Đánh giá khả năng ứng dụng collector dạng máng để cung cấp nước nóng cho mô hình khử muối bằng phương pháp phun-tách ấm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA o0o NGÔ THIÊN TỨ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG COLLECTOR DẠNG MÁNG ĐỂ CUNG CẤP NƯỚC NĨNG CHO MƠ HÌNH KHỬ MUỐI BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHUN – TÁCH ẨM LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ Thuật Nhiệt Mã số: 605082 Tp Hồ Chí Minh, Tháng 06 năm 2014 I Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Cán hướng dẫn khoa học : GS.TS Lê Chí Hiệp (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : PGS.TS Hoàng An Quốc (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : TS Nguyễn Thế Bảo (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 15 tháng 07 năm 2014 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) TS Nguyễn Văn Tuyên TS Hà Anh Tùng GS.TS Lê Chí Hiệp PGS.TS Hồng An Quốc TS Nguyễn Thế Bảo Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA II ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGÔ THIÊN TỨ Ngày, tháng, năm sinh: 20/10/1989 Chuyên ngành: Kỹ Thuật Nhiệt MSHV: 12060485 Nơi sinh: Tây Ninh Mã số: 605280 I TÊN ĐỀ TÀI: ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG COLLECTOR DẠNG MÁNG ĐỂ CUNG CẤP NƯỚC NĨNG CHO MƠ HÌNH KHỬ MUỐI BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHUN – TÁCH ẨM NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Đánh giá vấn đề sử dụng collector dạng máng để làm nóng nước TpHCM nói riêng vùng ven hải đảo nói chung - Xây dựng sở lý thuyết, tính tốn thiết kế mơ hình collector dạng máng hiệu suất đạt - Xây dựng mơ hình tốn học dùng phần mềm Matlab 2010 - Chế tạo mơ hình thực nghiệm collector dạng máng, bố trí thiết bị đo tiến hành đo đạc - Mô thay đổi nhiệt độ nước ngày làm việc dùng phần mềm Gambit – Fluent 6.3 - So sánh kết lý thuyết thực tế - Kết luận kiến nghị III II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 01/07/2013 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 20/06/2014 IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: GS.TS Lê Chí Hiệp Tp HCM, ngày 20 tháng 06 năm 2014 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) GS TS Lê Chí Hiệp CHỦ NHIỆM BỘ MƠN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) GS TS Lê Chí Hiệp TRƯỞNG KHOA (Họ tên chữ ký) IV LỜI CẢM ƠN  -Trải qua tháng năm quý báu giảng đường Trường Đại Học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh, tác giả học nhiều mơn học, nhiều kiến thức bổ ích từ thầy Với Luận Văn Tốt Nghiệp này, đề tài giúp cho tác giả đúc kết lại kiến thức, kinh nghiệm mà tác giả học trường để ứng dụng vào thực tế Xin chân thành cảm ơn thầy cô trường, thầy cô Bộ môn Công Nghệ Nhiệt Lạnh giúp đỡ tác giả suốt thời gian học trường Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc chân thành đến GS.TS Lê Chí Hiệp tận tình hướng dẫn đóng góp nhiều ý kiến quan trọng quý giá cho nội dung luận văn Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất người thân, bạn bè giúp đỡ hồn thành luận văn Trong q trình soạn viết luận văn, cố gắng hoàn thiện cịn thiếu sót Vì vậy, tác giả mong nhận ý kiến đánh giá chân thành thầy để luận văn hồn thiện Tác giả xin chân thành cảm ơn NGÔ THIÊN TỨ V TÓM TẮT Luận văn tác giả sử dụng mơ hình collector dạng máng để làm nóng nước Nhằm so sánh đánh giá kết đạt tính tốn lý thuyết mơ hình thực tế, tác giả sử dụng chương trình Matlab để tính tốn kích thước hiệu suất collector dạng máng, mơ nhiệt độ nước thay đổi mơ hình chương trình FLUENT 6.3 tiến hành đo đạc thực nghiệm Cung cấp nước nóng cho mơ hình khử muối phương pháp phun – tách ẩm có nhiều giải pháp, tác giả giao nhiệm vụ cụ thể nghiên cứu khả làm nóng nước collector dạng máng đánh giá khả ứng dụng mơ hình điều kiện thời tiết TPHCM nói riêng địa phương khác nói chung In this thesis, author used the Parabolic trough to make hot water In order to compare as well as evaluate the results achieved between theoretical calculations and experimental model, the author utilized Matlab programe to calculates the size and performance of collector, simulated the variance of water temperature in FLUENT 6.3 program and conducting empirical