogue nhiệt độ dàn ngưng Tcond nhiệt độ dàn bay Tevap, lưu lượng dòng chảy phụ, nhiệt dòng chảy phụ nhiệt lượng Q trao đổi HX Trong trường hợp này, thông tin phần lại catalogue dễ dàng tính sau: (evaporation case) SVTH: Nguyễn Kim Đồng Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS NGUYỄN MINH PHÚ (condensation case) T1i (1) T1i T1o T2o T1o T2o 2 T2i T2i a Ngược chiều b Cùng chiều Hình 2.1: Sơ đồ truyền nhiệt nhiệt độ trung bình logarit: (2’) Tích hệ số truyền nhiệt diện tích: (2) Giả sử thông số: biết catalogue Để xác định điều kiện đầu điểm thiết kế ta sử dụng pháp (3) SVTH: Nguyễn Kim Đồng 10 Luận Văn Tốt Nghiệp • • • GVHD: TS NGUYỄN MINH PHÚ Giữ lưu lượng nước nóng mức 600l/h, 400l/h, 800l/h Ở mức lưu lượng nước nóng thay đổi lưu lượng nước lạnh mức 200 l/h, 400 l/h, 600l/h, 800l/h 1000l/h Mỗi lần lấy giá trị cách khoảng phút Từ thu 12 giá trị nhiệt độ nước nóng lạnh qua 12 lần test thí nghiệm Các số liệu thu cho bảng 1: Bảng 1: Thông số đo thí nghiệm • Test FI1 (l/h) FI2 (l/h) TI1 (0C) TI2 (0C) TI3 (0C) TI4 (0C) 600 200 45,1 43,5 39,4 34,1 600 400 44,7 42,6 37,9 34,4 600 600 44,3 42 37,2 34,7 600 800 44,2 41,7 36,9 34,9 400 400 43,2 41,1 37,5 35,2 400 600 43 40,7 36,8 35,1 400 800 42,7 40,3 36,5 35,1 400 1000 42,5 40 36,2 35,1 800 400 42 41 37,8 35,1 10 800 600 41,9 40,7 37,2 35,3 11 800 800 41,9 40,6 37,1 35,4 12 800 1000 41,9 40,5 37 35,5 Nhiệt độ gia nhiệt cài đặt: 500C Nhưng gia nhiệt đến: 48,80C Nhiệt độ nước lạnh vào: 340C (= nhiệt độ không khí) Chọn số liệu làm điều kiện catalogue Bảng 2: Các thông số nước nóng nước lạnh SVTH: Nguyễn Kim Đồng 56 Luận Văn Tốt Nghiệp Test (TI1+TI2)/2 GVHD: TS NGUYỄN MINH PHÚ (TI3+TI4)/2 hot (kg/m ) cold (kg/m ) Cphot Cpcold kJ/kg.K kJ/kg.K 44,3 36,75 990,46 993,38 4,1802 4,1795 43,65 36,15 990,73 993,59 4,180 4,1795 43,15 35,95 990,93 993,66 4,18 4,1795 42,95 35,9 991,02 993,68 4,18 4,1795 42,15 36,35 991,34 993,52 4,1799 4,1795 41,85 35,95 991,46 993,66 4,1798 4,1795 41,5 35,8 991,59 993,71 4,1798 4,1795 41,25 35,65 991,69 993,77 4,1798 4,1795 41,3 36,25 991,67 993,56 4,1798 4,1795 10 41,25 36,25 991,69 993,56 4,1798 4,1795 11 41,2 36,25 991,71 993,56 4,1798 4,1795 Bảng 3: Nhiệt lượng trao đổi SVTH: Nguyễn Kim Đồng 57 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS NGUYỄN MINH PHÚ Test FI1 (m3/h) FI2 (m3/h) Thot (0C) Tcold (0C) Q (kW) 0,6 0,2 1,6 5,3 1,26 0,6 0,4 2,1 3,5 1,42 0,6 0,6 2,3 2,5 1,5 0,6 0,8 2,5 1,65 0,4 0,4 2,1 2,3 1,23 0,4 0,6 1,7 1,28 0,4 0,8 2,4 1,4 1,29 0,4 2,5 1,1 1,27 0,8 0,6 1,2 1,9 1,32 10 0,8 0,8 1,3 1,7 1,29 11 0,8 1,4 1,5 1,28 2,3 Với: Q: Nhiệt lượng trao đổi thiết bị (kW)( Q=FI Cp.T) hot , Cphot: khối lượng riêng, nhiệt dung riêng nước nóng Được tra theo (TI1+TI2)/2 