TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC BỘ MÔN MÁY – THIẾT BỊ …… BÁO CÁO THỰC HÀNH QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ BÀI 2: THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT ỐNG XOẮN GVHD: TRƯƠNG VĂN MINH SVTH: VÕ THÁI QUÝ MSSV: 12013961 LỚP : DHHO8A NHÓM: 2 TỔ: 5 HỌC KỲ: 2 NĂM HỌC: 20142015 Tháng 5 năm 2015 Mục lục Mục lục 1 Bài 2. THIẾT BỊ TRUYÊN NHIỆT ỐNG XOẮN. 2 2.1 Mục đích thí nghiệm. 2 2.2. Kết quả thí nghiệm. 2 2.2.1. khảo sát quá trình truyền nhiệt trên TB1. 2 2.2.1.1.trường hợp ngược chiều. 2 2.2.1.2. trường hợp xuôi chiều. 7 2.2.2. khảo sát quá trình truyền nhiệt trên TB2 11 2.2.2.1. trường hợp ngược chiều. 11 2.2.2.2. trường hợp xuôi chiều. 15 2.3. nhận xét đánh giá. 19 2.3.1.ảnh hưởng của lưu lượng dòng đến quá trình truyền nhiệt. 19 2.3.2. Đánh giá sự ảnh hưởng của chiều chuyển động các dòng đến quá trình truyềnnhiệt: 19 2.3.3. So sánh hệ số truyền nhiệt thực nghiệm với hệ số truyền nhiệt lý thuyết: 19 2.3.4. Một vài nhận xét về thiết bị: 20 Tài liệu tham khảo. 21 Phụ lục. 22 Bài 2. THIẾT BỊ TRUYÊN NHIỆT ỐNG XOẮN. 2.1 Mục đích thí nghiệm. Khảo sát quá trình truyền nhiệt khi đun nóng hoặc làm nguội gián tiếp giữa 2 dòng qua một bề mặt ngăn cách Tính toán hiệu suất toàn phần dựa vào cân bằng nhiệt lượng ở những lưu lượng dòng khác nhau Khảo sát ảnh hướng của chiều chuyển động lên quá trình truyền nhiệt trong 2 trường hợp xuôi chiều và ngược ngược chiều Xác định hệ số truyền nhiệt thực nghiệm KTN của thiết bị ống xoắn từ đó so sánh với kết quả tính theo lí thuyết KLT. 2.2. Kết quả thí nghiệm. 2.2.1. khảo sát quá trình truyền nhiệt trên TB1. 2.2.1.1.trường hợp ngược chiều. Xử lý số liệu. TN ∆TN ∆TL η_N η_L η_hi 1 16 12 44.44444 33.33333 38.88889 2 16 10 51.6129 32.25806 41.93548 3 19 9 57.57576 27.27273 42.42424 4 20 6 76.92308 23.07692 50 5 8 9 36.36364 40.90909 38.63636 6 8 7 40 35 37.5 7 9 6 45 30 37.5 8 9 6 47.36842 31.57895 39.47368 9 12 11 37.5 34.375 35.9375 10 11 13 36.66667 43.33333 40 11 12 7 44.44444 25.92593 35.18519 12 11 8 42.30769 30.76923 36.53846 13 5 12 22.72727 54.54545 38.63636 14 5 10 25 50 37.5 15 5 7 26.31579 36.84211 31.57895 16 6 6 35.29412 35.29412 35.29412 TN GN (Kgs) GL (Kgs) QN (W) QL (W) Qm (W) η (%) 1 0.133333 0.133333 8938.667 6680 2258.667 74.7315 2 0.133333 0.2 8938.667 8350 588.6667 93.41438 3 0.133333 0.266667 10614.67 10020 594.6667 94.39769 4 0.133333 0.333333 11173.33 8350 2823.333 74.7315 5 0.2 0.133333 6704 5010 1694 74.7315 6 0.2 0.2 6704 5845 859 87.18675 7 0.2 0.266667 7542 6680 862 88.57067 8 0.2 0.333333 7542 8350 808 110.7133 9 0.266667 0.133333 13408 6123.333 7284.667 45.66925 10 0.266667 0.2 12290.67 10855 1435.667 88.31905 11 0.266667 0.266667 13408 7793.333 5614.667 58.1245 12 0.266667 0.333333 12290.67 11133.33 1157.333 90.58364 13 0.333333 0.133333 6983.333 6680 303.3333 95.65632 14 0.333333 0.2 6983.333 8350 1366.67 119.5704 15 0.333333 0.266667 6983.333 7793.333 810 111.599 16 0.333333 0.333333 8380 8350 30 99.642 TN QN (W) ∆tmax (0C) ∆tmin (0C) ∆tlog (0C) KTN (Wm2.K) αN (Wm2.K) αL (Wm2.K) KLT (Wm2.K) 1 8938.667 24 20 21.93926 675.6682 6248.379 212.0999 200.4375 2 8938.667 21 15 17.83208 831.2916 6248.379 293.3685 271.5171 3 10614.67 24 14 18.553 948.8007 6248.379 369.2874 335.3178 4 11173.33 20 6 11.62817 1593.507 6248.379 441.4611 393.7733 5 6704 14 13 13.49382 823.9135 8642.519 212.0999 202.2346 6 6704 13 12 12.49333 889.8944 8642.519 293.3685 274.8253 7 7542 14 11 12.43977 1005.442 8642.519 369.2874 340.3779 8 7542 13 10 11.43448 1093.837 8642.519 441.4611 400.7698 9 13408 21 20 20.49593 1084.873 10879.06 212.0999 203.2122 10 12290.67 19 17 17.98147 1133.53 10879.06 293.3685 276.6338 11 13408 20 15 17.3803 1279.35 10879.06 369.2874 343.1563 12 12290.67 18 15 16.45444 1238.725 10879.06 441.4611 404.6272 13 6983.333 17 10 13.19191 877.8853 13005.27 212.0999 203.8347 14 6983.333 15 10 12.33152 939.137 13005.27 293.3685 277.7886 15 6983.333 14 12 12.97432 892.6083 13005.27 369.2874 344.9351 16 8380 12 11 11.49275 1209.213 13005.27 441.4611 407.1027 Đồ thị.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC BỘ MÔN MÁY – THIẾT BỊ …… BÁO CÁO THỰC HÀNH QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ BÀI 2: THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT ỐNG XOẮN GVHD: TRƯƠNG VĂN MINH SVTH: VÕ THÁI QUÝ MSSV: 12013961 LỚP : DHHO8A NHÓM: TỔ: HỌC KỲ: NĂM HỌC: 2014-2015 Tháng năm 2015 Mục lục Bài THIẾT BỊ TRUYÊN NHIỆT ỐNG XOẮN 2.1 Mục đích thí nghiệm Khảo sát trình truyền nhiệt đun nóng làm nguội gián tiếp dòng qua bề mặt ngăn cách Tính toán hiệu suất toàn phần dựa vào cân nhiệt lượng lưu lượng dòng khác Khảo sát ảnh hướng chiều chuyển động lên trình truyền nhiệt trường hợp xuôi chiều ngược ngược chiều Xác định hệ số truyền nhiệt thực nghiệm KTN thiết bị ống xoắn từ so sánh với kết tính theo lí thuyết KLT 2.2 Kết thí nghiệm 2.2.1 khảo sát trình truyền nhiệt TB1 2.2.1.1.trường hợp ngược chiều Xử lý số liệu TN 10 11 12 13 14 15 16 ∆TN ∆TL 16 16 19 20 8 9 12 11 12 11 5 12 10 9 6 11 13 12 10 44.44444 51.6129 57.57576 76.92308 36.36364 40 45 47.36842 37.5 36.66667 44.44444 42.30769 22.72727 25 26.31579 35.29412 33.33333 32.25806 27.27273 23.07692 40.90909 35 30 31.57895 34.375 43.33333 25.92593 30.76923 54.54545 50 36.84211 35.29412 38.88889 41.93548 42.42424 50 38.63636 37.5 37.5 39.47368 35.9375 40 35.18519 36.53846 38.63636 37.5 31.57895 35.29412 TN 10 11 12 13 14 15 16 GN (Kg/s) 0.133333 0.133333 0.133333 0.133333 0.2 0.2 0.2 0.2 0.266667 0.266667 0.266667 0.266667 0.333333 0.333333 0.333333 0.333333 GL (Kg/s) 0.133333 0.2 0.266667 0.333333 0.133333 0.2 0.266667 0.333333 0.133333 0.2 0.266667 0.333333 0.133333 0.2 0.266667 0.333333 QN (W) 8938.667 8938.667 10614.67 11173.33 6704 6704 7542 7542 13408 12290.67 13408 12290.67 6983.333 6983.333 6983.333 8380 QL (W) 6680 8350 10020 8350 5010 5845 6680 8350 6123.333 10855 7793.333 11133.33 6680 8350 7793.333 8350 Qm (W) 2258.667 588.6667 594.6667 2823.333 1694 859 862 -808 7284.667 1435.667 5614.667 1157.333 303.3333 -1366.67 -810 30 η (%) 74.7315 93.41438 94.39769 74.7315 74.7315 87.18675 88.57067 110.7133 