MH thiết bị truyền nhiệt

cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,cách tính toán và mô phỏng các thiết bị truyền khối,

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA MƠ HÌNH HĨA–MƠ PHỎNG–TỐI ƯU HĨA TRONG CƠNG NGHỆ HĨA HỌC TS Nguyễn Đình Thọ Bộ mơn: Q trình thiết bị CN Hóa – Sinh học – Thực phẩm 190361 MƠ HÌNH TỐN CÁC Q TRÌNH & THIẾT BỊ CNHH trinhvandung190361 5.1 Mục đích mơ hình hố 5.2 Cơ sở tốn học 5.3 Mơ hình thiết ế bị thủy lực 5.4 Mơ hình thiết bị truyền nhiệt Mơ hình thiết bị truyền khối 5.6 5.7 Mơ hình thiết bị phản ứng … 01.03.2018 20:00 Mơ hình hóa – Mơ – Tối ưu hóa MS: CH2051 190361 MƠ HÌNH TỐN CÁC Q TRÌNH & THIẾT BỊ CNHH trinhvandung190361 01.03.2018 20:00 Mơ hình hóa – Mơ – Tối ưu hóa MS: CH2051 190361 MƠ HÌNH TỐN CÁC Q TRÌNH & THIẾT BỊ CNHH Mơ hình tốn thiết bịị trao đổi nhiệt ệ Theo cấu trúc dòng chia thiết bị trao đổi nhiệt thành: -Khuấy y lýý tưởngg -Đẩy lý tưởng -Thiết bị “khuấy – khuấy” -Thiết ế bị “khuấy ấ – đẩy” ẩ -Thiết bị “đẩy – đẩy” 01.03.2018 20:00 Mô hình hóa – Mơ – Tối ưu hóa MS: CH2051 190361 MƠ HÌNH TỐN CÁC Q TRÌNH & THIẾT BỊ CNHH Mơ hình tốn thiết bịị trao đổi nhiệt ệ Cân nhiệt: dQ  G1C1dT1  G2C2 dT2  Gh rh  Phương trình truyền nhiệt: dQ  KtdF Hệ số truyền nhiệt: K    r1   r2  1  2 1 r1 r2 2  01.03.2018 20:00 Mô hình hóa – Mơ – Tối ưu hóa MS: CH2051 190361 MƠ HÌNH TỐN CÁC Q TRÌNH & THIẾT BỊ CNHH Mơ hình tốn thiết bịị trao đổi nhiệt ệ TT Nhiệt trở: K Chất tải nhiệt t > 50 0C   r1   r2  1  2 1 Nước cất 9.105 t > 115 0C  Nước biển 9.105 1,8.104 Nước máy, nước giếng, nước hồ 1,8.104 3,5.104 Nước sông chất lượng tốt, W < 0,9 m/s 3,5.1044 5,3.1044 Nước sông chất lượng tốt, W > 0,9 m/s 1,8.104 3,5.105 Nước sông bẩn, W < 0,9 m/s 5,3.104 7,1.104 N cù sôâng bbẩån, W > 00,99 m/s Nướ / 33,5.10 1044 Dầu thô 9.104 55,3.10 1055  Dầu khoáng 1,8.104  10 Chat Chất hưu hữu cơ, nướ nươcc muố muoi, i tá tacc nhan nhân lanh lạnh 11,8.10 104  1,8.104  9.105  ï 133 Hôi tác nhân lanh 3,5.1004 3,5  14 Không khí 3,5.104  11 Hơi nước có lẫn dầu 12 Hơi chất hữu 01.03.2018 20:00 Rtn, m2.K/W tải nhiệt, Nước, Mơ hình hóa – Mơ – Tối ưu hóa MS: CH2051 190361 MƠ HÌNH TỐN CÁC Q TRÌNH & THIẾT BỊ CNHH 4.1 Mơ hình tốn thiết bịị khuấyy lýý tưởngg Mơ hình tốn: VC P dT  Q  C P T  T   K T F  T dt Với: V – thể tích, m3;   khối lượng riêng, kg/m3; CP – nhiệt dung riêng, J/kg.K; Q – lưu l lượng, l m3/s; / F – diện tích bề mặt truyền nhiệt, m2; KT – hệ số truyền nhiệt, nhiệt W/m2.K; K; T – hiệu số nhiệt độ trung bình, K; ệ độ ộ đầu vào,, K;; T – nhiệt t – thời gian, s 01.03.2018 20:00 Mơ hình hóa – Mơ – Tối ưu hóa Q T0 F MS: CH2051 T T Q 190361 MƠ HÌNH TỐN CÁC Q TRÌNH & THIẾT BỊ CNHH 4.2 Mơ hình tốn thiết bịị đẩyy lýý tưởngg Mơ hình tốn: SC P T T F  Q C P  K T T t  L Với: S – diện tích tiết diện, m2; , L chiều dài, m;   khối ố lượng riêng, kg/m3; CP – nhiệt dung riêng, J/kg.K; Q – lưu lượng, lượng m/s; T( , t) – hàm phân bố nhiệt độ, độ K K S dV  Sd Ci Q  01.03.2018 20:00 d L Mơ hình hóa – Mơ – Tối ưu hóa MS: CH2051 190361 MƠ HÌNH TỐN CÁC Q TRÌNH & THIẾT BỊ CNHH 4.3 Mơ hình tốn thiết bịị “khuấyy – khuấy” y Năng suất truyền qua F khác không nhiều: Q T0 F T T Q W1 Q1 T01 W2 Q2 T02 01.03.2018 20:00 TT=T3 Q1 T1 Q2 T2 Mô hình hóa – Mơ – Tối ưu hóa MS: CH2051 190361 MƠ HÌNH TỐN CÁC Q TRÌNH & THIẾT BỊ CNHH 4.3 Mơ hình tốn thiết bịị “khuấyy – khuấy” y Năng suất truyền qua F khác không nhiều: F1 = F2 = F Q T0 W1 Q1 T01 W2 Q2 T02 TT=T3 Q1 T1 Q2 T2 F T T Q dT  V C   1 P dt  Q  C P T 01  T1   K T F1 T1  T   dT V  C  Q  C P T 02  T   K T F T1  T   2 P dt 01.03.2018 20:00 Mơ hình hóa – Mơ – Tối ưu hóa MS: CH2051 10 190361 MƠ HÌNH TỐN CÁC Q TRÌNH & THIẾT BỊ CNHH 4.4 Mơ hình tốn thiết bịị “khuấyy – đẩy” y Năng suất truyền qua tường F bỏ qua: W1 Q1 T01 W2 Q2 T02 T3 Q1 T1 Q2 T2 dT F1  V  C P dt  Q  C P T 01  T1   L K T T1  T   T2 T2 F2 S  C   Q  2C P  K T T1  T   2 P  t  L 01.03.2018 20:00 Mô hình hóa – Mơ – Tối ưu hóa MS: CH2051 12 190361 MƠ HÌNH TỐN CÁC Q TRÌNH & THIẾT BỊ CNHH 4.4 Mơ hình tốn thiết bịị “khuấyy – đẩy” y Năng suất truyền qua tường F không bỏ qua: W1 Q1 T01 W2 Q2 T02 T3 Q1 T1 Q2 T2 dT F1  V  C P dt  Q  C P T 01  T1   L  T1  T    T3    F1 T1  T    F T  T   G 3C t  T2 T2 F2   S  C P  t   Q  C P    L  T  T   01.03.2018 20:00 Mơ hình hóa – Mơ – Tối ưu hóa MS: CH2051 13 190361 MƠ HÌNH TỐN CÁC Q TRÌNH & THIẾT BỊ CNHH 4.5 Mơ hình tốn thiết bịị “đẩyy – đẩy” y Năng suất truyền qua tường F bỏ qua: W1 Q1 T01 W2 Q2 T02 T3 Q1 T1 Q2 T2  T1  T1 F1  