cold , Cpcold: khối lượng riêng, nhiệt dung riêng nước lạnh Được tra theo (TI3+TI4)/2 III SO SÁNH KẾT QUẢ GIỮA THÍ NGHIỆM VÀ MÔ PHỎNG SVTH: Nguyễn Kim Đồng 58 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS NGUYỄN MINH PHÚ Các giá trị so sánh là: Nhiệt lượng trao đổi thiết bị (được cân nước nóng nước lạnh) Q (kW) mô hình thí nghiệm nhiệt lượng tính toán mô Qmp (kW) Nhiệt độ đầu nước lạnh thí nghiệm (TI3 0C) nhiệt độ nước lạnh đầu mô (Td2 0C) Bảng : Các giá trị so sánh Test Thực nghiệm TI3 (0C) Mô Td2 (0C) 39,4 41,7 1,50 1,26 37,9 38,1 1,36 1,42 37,2 36,9 1,31 1,5 36,9 36,4 1,32 1,65 37,5 38,2 1,41 1,23 36,8 36,9 1,37 1,28 36,5 36,4 1,32 1,29 36,2 36,1 1,29 1,27 37,2 36,9 1,38 1,32 10 37,1 36,4 1,32 1,29 11 37 36,1 1,29 1,28 Từ số liệu ta có đồ thị sau: SVTH: Nguyễn Kim Đồng 59 Thực nghiệm Q (kW) Mô Qmp (kW) Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS NGUYỄN MINH PHÚ Hình 4.4 : Đồ thị so sánh Qtn Qmp So sánh kết thực nghiệm mô hình tính toán thể qua đồ thị Hình 4.4 Hình 4.5 Đồ thị Hình 4.4 biểu diễn nhiệt lượng trao đổi thiết bị thí nghiệm mô hình tính toán Trong đồ thị đường nét liền màu xanh dương đường xác 100% (sai số 0%) giá trị Q tnvà Qmp, đường nét liền màu xanh màu tím đường sai số 10% Từ đồ thị Hình 4.4 cho thấy giá trị nhiệt lượng trao đổi thiết bị từ thí nghiệm mô hình tính toán đa số sai khác 10%, sai khác do: • • • • Mô hình tính toán bỏ qua nhiệt trở lớp cáu, nhiệt trở vách ống chấp nhận 1A1 =2A2 Khi hệ thống thí nghiệm hoạt động chưa đạt độ ổn định cao nên giá trị đo có sai số lớn Mô hình thí nghiệm: Qnóng Qlạnh, trình giải nhiệt nước lạnh không đáp ứng nhu cầu hệ thống Vì mô hình thí nghiệm nên độ xác không cao mô hình công nghiệp Hình 4.5: Đồ thị so sánh Tmp Ttn Đồ thị Hình 4.5 biểu diển giá trị nhiệt độ đầu nước lạnh từ thí nghiệm mô hình Đường nét liền màu đỏ đường xác 100% (sai số 0%) giá trị nhiệt độ Ttn Tmp, đường nét liền màu xanh màu tím đường sai số 10% Sự sai khác nhiệt độ đầu nước lạnh thí nghiệm mô hình nhỏ, khoảng 20C, sai số giá trị nhiệt độ 5% Từ cho thấy, giá trị nhiệt lượng nhiệt độ đầu nước lạnh tính toán từ mô hình chấp nhận Hơn mô hình không sử dụng thông số hình học SVTH: Nguyễn Kim Đồng 60 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS NGUYỄN MINH PHÚ CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN I Ngưng tụ ống Chương trình kết mô từ mô hình tính toán TBTĐN ống vỏ làm việc Bình Ngưng Bình Bay Hơi Khảo sát Bình Ngưng với môi chất lạnh chảy ống nước giải nhiệt chảy ống : Theo catalogue (catalgue Ghuangzhau Trung Quốc): • Nhiệt lượng trao đổi: Q = 25,8kW • Sử dụng môi chất R22 • Nhiệt độ ngưng tụ: Tcond = 40,60C • Nhiệt độ nước vào: T2i = 29,40C • Lưu lượng nước: = 0,85 kg/s • Lưu