45.66925 88.31905 58.1245 90.58364 95.65632 119.5704 111.599 99.642 TN 10 11 12 13 14 15 16 QN (W) 8938.66 8938.66 10614.6 ∆tmax (0C) ∆tmin (0C) 24 20 21 15 24 14 11173.33 20 6704 14 13 6704 13 12 7542 14 11 7542 13 10 13408 21 20 12290.6 19 17 13408 20 15 18 15 17 10 15 10 14 12 12 11 12290.6 6983.33 6983.33 6983.33 8380 ∆tlog (0C) 21.9392 17.8320 KTN αN (W/m2.K) (W/m2.K) 675.668 6248.37 831.291 6248.37 948.800 6248.37 18.553 1593.50 6248.37 11.62817 13.4938 823.913 8642.51 12.4933 889.894 8642.51 12.4397 1005.44 8642.51 1093.83 8642.51 11.43448 20.4959 1084.87 10879.0 3 17.9814 10879.0 1133.53 10879.0 17.3803 1279.35 16.4544 1238.72 10879.0 13.1919 877.885 13005.2 12.3315 13005.2 939.137 12.9743 892.608 13005.2 1209.21 13005.2 11.49275 Đồ thị αL (W/m2.K) 212.099 293.368 369.287 KLT (W/m2.K) 200.4375 271.5171 335.3178 441.4611 393.7733 212.099 293.368 369.287 202.2346 274.8253 340.3779 441.4611 400.7698 212.099 293.368 369.287 203.212 276.6338 343.1563 441.4611 404.6272 212.099 293.368 369.287 203.8347 277.7886 344.935 441.4611 407.1027 2.2.1.2 trường hợp xuôi chiều Xử lý số liệu TN 10 11 12 13 14 15 16 ∆TN ∆TL 23 24 22 21 12 12 12 12 8 4 6 7 9 8 8 63.88889 64.86486 62.85714 65.625 41.37931 41.37931 42.85714 48 33.33333 33.33333 36.36364 35 21.05263 21.05263 31.57895 31.57895 8.333333 16.21622 20 15.625 24.13793 31.03448 32.14286 24 29.16667 33.33333 36.36364 30 42.10526 42.10526 36.84211 26.31579 36.11111 40.54054 41.42857 40.625 32.75862 36.2069 37.5 36 31.25 33.33333 36.36364 32.5 31.57895 31.57895 34.21053 28.94737 TN 10 11 12 13 14 15 16 GN (Kg/s) 0.133333 0.133333 0.133333 0.133333 0.2 0.2 0.2 0.2 0.266667 0.266667 0.266667 0.266667 0.333333 0.333333 0.333333 0.333333 GL (Kg/s) 0.133333 0.2 0.266667 0.333333 0.133333 0.2 0.266667 0.333333 0.133333 0.2 0.266667 0.333333 0.133333 0.2 0.266667 0.333333 QN (W) 12849.33 13408 12290.67 11732 10056 10056 10056 10056 8938.667 8938.667 8938.667 7821.333 5586.667 5586.667 8380 8380 QL (W) 1670 5010 7793.333 6958.333 3896.667 7515 10020 8350 3896.667 6680 8906.667 8350 4453.333 6680 7793.333 6958.333 Qm (W) 11179.33 8398 4497.333 4773.667 6159.333 2541 36 1706 5042 2258.667 32 -528.667 1133.333 -1093.33 586.6667 1421.667 η (%) 12.99678 37.36575 63.40855 59.31072 38.74967 74.7315 99.642 83.035 43.59338 74.7315 99.642 106.7593 79.7136 119.5704 92.9992 83.035 TN 10 11 12 13 14 15 16 QN (W) 12849.3 ∆tmax (0C) ∆tmin (0C) ∆tlog (0C) 33 13 21.4694 13408 31 13 12290.6 28 13 11732 27 11 10056 22 17 10056 20 17 10056 19 16 10056 19 13 17 16 17 16 15 14 14 13 15 11 15 11 8380 13 12 8380 14 13 8938.66 8938.66 8938.66 7821.33 5586.66 5586.66 20.7125 19.5502 17.8185 19.3926 18.4593 17.4570 15.8107 16.4949 16.4949 14.4942 13.4938 12.8967 12.8967 12.4933 13.4938 Đồ thị 10 KTN αN (W/m2.K) (W/m2.K) 992.529 6248.37 1073.52 6248.37 1042.57 6248.37 6248.37 1091.9 859.943 8642.51 8642.51 903.422 955.293 8642.51 1054.76 8642.51 898.678 10879.0 898.678 10879.0 1022.72 10879.0 961.232 10879.0 718.379 13005.2 718.379 13005.2 13005.2 1112.368 1029.89 13005.2 αL (W/m2.K) 