measurement There are many solutions to provide hot water for model humidified – dehumidified model; however the author was tasked specifically studying the possibility of water heating by parabolic trough and evaluate the applicability of patterns in weather conditions in HCM City particularly and other areas generally VI LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thực tác giả Các số liệu, kết luận văn trung thực tiến hành đo đạc Bộ môn Công Nghệ Nhiệt Lạnh – Khoa Cơ Khí – ĐH Bách Khoa TpHCM Tác giả xin chịu hoàn toàn trách nhiệm đề tài luận văn có vi phạm nội quy nhà trường Học viên NGÔ THIÊN TỨ MỤC LỤC CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu, mục đích, tính cấp thiết ý nghĩa luận văn .3 1.1.1 Giới thiệu .3 1.1.2 Mục đích 1.1.3 Tính cấp thiết đề tài 1.1.4 Ý nghĩa 1.2 Các loại mơ hình làm nóng nƣớc dùng lƣợng mặt trời .5 1.2.1 Máy nƣớc nóng lƣợng mặt trời 1.2.2 Nƣớc nóng dùng Parabol dạng cầu 1.2.3 Collector dạng máng .8 1.3 Quy mô giới hạn luận văn 11 1.3.1 Quy mô luận văn 11 1.3.2 Giới hạn luận văn 11 CHƢƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 13 2.1 Năng lƣợng xạ mặt trời .13 2.2 Những tác động bên ảnh hƣởng đến collector dạng máng 17 2.2.1 Ảnh hƣởng vận tốc gió 17 2.2.2 Ảnh hƣởng nhiệt độ mơi trƣờng bên ngồi 17 2.3 Phƣơng pháp tính tốn lƣợng mặt trời .17 2.3.1 Các thơng số xác định vị trí mặt trời 17 2.3.2 Collector dạng máng 18 2.3.3 Vật liệu dùng làm collector dạng máng 21 2.3.4 Hiệu suất collector dạng máng .22 CHƢƠNG III: TÍNH TỐN THIẾT KẾ MƠ HÌNH COLLECTOR DẠNG MÁNG 25 3.1 Xác định kích thƣớc collector dạng máng .25 3.2 Tính tổn thất ảnh hƣởng đến collector dạng máng .28 3.2.1 Tổn thất nhiệt từ ống hấp thụ đến ống thủy tinh .28 3.2.2 Tổn thất nhiệt từ ống thủy tinh môi trƣờng 29 3.3 Xác định nhiệt lƣợng có ích ống hấp thụ nhận đƣợc 33 3.4 Xác định hiệu suất tức thời collector dạng máng 33 HV: NGÔ THIÊN TỨ MSHV: 12060485 HD: GS.TS LÊ CHÍ HIỆP CHƢƠNG IV: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 34 4.1 Một số hình ảnh thực nghiệm .34 4.2 Bố trí thiết bị dụng cụ đo .36 4.3 Tiến hành thí nghiệm xử lý số liệu .38 5.3 Một số hình ảnh mơ đối lƣu tự nhiên sử dụng phần mềm Gambit – Fluent 6.3 .52 CHƢƠNG V: ĐÁNH GIÁ MƠ HÌNH COLLECTOR DẠNG MÁNG 59 5.1 Đánh giá mơ hình collector dạng máng 59 5.2 Hƣớng nghiên cứu .60 5.3 Kết luận .62 TÀI LIỆU THAM KHẢO .64 PHỤ LỤC 66 PHỤ LỤC 1: XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH TÍNH TỐN .67 PHỤ LỤC 2: BẢNG SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM 82 PHỤ LỤC 3: DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC 96 HV: NGÔ THIÊN TỨ MSHV: 12060485 HD: GS.TS LÊ CHÍ HIỆP CHƢƠNG I: 1.1 TỔNG QUAN Giới thiệu, mục đích, tính cấp thiết ý nghĩa luận văn 1.1.1 Giới thiệu Ngày nay, tiết kiệm lƣợng vấn đề đƣợc quan tâm cạn kiệt nhiên liệu hóa thạch nhƣ nhiễm mơi trƣờng Trƣớc tình trạng đó, vấn đề đƣợc đặt phải tận dụng nguồn lƣợng có sẵn, sử dụng lâu dài mà không thải chất độc hại gây ảnh hƣởng đến môi trƣờng sống ngày Năng lƣợng mặt trời nguồn lƣợng dồi dào, hồn tồn miễn phí, thân thiện với mơi trƣờng khai thác lâu dài Bên cạnh giảm thiểu lƣợng chất thải độc hại môi trƣờng góp phần tiết kiệm khoản chi phí đáng kể biết cách ứng dụng lƣợng mặt trời vào sống hàng ngày Mơ hình làm nóng nƣớc lƣợng mặt trời sử dụng collector dạng máng nhƣ hình 1.1 Hình 1.1: Collector dạng máng [1] Sơ đồ bên dƣới sơ đồ kết hợp mơ hình collector dạng máng mơ hình khử muối phƣơng pháp phun – tách ẩm: HV: NGÔ THIÊN TỨ MSHV: 12060485 HD: GS.TS LÊ CHÍ HIỆP ... ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG COLLECTOR DẠNG MÁNG ĐỂ CUNG CẤP NƯỚC NĨNG CHO MƠ HÌNH KHỬ MUỐI BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHUN – TÁCH ẨM NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Đánh giá vấn đề sử dụng collector dạng máng để. .. Cung cấp nước nóng cho mơ hình khử muối phương pháp phun – tách ẩm có nhiều giải pháp, tác giả giao nhiệm vụ cụ thể nghiên cứu khả làm nóng nước collector dạng máng đánh giá khả ứng dụng mơ hình. .. chế tạo mơ hình collector dạng máng để đánh giá khả cung cấp nƣớc nóng để phục vụ cho mơ hình khử muối phƣơng pháp phun – tách ẩm (Luận án tiến sĩ thầy Võ Kiến Quốc) Các phƣơng án làm nóng nƣớc