lượng môi chất: = 0,0011 kg/s Theo thiết kế: • Lưu lượng môi chất: ‘1 = 0,05 kg/s • Nhiệt độ ngưng tụ theo điều kiện thiết kế: T’1i = [440C ; 460C] • Lưu lượng nước: ’2 = kg/s • Nhiệt độ nước vào theo điều kiện thiết kế: T’2i = [320C ; 340C] Thay đổi nhiệt độ ngưng tụ theo điều kiện thiết kế khoảng: T ’1i = [440C ; 460C] Và nhiệt độ nước vào theo điều kiện thiết kế khoảng: T’2i = [320C ; 340C] để khảo sát thay đổi điều kiện đầu gồm: nhiệt độ nước theo điều kiện thiết kế T ‘2o (0C), công suất bình ngưng Q’new (kW) • Ứng với trường hợp T’1i thay đổi T’2i đưa vào mô hình tính toán, thu giá trị T’2o Q’new Từ kết thu ta có đồ thị Hình 5.1 Hình 5.2 Trong trường hợp đồ thị Hình 5.1 biểu diện thay đổi Q’new theo T’1i T’2i Ứng với trường hợp T ’1i ta tăng nhiệt độ nước vào 0C (theo điều kiện thiết kế) Q’new giảm khoảng % Q’new giảm tuyến tính theo T’2i vì: Q’new = Q’max mà Q’max hàm bậc theo T’2i tỉ lệ nghịch với nhiệt độ đầu vào nước theo công thức: Vì T’2i giảm công suất Bình Ngưng giảm tuyến tính theo Tương tự, ứng với trường SVTH: Nguyễn Kim Đồng 61 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS NGUYỄN MINH PHÚ hợp nhiệt độ nước vào T ’2i ta tăng nhiệt độ ngưng tụ T ’1i 10C Q’new tăng lượng 4% Hình 5.1a: Đồ thị biểu diễn thay đổi Q’new theo T’ ’1i 0T’2i T 1i =44 C Chọn T’2i = 330C thu đồ thị Q’new theo T’1i: T’1i=450C T’1i =460C Hình 5.1b: Đồ thị biểu diễn Q’new tăng không tuyến tính theo T’1i Tuy nhiên Q’new tăng không tuyến tính theo T’1i vì: Q=UA.LMTD LMTD hàm logarit nhiệt độ, mà logarit hàm có quy luật theo đường cong nên Q không tăng tuyến tính theo T’1i (xem Hình 5.1b) Q(T’1i) kW Hình 5.2: Đồ thị biểu diễn thay đổi T’2o theo T’1i T’2i Trong trường hợp đồ thị Hình 5.2 biểu diễn thay đổi T’2o theo T’1i T’2i Ứng với trường hợp T’1i ta tăng nhiệt độ nước vào (theo điều kiện thiết kế) 10C T’2o tăng khoảng 0,5% T’2o tăng theo công thức: T’2o=T’2i+Q’/(.Cp2), nhiệt độ đầu vào nước tăng T’1i =440C nhiệt độ đầu tăng thêm lượng ΔT = Q/(m.C p) Trường hợp T’1i T’1i =450C không ảnh hưởng nhiều đến T’20 • T’1i =460C Ứng với trường hợp T’1i thay đổi ’2 đưa vào mô hình tính toán Thay đổi nhiệt độ ngưng tụ theo điều kiện thiết kế khoảng: T ’1i = [440C ; 460C] lưu lượng nước vào theo điều kiện thiết kế khoảng: ’2 = [0,8 ; 1,2] kg/s Thu giá trị T’2o Q’new Từ kết thu ta có đồ thị Hình 5.3 Hình 5.4: Trong trường hợp đồ thị Hình 5.3 biểu diễn thay đổi Q’new theo T’1i ’2 Ứng với trường hợp T’1i tăng lưu lượng nước vào theo điều kiện thiết kế với khoảng không đổi là: 0,2kg/s Q’new tăng khoảng % Theo công thức 33, chương II: SVTH: Nguyễn Kim Đồng 62 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS NGUYỄN MINH PHÚ Mà Re hàm theo lưu lượng, đồ thị Hình 5.4 đường