212.099 293.368 369.287 KLT (W/m2.K) 200.4375 271.5171 335.3178 441.4611 393.7733 212.099 293.368 369.287 202.2346 274.8253 340.3779 441.4611 400.7698 212.099 293.368 369.287 203.212 276.6338 343.1563 441.4611 404.6272 212.099 293.368 369.287 203.8347 277.7886 344.935 441.4611 407.1027 11 2.2.2 khảo sát trình truyền nhiệt TB2 2.2.2.1 trường hợp ngược chiều Xử lý số liệu TN 10 11 12 13 14 15 16 ∆TN ∆TL 10 16 19 19 10 11 2 18 9 21 12 12 17 11 45.45455 50 55.88235 57.57576 26.66667 33.33333 38.46154 44 6.666667 22.22222 23.80952 30.43478 10 12.5 11.11111 20 12 45 21.95122 20.93023 15.38462 58.33333 33.33333 23.52941 21.875 44.44444 33.33333 25 20.68966 62.96296 40.74074 30.76923 23.07692 45.22727 35.97561 38.40629 36.48019 42.5 33.33333 30.99548 32.9375 25.55556 27.77778 24.40476 25.56222 36.48148 26.62037 20.94017 21.53846 TN 10 11 12 13 14 15 16 GN (Kg/s) 0.133333 0.133333 0.133333 0.133333 0.2 0.2 0.2 0.2 0.266667 0.266667 0.266667 0.266667 0.333333 0.333333 0.333333 0.333333 GL (Kg/s) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.1 0.2 0.3 0.4 0.1 0.2 0.3 0.4 0.1 0.2 0.3 0.4 QN (W) 5586.667 8938.667 10614.67 10614.67 3352 6704 8380 9218 1117.333 4469.333 5586.667 7821.333 1396.667 2793.333 2793.333 5586.667 QL (W) 7515 7515 11272.5 10020 8767.5 10020 10020 11690 5010 7515 8767.5 10020 7097.5 9185 10020 10020 13 Qm (W) -1928.33 1423.667 -657.833 594.6667 -5415.5 -3316 -1640 -2472 -3892.67 -3045.67 -3180.83 -2198.67 -5700.83 -6391.67 -7226.67 -4433.33 η (%) 134.5167 84.07294 106.1974 94.39769 261.5603 149.463 119.5704 126.8171 448.389 168.1459 156.9362 128.1111 508.1742 328.8186 358.7112 179.3556 TN 10 11 12 13 14 15 16 QN (W) 5586.66 8938.66 10614.6 10614.6 ∆tmax (0C) ∆tmin (0C) 30 22 25 32 24 34 20 33 3352 32 15 6704 28 24 8380 24 26 9218 21 25 1117.333 26 15 23 18 23 21 22 23 26 10 25 16 24 18 22 20 4469.33 5586.66 7821.33 1396.66 2793.33 2793.33 5586.66 ∆tlog (0C) 25.7935 28.3561 28.7103 25.9597 22.4367 25.9486 24.9866 22.9419 19.9983 20.3979 21.9848 22.4963 16.7449 20.1663 20.8563 20.9841 14 KTN αN αL (W/m2.K) (W/m2.K) (W/m2.K) 766.424 6248.37 41.5560 6248.37 72.3533 1115.458 1308.26 6248.37 100.076 1446.88 6248.37 125.974 528.654 8642.51 41.5560 914.212 8642.51 72.3533 8642.51 100.076 1186.762 1421.78 8642.51 125.974 197.704 10879.0 41.5560 775.324 10879.0 72.3533 899.202 10879.0 100.076 1230.26 10879.0 125.974 295.145 13005.2 41.5560 7 490.142 13005.2 72.3533 473.927 13005.2 100.076 942.084 13005.2 125.974 KLT (W/m2.K) 41.08767 70.94516 97.4023 121.7664 41.16265 71.16901 97.82473 122.4273 41.2029 71.2897 98.0529 122.7849 41.22852 71.36615 98.19759 123.0119 Đồ thị 15 2.2.2.2 trường hợp xuôi chiều Xử lý số liệu TN 10 11 12 13 14 15 16 ∆TN ∆TL 13 16 20 13 1 20 13 10 13 11 10 19 13 10 14 11 21.95122 31.70732 40 51.28205 6.25 18.18182 26.47059 36.11111 3.125 6.451613 19.35484 26.66667 3.333333 3.571429 11.11111 19.23077 16 48.78049 31.70732 25 20.51282 40.625 33.33333 29.41176 25 59.375 41.93548 32.25806 26.66667 46.66667 39.28571 33.33333 30.76923 35.36585 31.70732 32.5 