S  C   Q  C  K T T1  T  1 P1  1 P  t  L  T2 T2 F2 S  C K T T1  T    Q  2C P   2 P  t  L 01.03.2018 20:00 Mơ hình hóa – Mơ – Tối ưu hóa MS: CH2051 14 190361 MƠ HÌNH TỐN CÁC Q TRÌNH & THIẾT BỊ CNHH 4.5 Mơ hình tốn thiết bịị “đẩyy – đẩy” y Năng suất truyền qua tường F khơng bỏ qua: W1 Q1 T01 W2 Q2 T02 T3 Q1 T1 Q2 T2  T1 F1  T1   S  C P  t   Q  C P    L  T1  T   T2 T2 F2     Q  2C P  T  T   S  2C P t  L   T3   G C     F1 T1  T    F T  T   01.03.2018 20:00 Mơ hình hóa – Mơ – Tối ưu hóa MS: CH2051 15 190361 MƠ HÌNH TỐN CÁC Q TRÌNH & THIẾT BỊ CNHH 4.5 Mơ hình tốn thiết bịị “đẩyy – đẩy” y Trong thiết bị ống lồng ống làm lạnh chất lỏng tác nhân lạnh chuyển động xuôi chiều Tính nhiệt độ đầu frofil nhiệt độ? Thơng số T, оС T С Q, m3/s , kg/m3 Cp, J/kg.оС d, m 01.03.2018 20:00 Chất tải nhiệt Nóng Nguội 200 35 2,3.104 5,1.104 900 1000 3,35.103 4,19.103 0,01 0,03 Mơ hình hóa – Mơ – Tối ưu hóa MS: CH2051 16 190361 MƠ HÌNH TỐN CÁC Q TRÌNH & THIẾT BỊ CNHH 4.5 Mơ hình tốn thiết bịị “đẩyy – đẩy” y Trong thiết bị ống lồng ống làm lạnh chất lỏng tác nhân lạnh chuyển động ngược chiều Tính nhiệt độ đầu frofil nhiệt độ? W1 Q1 T01 W2 Q2 T02 Thông số Q2 T2 Chất tải nhiệt Nóng (1) Nguội (2) T, оС T 200 2,3.104 Q, m3/s , kg/m3 900 Cp, J/kg.оС 3,35.103 d, m01.03.2018 0,01 20:00 T3 Q1 T1 35 5,1.104 1000 4,19.103 0,03 Mơ hình hóa – Mơ – Tối ưu hóa MS: CH2051 17 190361 MƠ HÌNH TỐN CÁC Q TRÌNH & THIẾT BỊ CNHH 4.5 Mơ hình toán thiết bịị “đẩyy – đẩy” y Trong thiết bị ống lồng ống coi gần đẩy lý tưởng, xuôi chiều W1 Q1 T01 W2 Q2 T02 T3 Q1 T1 Q2 T2  T1  T1 F1   S  C P  t   Q  C P    L K T T1  T   T2 T2 F2 S  C K T T1  T    Q  2C P   2 P  t  L 01.03.2018 20:00 Mơ hình hóa – Mơ – Tối ưu hóa MS: CH2051 18 190361 MƠ HÌNH TỐN CÁC Q TRÌNH & THIẾT BỊ CNHH 4.5 Mơ hình toán thiết bịị “đẩyy – đẩy” y Ở chế độ ổn định có:   T1   t    T2    t W1 Q1 T01 W2 Q2 T02 T3 Q1 T1 Q2 T2 Thu ợ mơ hình tốn: K T d  dT  d    Q  C T1  T   1 P1   dT  K T  d T  T   d  Q  2C P 01.03.2018 20:00 Mơ hình hóa – Mơ – Tối ưu hóa MS: CH2051 19 190361 MƠ HÌNH TỐN CÁC Q TRÌNH & THIẾT BỊ CNHH 4.5 Mơ hình tốn thiết bịị “đẩyy – đẩy” y Đặt: K T d   b1  Q  C  1 P1  b  K T d  Q  2C P W1 Q1 T01 T3 W2 Q2 T02 Q1 T1 Q2 T2 Theo phương pháp Euler:    T1 i  T1 