biểu diễn thay đổi Q’new theo Tcond ’2 đường tuyến tính Hình 5.3: Đồ thị biểu diễn thay đổi Q’new theo Tcond ’2 Hình 5.4: Đồ thị biểu diễn thay đổi T ’ 2o T’1i =440C theo T và’’2 ’ 1i T 1i =450C ’ ’ Trong trường hợp đồ thị Hình 5.4 biểu diễn thay đổi củaTT’1i’2o=46 theo C T 1i Ứng với trường hợp T’1i ta tăng lưu lượng nước vào theo điều kiện thiết kế theo khoảng không đổi T’2o giảm khoảng 1,3% ’ T 1iđổi =44nhiệt C độ đầu vào Khi thay đổi lưu lượng nhiệt độ biến thiên thấp so với thay nước giải nhiệt Bình Ngưng T’1i =450C T’1i =460C II Ngưng tụ ống Với số liệu trường hợp ngưng tụ ống, áp dụng vào mô hình tính toán cho trường hợp ngưng tụ ống Khảo sát Bình Ngưng với môi chất lạnh chảy ống nước giải nhiệt chảy ống : Theo catalogue: • Nhiệt lượng trao đổi: Q = 25,8kW • Sử dụng môi chất R22 • Nhiệt độ ngưng tụ: Tcond = 40,60C • Nhiệt độ nước vào: T2i = 29,40C • Lưu lượng nước: = 0,85 kg/s Theo thiết kế: • Lưu lượng môi chất: ‘1 = 0,05 kg/s • Nhiệt độ ngưng tụ theo điều kiện thiết kế: T’1i = [440C ; 460C] • Lưu lượng nước: ’2 = kg/s • Nhiệt độ nước giải nhiệt vào theo điều kiện thiết kế: T’2i = [320C ; 340C] Thay đổi nhiệt độ ngưng tụ theo điều kiện thiết kế khoảng: T ’1i = [440C ; 460C] Và nhiệt độ nước vào theo điều kiện thiết kế khoảng: T’2i = [320C ; 340C] Để khảo sát thay đổi điều kiện đầu gồm: nhiệt độ nước theo điều kiện thiết kế T ‘2o (0C), công suất bình ngưng Q’new (kW) SVTH: Nguyễn Kim Đồng 63 Luận Văn Tốt Nghiệp • GVHD: TS NGUYỄN MINH PHÚ Ứng với trường hợp T’1i thay đổi T’2i đưa vào mô hình tính toán, thu giá trị T’2o Q’new Từ kết thu ta có đồ thị Hình 5.3 Hình 5.4: Trong trường hợp đồ thị Hình 5.3 biểu diện thay đổi Q’new theo T’1i T’2i Ứng với trường hợp T ’1i ta tăng nhiệt độ nước vào 0C (theo điều kiện thiết kế) Q’new giảm khoảng % Q’new giảm tuyến tính theo T’2i vì: Q’new = Q’max mà Q’max hàm bậc theo T’2i tỉ lệ nghịch với nhiệt độ đầu vào Vì T’2i giảm nước theo công thức: công suất Bình Ngưng giảm tuyến tính theo Tương tự, ứng với trường hợp nhiệt độ nước vào T ’2i ta tăng nhiệt độ ngưng tụ theo điều kiện thiết kế T’1i: 10C Q’new tăng lượng 6,5% Tương tự trường hợp ngưng tụ ống, trường hợp Q’new có giá trị lớn giảm nhiều hơn, bị ảnh hưởng nhiệt độ ngưng tụ nhiều Hình 5.5: Đồ thị biểu diễn thay đổi Q ’ new T’1i’ =440C’ theo T 1i T 2i T’1i =450C T’1i =460C T’1i =440C ’ Hình 5.6: Đồ thị biểu diễn thay đổi T’20 theo T’1iTvà ’ T 2i =45 C 1i • ’’ 1i1i =46 Đồ thị Hình 5.4: Đồ thị biểu diễn thay đổi T theo TT T0’C 2i: Ứng với ’ trường hợp T 1i ta tăng nhiệt độ nước vào (theo điều kiện thiết kế) 10C T’20 tăng khoảng 0,5% (0,50C) ’ 20 Cũng thực tương tự trường hợp cho trường hợp ngưng tụ ống, ứng với trường hợp T’1i thay đổi ’2 đưa vào mô hình