35.89744 23.4375 25.75758 27.94118 30.55556 31.25 24.19355 25.80645 26.66667 25 21.42857 22.22222 25 TN 10 11 12 13 14 15 16 GN (Kg/s) 0.133333 0.133333 0.133333 0.133333 0.2 0.2 0.2 0.2 0.3 0.3 0.3 0.3 0.4 0.4 0.4 0.4 GL (Kg/s) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.1 0.2 0.3 0.4 0.1 0.2 0.3 0.4 0.1 0.2 0.3 0.4 QN (W) 5028 7262.667 8938.667 11173.33 1676 5028 7542 10894 1257 2514 7542 10056 1676 1676 5028 8380 QL (W) 8350 10855 12525 13360 5427.5 9185 12525 15030 7932.5 10855 12525 13360 5845 9185 11272.5 13360 17 Qm (W) -3322 -3592.33 -3586.33 -2186.67 -3751.5 -4157 -4983 -4136 -6675.5 -8341 -4983 -3304 -4169 -7509 -6244.5 -4980 η (%) 166.07 149.463 140.1216 119.5704 323.8365 182.677 166.07 137.9659 631.066 431.782 166.07 132.856 348.747 548.031 224.1945 159.4272 TN 10 11 12 13 14 15 16 QN (W) ∆tmax (0C) ∆tmin (0C) 5028 41 12 41 15 40 14 11173.33 39 11 1676 32 17 5028 33 16 7542 34 15 10894 36 14 1257 32 12 2514 31 16 7542 31 15 10056 30 14 1676 30 15 1676 28 16 5028 27 15 8380 26 13 7262.66 8938.66 ∆tlog (0C) 23.6293 25.8862 24.7939 22.1476 23.7412 23.5096 23.2446 23.3198 20.4138 22.7047 22.0652 KTN αN αL (W/m2.K) (W/m2.K) (W/m2.K) 752.958 6248.37 41.7052 992.782 6248.37 72.61311 9 1275.71 6248.37 100.435 9 1785.18 6248.37 126.426 249.803 8642.51 41.7052 756.791 8642.51 72.61311 8642.51 100.435 1148.13 1653.06 8642.51 126.426 217.890 41.7052 11954 391.8115 11954 1209.49 11954 21.01711 1693.09 11954 21.6647 21.4673 20.4385 18.7761 273.746 15047.5 276.263 15047.5 870.51 15047.5 1579.30 15047.5 18 KLT (W/m2.K) 41.2335 71.19493 97.74266 122.189 41.3090 71.42036 98.16806 122.8545 41.36382 72.61311 71.58423 100.435 126.426 41.7052 98.47793 123.340 41.39326 72.61311 71.67247 100.435 126.426 98.64499 123.6024 Đồ thị 19 2.3 nhận xét đánh giá Vì đầu dò báo sai nên ta không nói đến yếu tố phụ thuộc nhiệt độ có độ sai số lớn η N , ηL ηhi mà xét đến yếu tố quan trọng, tính toán cuối Ta đánh giá ảnh hưởng yếu tố qua hệ số truyền nhiệt K Hệ số truyền nhiệt K đặc trưng cho lượng nhiệt truyền từ lưu thể nóng tới lưu thể nguội qua 1m2 bề mặt tường phẳng đơn vị thời gian hiệu số chênh lệch nhiệt độ hai lưu thể độ Hệ số truyền nhiệt lớn lượng nhiệt mà lưu thể lạnh nhận từ lưu thể nóng tăng Nghĩa trình truyền nhiệt đạt hiệu 2.3.1.ảnh hưởng lưu lượng dòng đến trình truyền nhiệt Ở trường hợp xuôi chiều: Trong lưu lượng nóng (VN=const), tăng lưu lượng dòng lạnh (VL=6, 12,18,24 l/ph) hệ số truyền nhiệt K tăng dần không đáng kể.-Nhận thấy lưu lượng dòng lạnh (VL=const) qua mức tăng lưu lượng dòng nóng (VN=8, 12, 18, 24 l/ph) hệ số truyền nhiệt K tăng lên không đáng kể Như trường hợp xuôi chiều tăng lưu lượng dòng lạnh dòng nóng hệ số truyền nhiệt tăng chậm, nghĩa hiệu suất trình truyền nhiệt chịu ảnh hưởng lưu lượng dòng Ở trường hợp ngược chiều: khác xuôi chiều tăng lưu lượng dòng lạnh hệ số truyền nhiệt K tăng lên nhanh chóng Như trường hợp ngược chiều chịu ảnh hưởng lưu lượng nhiều trường hợp xuôi chiều 2.3.2 Đánh giá ảnh hưởng chiều chuyển động dòng đến trình truyềnnhiệt: Đối với hệ số truyền