i   hb T1 i   T 2i   i  T  T 2i   hb T1 i   T 2i  01.03.2018 20:00   Mơ hình hóa – Mơ – Tối ưu hóa MS: CH2051 20 190361 MƠ HÌNH TỐN CÁC Q TRÌNH & THIẾT BỊ CNHH 4.5 Mơ hình tốn thiết bịị “đẩyy – đẩy” y Đặt: Nhiệt độ, oC K T d   b1  Q  C  1 P1  b  K T d  Q  2C P Theo phương pháp Euler: Chiều dài thiết bị, m    T1 i  T1 i   hb T1 i   T 2i   i  T  T 2i   hb T1 i   T 2i  01.03.2018 20:00   Mơ hình hóa – Mơ – Tối ưu hóa MS: CH2051 21 4.5 Mơ hình toán thiết bịị “đẩyy – đẩy” y Sơ đồ khối: 190361 MƠ HÌNH TỐN CÁC Q TRÌNH & THIẾT BỊ CNHH Bắtđầu d, v1 , v , p i , C Nhập:  p1 , C p2 , h, h1 , K, T1 , T2 Xâ d đồ Xây dựng sơ đồ Nhiệt độ b1  K πd v1  ρ  C p1 l  0, n  I Ih n  n 1 220 T1  T1  b1  T1  T2   h T2  T2  b  T1  T2   h 176 Đưa đồ thị nhiệt độ Т1 và Т2 t1 t2 132 S 88 n  hh l Đưa ra: l, T1, T2 44 n0 0 20 40 60 80 100 L 01.03.2018 20:00 Mơ hình hóa – Mơ – Tối ưu hóa l  lK Đ Kết thúc MS: CH2051 22 190361 MƠ HÌNH TỐN CÁC Q TRÌNH & THIẾT BỊ CNHH Nhiệt độ, oC 4.5 Mơ hình toán thiết bịị “đẩyy – đẩy” y Chiều dài thiết bị, m 01.03.2018 20:00 Mơ hình hóa – Mơ – Tối ưu hóa MS: CH2051 23 190361 MƠ HÌNH TỐN CÁC Q TRÌNH & THIẾT BỊ CNHH 4.5 Mơ hình tốn thiết bịị “đẩyy – đẩy” y t1 t2 220 750 176 600 132 t1 88 t2 44 450 300 150 20 40 60 80 100 0 L 01.03.2018 20:00 Mơ hình hóa – Mơ – Tối ưu hóa 20 40 60 80 100 L MS: CH2051 24 190361 MƠ HÌNH TỐN CÁC Q TRÌNH & THIẾT BỊ CNHH 4.5 Mơ hình tốn thiết bịị “đẩyy – đẩy” y 01.03.2018 20:00 Mơ hình hóa – Mơ – Tối ưu hóa MS: CH2051 25 190361 MƠ HÌNH TỐN CÁC Q TRÌNH & THIẾT BỊ CNHH 4.5 Mơ hình tốn thiết bịị “đẩyy – đẩy” y 01.03.2018 20:00 Mơ hình hóa – Mơ – Tối ưu hóa MS: CH2051 26 ... & THIẾT BỊ CNHH trinhvandung190361 5.1 Mục đích mơ hình hố 5.2 Cơ sở tốn học 5.3 Mơ hình thiết ế bị thủy lực 5.4 Mơ hình thiết bị truyền nhiệt Mơ hình thiết bị truyền khối 5.6 5.7 Mơ hình thiết. .. TRÌNH & THIẾT BỊ CNHH Mơ hình tốn thiết bị trao đổi nhiệt ệ Theo cấu trúc dòng chia thiết bị trao đổi nhiệt thành: -Khuấy y lýý tưởngg -Đẩy lý tưởng -Thiết bị “khuấy – khuấy” -Thiết ế bị “khuấy... THIẾT BỊ CNHH Nhiệt độ, oC 4.5 Mơ hình tốn thiết bị “đẩyy – đẩy” y Chiều dài thiết bị, m 01.03.2018 20:00 Mơ hình hóa – Mơ – Tối ưu hóa MS: CH2051 23 190361 MƠ HÌNH TỐN CÁC Q TRÌNH & THIẾT BỊ