tính toán Ta thu kết sau: Hình 5.7: Đồ thị biểu diễn thay đổi Q’new theo Tcond ’2 ’ T’1i1i =440C SVTH: Nguyễn Kim Đồng 64 T’’1i1i =45 =450C C ’ 00 ’ T 1i1i =46 C Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS NGUYỄN MINH PHÚ Hình 5.8: Đồ thị biểu diễn thay đổi T’2o theo T’1i và’2 Đồ thị Hình 5.7 biểu diễn thay đổi Q ’new theo Tcond ’2 đồ thị Hình 5.8 biểu diễn thay đổi Q’new theo Tcond ’2 Cả đồ thị không tuân quy luật tuyến tính (giải thích giống trường hợp ngưng tụ ống) Trường hợp thay đổi lưu lượng cho thấy độ dốc đồ thị nhiều so với trường hợp thay đổi nhiệt độ nước vào giải nhiệt Ở trường hợp cho thấy nhiệt độ nước khỏi Bình Ngưng giảm nhiều so với trường hợp ngưng tụ ống, gấp khoảng lần Và công suất Bình Ngưng trường hợp có độ tăng III Bay ống Khảo sát Bình Bay Hơi với môi chất lạnh chảy ống nước chảy ống : Theo catalogue : • Nhiệt lượng trao đổi: Q = 17kW • Sử dụng môi chất R22 • Nhiệt độ ngưng tụ: Tevap= 20C • Nhiệt độ nước vào: T2i = 29,40C • Lưu lượng nước: = 0,81 kg/s Theo thiết kế : • Lưu lượng môi chất: ’1 = 0,05 kg/s • Nhiệt đầu vào môi chất : T’1i = [10C ; 30C] • Lưu lượng nước: ’2 = 0.75 kg/s • Nhiệt độ nước vào: T’2i = [100C ; 140C] Thay đổi nhiệt độ bay khoảng: T’1i = [10C ; 30C], nhiệt độ nước vào theo điều kiện thiết kế: T’2i = [100C ; 140C] Kết thu được thể qua đồ thị Hình 5.9 Hình 5.10 Hình 5.9: Đồ thị biểu diễn thay đổi Q’new theo Tevap T’2i Hình 5.9: Đồ thị biểu diễn thay đổi Q ’new theo T’1i T’2i Tcond Ứng với =44mỗi C trường hợp T’1i ta tăng nhiệt độ nước vào 20C (theo điều kiện thiết kế) thì0CQ ’new tăng Tcond=45 khoảng 20% Tcond=46 C Q’new tăng vì: Q’new = Q’max SVTH: Nguyễn Kim Đồng 65 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS NGUYỄN MINH PHÚ Mà Q’max tỉ lệ thuận với nhiệt độ đầu vào nước: Tương ’ tự, ứng với trường hợp nhiệt độ nước vào T 2i ta tăng nhiệt độ ngưng tụ T’1i 10C Q’new giảm khoảng nhỏ 7% Hình 5.10 : Đồ thị biểu diễn thay đổi T’2o theo T’1i T’2i Hình 5.10: Đồ thị biểu diễn thay đổi T ’20 theo T’1i T’’2i: Ứng với trường T 1i =440C ’ ’ hợp T 2i ta tăng nhiệt độ nước vào (theo điều kiện thiết kế) C T 20 tăng ’ C hưởng đến T’2o, 1i =45 khoảng 17% (hơn 1,50C) Tương tự trường hợp T’1i T ảnh T’1i tăng 10C T’2o tăng 2% (hơn 0,750C) T’1i =460C Đối với trường hợp bay (bay ống) suất lạnh nhiệt độ đầu nước bị ảnh nhiều trường hợp ngưng tụ nhiệt độ đầu vào nước CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I/ KẾT LUẬN Trong luận văn đưa mô hình Thiết Bị Trao Đổi Nhiệt ống vỏ làm việc Bình Ngưng, Bình Bay Hơi TBTĐN pha (nước-nước) Từ Mô Hình ta dễ dàng xác định điều kiện đầu thiết bị TĐN làm việc chu trình lạnh mà không cần đến thông số hình học nào, cần thông số dễ dàng đọc catalogue Mô Hình đòi