nhiệt tính từ thực nghiệm ta nhận thấy KTN xuôi chiều lớn so với trường hợp ngược chiều -Đối với hệ số truyền nhiệt K tính theo lý thuyết ta thấy KLT xuôi chiều nhỉnh so với ngược chiều không đáng để (hai đường đồ thị gần trùng nhau) Qua ta kết luận, trường hợp truyền nhiệt ống xoắn chiều chuyển động theo trường hợp xuôi chiều có lợi hệ số truyền nhiệt 2.3.3 So sánh hệ số truyền nhiệt thực nghiệm với hệ số truyền nhiệt lý thuyết: Trong hai trường hợp ngược chiều xuôi chiều, ta thấy KTN lớn KLT rấtnhiều Sở dĩ có khác trình tính toán KTN có tính đến QN ∆tlog mà yếu tố lại phụ thuộc vào nhiệt độ đầu dò báo 20 Việc đầu dò báo sai hiệu chỉnh Nhưng Qf mà âm theo em nghĩ trình truyền nhiệt từ dòng nóng sang dòng lạnh, nhiệt lượng bị mát hao tổn bên Lượng nhiệt tổn thất đo xác Chính làm cho việc tính toán không ổn định Bởi tăng lưu lượng dòng lạnh hay lưu lượng dòng nóng lớn, nhiệt truyền từ dòng nóng sang dòng nguội cao, lượng nhiệt tổn thất tăng lên nhanh chóng -Trong trình tính toán KLT ta tính chuẩn số đồng dạng Nusselt, Reynolds, Prandlt, Grashoff để tính hệ số cấp nhiệt dòng nóng α1 dòng lạnh α Ta nhận thấy α1 dòng nóng có giá trị xấp xỉ mức lưu lượng VN tăng lên VN tăng Đối với α dòng lạnh tăng VL tăng , điều giải thích VL tăng dẫn đến vận tốc dòng lạnh tăng dẫn đến Re tăng dẫn đến Nusselt tăng tỷ lệ thuận với α 2.3.4 Một vài nhận xét thiết bị: Thiết bị truyền nhiệt loại đường ống sử dụng thí nghiệm sử dụng cho bài: ống lồng ống Đồng, ống lồng ống Inox, ống xoắn, ống chùm Khảo sát trình truyền nhiệt hai trường hợp chảy xuôi chiều chảy ngược chiều -Thiết bị dễ tháo lắp dễ dàng thay phận, vài chỗ khiếm khuyết phận cách nhiệt nồi đun với môi trường bên ngoài, phận cách nhiệt với đường ống với môi trường bên để giảm tối thiểu nhiệt tổn thất , điều khiển sử dụng loại ON-OFF nên độ trễ thời gian lớn, đầu dò nhiệt độ hay đo sai, vị trí đặt đầu dò không xác (sử dụng đầu dò “xịn” chưa đủ mà ta phải đặt vị trí dòng chảy) Để cải thiện điều khó thực hiện, cần phải có thêm thời gian công sức 21 Tài liệu tham khảo [1] Trường đại học công nghiệp tp.Hồ Chí Minh-khoa công nghệ hóa học-Hướng dẫn thực hành trình thiết bị- Nhà xuất lao động-2012 [2] Trường đại học công nghiệp tp.Hồ Chí Minh – khoa máy – thiết bị hóa học – trình thiết bị học – 2011 [3] Trường đại học công nghiệp tp.Hồ Chí Minh – khoa máy – thiết bị hóa học – trình thiết bị truyền nhiệt-2011 [4] Bảng tra cứu trình học –truyền nhiệt-truyền khối-nhà xuất đại học quốc gia TP.HỒ CHÍ MINH-2012 22 Phụ lục Công thức sử dụng Xác định hiệu suất trình truyền nhiệt Đổi lưu lượng thể tích sang lưu lượng khối lượng: GN = VN ta lấy ρ=1000 kg/m3 theo nhiệt độ trung bình dòng nóng 500C GL = VL ta lấy ρ=997 kg/m3 theo nhiệt trung trung bình dòng lạnh 26 0C Tính nhiệt lượng dòng nóng, dòng lạnh, nhiệt tổn thất: QN = CN.GN.∆TN = 4,18.103 GN.∆TN (tra bảng theo nhiệt độ 500C) QL = CL.GL.∆TL = 4,18.103 GL.