hỏi quan hệ đặt biệt tỉ lệ hệ số trao đổi nhiệt, từ đưa quan hệ cho trường hợp cụ thể Thí nghiệm Thiết Bị TĐN pha chứng minh tính xác mô hình Thí nghiệm thực mức lưu lượng khác hai phía, từ thu SVTH: Nguyễn Kim Đồng 66 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS NGUYỄN MINH PHÚ giá trị nhiệt độ đầu vào đầu nước nóng – lạnh Từ số liệu thu thí nghiệm tính toán lượng nhiệt trung bình trao đổi thiết bị so sánh với giá trị mô hình tính toán Sai số Q mô thí nghiệm dao động nhỏ 10% Sai số nhiệt độ đầu nước lạnh thấp 4% Khi ứng dụng mô hình vào trường hợp Bình Ngưng Bình Bay Hơi ta thu kết sau : • • • Ngưng tụ ống : Công suất dàn nóng nhiệt độ nước bị ảnh hưởng nhiệt độ nước vào nhiều nhiệt độ ngưng tụ Khi tăng nhiệt độ nước vào 0C (theo điều kiện thiết kế) công suất giảm khoảng 8%, nhiệt độ tăng 1,5% Còn giảm Tcond 10C công suất giảm khoảng [...]... (), nhiệt độ đầu vào của chất lỏng thứ cấp (T2i), nhiệt độ ngưng tụ (Tcond) hoặc nhiệt độ bay hơi (Tevap) và nhiệt lượng trao đổi trong thiết bị () Theo điều kiện thiết kế cung cấp : lưu lượng khối lượng của môi chất và chất lỏng thứ cấp (), nhiệt độ đầu vào của môi chất (T ’1i), nhiệt độ đầu vào của chất lỏng thứ cấp (T’2i) Từ đó xác định được những thông số còn lại của điều kiện catalogue: Nhiệt độ. .. nếu như: (15) Hoặc : (16) Nếu HXs ống vỏ của bình ngưng và bình bay hơi được thiết kế theo kiểu cân bằng nhiệt trở thì: (17) Đó là một thực tế phổ biến theo sách của Bell và Muller [4] và Kays và London [20] Công thức (13) có thể được viết lại như sau: (18) Ở đây cho thấy hệ số , phụ thuộc vào quan hệ của hệ số trao đổi nhiệt cái mà được chọn để tính hệ số trao đổi nhiệt Vì vậy UA’ được tính: SVTH:... điểm thiết kế được (evaporation case) SVTH: Nguyễn Kim Đồng 11 (7) Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS NGUYỄN MINH PHÚ Và (condensation case) Mặt khác, việc tính UA’ là rất cần thiết để tính hệ số trao đổi nhiệt (8) (bên trong ống) và (bên ngoài ống) tại điều kiện làm việc: (9) Với: : Hệ số trao đổi nhiệt bên trong ống tại điều kiện thiết kế (W/m2.K) : Hệ số trao đổi nhiệt bên trong ống tại điều kiện thiết. .. MINH PHÚ (14) Theo Bell và Muller [4] thiết kế tối ưu thích hợp cho HXs có thể đạt được nếu các nhiệt trở của hai phía (bên trong và bên ngoài) là xấp xỉ bằng nhau Nhiệt trở bên trong và bên ngoài thường được sự cân bằng trong HX vỏ và ống vì loại HX có công nghệ cao và kinh nghiệm trong việc thiết kế Với những hiệu chỉnh trong thiết kế này của HXs mang đến sự cân bằng nhiệt trở một cách tự nhiên... ngoài ống (qua vỏ) • Bay hơi với môi chất lạnh chảy trong ống • Bay hơi với môi chất lạnh chảy ngoài ống (qua vỏ) Ở phía còn lại của bộ trao đổi nhiệt là lưu chất thứ cấp mà pha không