∆TL Qm = QN – QL Tính hiệu suất trình truyền nhiệt: Hiệu suất nhiệt độ dòng hiệu suất nhiệt độ trình truyền nhiệt Ta có: ∆TN = Tnóng_vào - Tnóng_ra ∆TL = Tlạnh_ra - Tlạnh_vào Hệ số truyền nhiệt thực nghiệm Trường hợp xuôi chiều: ∆Tmax = Tnóng_vào – Tlạnh_vào ∆Tmin = Tnóng_ra – Tlạnh_ra Trường hợp ngược chiều: Ta xét: ∆t1 = Tnóng_vào – Tlạnh_ra ∆t2 = Tnóng_ra – Tlạnh_vào So sánh ∆t1 ∆t2 lớn ∆tmax nhỏ ∆tmin → 23 Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt: F = nc.π.dtđ.L Với , L1=12m L2=6m Theo công thức: Q = K.F.∆tlog => Hệ số truyền nhiệt lý thuyết Được tính theo công thức: (Chuyển tường ống qua tường phẳng ) Có (m) , λđồng thau=93 (W/m.K) Nhiệm vụ ta tính α1 α2 Tính hệ số cấp nhiệt α (dòng nóng) Chuẩn số Reynolds : Trong đó: w vận tốc dòng nóng: ν độ nhớt dòng nóng Tra bảng Chuẩn số Prandtl: λdòng_nóng tra bảng theo T ( lấy theo nhiệt độ đầu) Chuẩn số Grashoff (dựa vào giá trị Re sau tính ) Với g=9,81(m2/s), l đường kính tương đương l=di , β hệ số giãn nở tra bảng tra cứu ∆t chênh lệch nhiệt độ ∆t= ttường - tnóng_vào Hệ số hiệu chỉnh εk phụ thuộc vào giá trị Reynolds ( tra bảng 1.1 bảng tra cứu QTTN & TB năm 2009) Tính chuẩn số Nusselt: Nếu dòng nóng chảy dòng: Nu=0,158.ε k.Re0.33.Pr0.43.Gr0.1 Nếu dòng nóng chảy độ: Nu=0,008.ε k.Re0.8.Pr0.43 Nếu dòng nóng chảy xoáy: Nu=0,021.εk.Re0.8.Pr0.43 (để đơn giản ta cho ) Tính hệ số cấp nhiệt α2 (dòng lạnh) : ta tính dòng nóng thay đổi thông số dòng lạnh Chuẩn số Reynolds : Trong đó: w vận tốc dòng lạnh: 24 Với ν độ nhớt dòng lạnh Tra bảng Chuẩn số Prandtl: λdòng nóng tra bảng theo T ( lấy theo nhiệt độ đầu) Chuẩn số Grashoff (dựa vào giá trị Re sau tính ) Với g=9,81(m2/s), l đường kính tương đương l=d i , β hệ số giãn nở tra bảng tra cứu ∆t chênh lệch nhiệt độ ∆t= ttường – tlạnh_vào 25 [...]... 24 .7939 4 22 .1476 23 .74 12 2 23 .5096 9 23 .24 46 7 23 .3198 8 20 .4138 3 22 .7047 1 22 .06 52 5 KTN αN αL (W/m2.K) (W/m2.K) (W/m2.K) 7 52. 958 624 8.37 41.70 52 2 9 8 9 92. 7 82 624 8.37 72. 61311 9 9 127 5.71 624 8.37 100.435 9 9 7 1785.18 624 8.37 126 . 426 8 9 8 24 9.803 86 42. 51 41.70 52 6 9 8 756.791 86 42. 51 72. 61311 4 9 86 42. 51 100.435 1148.13 9 7 1653.06 86 42. 51 126 . 426 1 9 8 21 7.890 41.70 52 11954 7 8 391.8115 11954 120 9.49... 31.707 32 25 20 .5 128 2 40. 625 33.33333 29 .41176 25 59.375 41.93548 32. 25806 26 .66667 46.66667 39 .28 571 33.33333 30.76 923 35.36585 31.707 32 32. 5 35.89744 23 .4375 25 .75758 27 .94118 30.55556 31 .25 24 .19355 25 .80645 26 .66667 25 21 . 428 57 22 .22 222 25 TN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 GN (Kg/s) 0.133333 0.133333 0.133333 0.133333 0 .2 0 .2 0 .2 0 .2 0.3 0.3 0.3 0.3 0.4 0.4 0.4 0.4 GL (Kg/s) 0.1 0 .2 0.3 0.4... 134.5167 84.0 729 4 106.1974 94.39769 26 1.5603 149.463 119.5704 126 .8171 448.389 168.1459 156.93 62 128 .1111 508.17 42 328 .8186 358.71 12 179.3556 TN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 QN (W) 5586.66 7 8938.66 7 10614.6 7 10614.6 7 ∆tmax (0C) ∆tmin (0C) 30 22 25 32 24 34 20 33 33 52 32 15 6704 28 24 8380 24 26 921 8 21 25 1117.333 26 15 23 18 23 21 22 23 26 10 25 16 24 18 22 20 4469.33 3 5586.66 7 7 821 .33 3... 