thay đổi Để tính toán tỷ số hệ số truyền nhiệt nó không cần thiết để đưa vào phương pháp đã nêu nếu HX là một bình ngưng hoặc một thiết bị bay hơi Tuy nhiên, chất lỏng thứ cấp có thể chảy qua phía vỏ hoặc phía ống, một tương... phụ thuộc vào loại và điều kiện của chất lỏng làm lạnh Như là chúng không phụ thuộc vào cấu tạo hình học của HXs, không cần thiết để biết cấu tạo hình học bên trong của mô hình HXs ống vỏ Phương trình (24) dùng để tính SVTH: Nguyễn Kim Đồng và hoàn thành mô hình trong trường hợp này 23 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS NGUYỄN MINH PHÚ 3 Ngưng tụ ngoài ống Trong trường hợp này, tỷ số truyền nhiệt được tính... mặt nơi có trở nhiệt (m2) : Hệ số dẫn nhiệt (W/m.K) : Bề dày ống (m) , : Nhiệt trở lớp cáu bên trong và bên ngoài (m2.K/W) Khi nhiệt trở lớp cáu và nhiệt trở bề dày vách ống không đáng kể, diện tích truyền nhiệt đã xác định thì ta có công thức sau: (10) Các hệ số truyền nhiệt chủ yếu là phụ thuộc vào trạng thái và loại lưu chất, cấu tạo hình học của và các điều kiện dòng chảy trong HX ống- vỏ làm việc... trình khác nhau đã lập trình bằng ngôn ngữ matlab, gồm: TBTĐN ống vỏ 1 pha cả hai phía, Bình Ngưng với môi chất ngưng tụ trong ống, Bình Ngưng với môi chất ngưng ngưng tụ ngoài ống, Bình Bay hơi với môi chất bay hơi trong ống Các thông số nhiệt động và vật lý của nước và tác nhân lạnh R22 được lấy từ phần mềm EES (Engineering Eq.Solver): Hình 3.2: Tra thông số nhiệt động và vật lý trong EES SVTH: Nguyễn... PHÚ Và hệ số hiệu quả: (chuyển pha) (4) Nếu trao đổi nhiệt một pha, dạng vỏ bọc chùm ống, với số pass ống là: 1, 2, 4… (4’) Lượng nhiệt trao đổi trong bình ngưng hay bình bay hơi được tính lại theo công thức: (5) là nhiệt lượng lớn nhất trao đổi trong HX, và được tính bằng: (evaporation case) (condensation case) (6) Điều kiện đầu ra có thể được xác định với Điều đó cần thiết để xác định hệ số trao. .. thuộc vào đặc điểm hình học của ống và yếu tố thứ hai phụ thuộc vào tốc độ dòng chảy khối lượng và tính chất của chất lỏng.Với những nhận xét này, bằng cách sử dụng định nghĩa của tỷ lệ áp lực, phương trình (21), kết quả cho ra biểu thức sau đây: (39) Tỷ lệ hệ số ma sát có thể được tính toán bằng phương tiện: (40) Trong trường hợp này, các thông tin hình học cần thiết để quyết định nếu lưu lượng chế độ ... TBTĐN vách ngăn bảo đảm độ kín tuyệt đối hai chất, làm cho chất gia công tinh khiết vệ sinh, an toàn, sử dụng rộng rãi công nghệ TBTĐN kiểu ống nhiệt, loại TBTĐN dùng ống nhiệt để truyền tải nhiệt... nhiệt Mô hình đề xuất luận văn thuộc loại mô hình vùng Mô hình giả định hệ số truyền nhiệt tổng cho toàn trình trao đổi nhiệt phụ thuộc vào biến, chẳng hạn vận tốc môi chất, lượng nhiệt trao đổi thiết