7 27 93.33 3 27 93.33 3 5586.66 7 ∆tlog (0C) 25 .7935 6 28 .3561 4 28 .7103 3 25 .9597 5 22 .4367 4 25 .9486 4 24 .9866 6 22 .9419 1 19.9983 2 20.3979 7 21 .9848 4 22 .4963 16.7449 6 20 .1663 9 20 .8563 6 20 .9841 2 14 KTN αN αL (W/m2.K) (W/m2.K) (W/m2.K) 766. 424 624 8.37 41.5560 4 9 7 624 8.37 72. 3533 1115.458 9 2 1308 .26 624 8.37 100.076 6 9 3 1446.88 624 8.37 125 .974 4 9 4 528 .654 86 42. 51 41.5560 6 9 7 914 .21 2 86 42. 51...11 2. 2 .2 khảo sát quá trình truyền nhiệt trên TB2 2. 2 .2. 1 trường hợp ngược chiều Xử lý số liệu TN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 ∆TN ∆TL 10 16 19 19 4 8 10 11 1 4 5 7 1 2 2 4 18 9 9 6 21 12 8 7 12 9 7 6 17 11 8 6 45.45455 50 55.8 823 5 57.57576 26 .66667 33.33333 38.46154 44 6.666667 22 .22 222 23 .809 52 30.43478 10 12. 5 11.11111 20 12 45 21 .95 122 20 .93 023 15.384 62 58.33333 33.33333 23 . 529 41 21 .875... 33.33333 25 20 .68966 62. 9 629 6 40.74074 30.76 923 23 .076 92 45 .22 727 35.97561 38.40 629 36.48019 42. 5 33.33333 30.99548 32. 9375 25 .55556 27 .77778 24 .40476 25 .5 622 2 36.48148 26 . 620 37 20 .94017 21 .53846 TN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 GN (Kg/s) 0.133333 0.133333 0.133333 0.133333 0 .2 0 .2 0 .2 0 .2 0 .26 6667 0 .26 6667 0 .26 6667 0 .26 6667 0.333333 0.333333 0.333333 0.333333 GL (Kg/s) 0.1 0 .2 0.3 0.4 0.1 0 .2 0.3... 72. 3533 8 9 2 86 42. 51 100.076 1186.7 62 9 3 1 421 .78 86 42. 51 125 .974 8 9 4 197.704 10879.0 41.5560 8 6 7 775. 324 10879.0 72. 3533 8 6 2 899 .20 2 10879.0 100.076 1 6 3 123 0 .26 10879.0 125 .974 2 6 4 29 5.145 13005 .2 41.5560 7 7 7 490.1 42 13005 .2 72. 3533 6 7 2 473. 927 13005 .2 100.076 8 7 3 9 42. 084 13005 .2 125 .974 6 7 4 KLT (W/m2.K) 41.08767 70.94516 97.4 023 121 .7664 41.1 626 5 71.16901 97. 824 73 122 . 427 3 41 .20 29... 41 .20 29 9 71 .28 97 98.0 529 122 .7849 41 .22 8 52 71.36615 98.19759 123 .0119 Đồ thị 15 2. 2 .2. 2 trường hợp xuôi chiều Xử lý số liệu TN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 ∆TN ∆TL 9 13 16 20 2 6 9 13 1 2 6 8 1 1 3 5 20 13 10 8 13 11 10 9 19 13 10 8 14 11 9 8 21 .95 122 31.707 32 40 51 .28 205 6 .25 18.181 82 26.47059 36.11111 3. 125 6.451613 19.35484 26 .66667 3.333333 3.571 429 11.11111 19 .23 077 16 48.78049 31.707 32. .. 120 9.49 9 11954 21 .01711 1693.09 11954 21 .6647 5 21 .4673 8 20 .4385 2 18.7761 2 273.746 3 15047.5 27 6 .26 3 15047.5 870.51 15047.5 1579.30 5 15047.5 18 KLT (W/m2.K) 41 .23 35 3 71.19493 97.7 426 6 122 .189 41.3090 5 71. 420 36 98.16806 122 .8545 41.363 82 72. 61311 71.58 423 100.435 7 126 . 426 8 41.70 52 8 98.47793 123 .340 2 41.39 326 72. 61311 71.6 724 7 100.435 7 126 . 426 8 98.64499 123 .6 024 Đồ thị 19 2. 3 nhận xét đánh... 119.5704 323 .8365 1 82. 677 166.07 137.9659 631.066 431.7 82 166.07 1 32. 856 348.747 548.031 22 4.1945 159. 427 2 TN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 QN (W) ∆tmax (0C) ∆tmin (0C) 5 028 41 12 41 15 40 14 11173.33 39 11 1676 32 17 5 028 33 16 75 42 34 15 10894 36 14 125 7 32 12 2514 31 16 75 42 31 15 10056 30 14 1676 30 15 1676 28 16 5 028 27 15 8380 26 13 726 2.66 7 8938.66 7 ∆tlog (0C) 23 . 629 3 7 25 .88 62 8 24 .7939