(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu dòng tia tác động vuông gọc lên bề mặt ứng dụng trong hệ thống làm mát chu trình kín
LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn TS Nguyễn Anh Tuấn TS Phạm Văn Bạch Ngọc tận tình hướng dẫn, định hướng đóng góp ý kiến để tác giả hồn thành luận văn Tác giả xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới thầy, cô giáo khoa Cơ Khí, cán phịng Tổ Chức Cán Bộ phòng Đào Tạo Đại Học & Sau Đại Học thuộc Trường Đại Học Thủy Lợi tạo điều kiện trình học tập nghiên cứu Tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn tới gia đình động viên tạo điều kiện tốt cho tác giả học tập nghiên cứu Do thời gian thực đề tài không nhiều, cố gắng luận văn không tránh khỏi hạn chế, sai sót định, tác giả mong nhận ý kiến đóng góp thầy cô bạn đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Hà Nội, ngày 04 tháng 12 năm 2014 Tác giả luận văn Nguyễn Văn Lập BẢN CAM KẾT Tên là: Nguyễn Văn Lập Sinh ngày: 20/11/1990 Quê quán: Hà Thái – Hà Trung – Thanh Hóa Học viên cao học: Lớp 21CK11 Nơi cơng tác: Khoa Cơ khí trường Đại học Thủy Lợi Tơi xin cam đoan luận văn tốt nghiệp cao học ngành kỹ thuật khí ‘‘Nghiên cứu dịng phun tác động vng góc lên bề mặt ứng dụng hệ thống làm mát chu trình kín’’ luận văn tơi thực Các kết tính tốn luận văn khơng chép tài liệu khác Trong luận văn có số nội dung trích dẫn tác giả khác, nội dung trích dẫn tác giả ghi nguồn cụ thể Hà Nội, ngày 04 tháng 12 năm 2014 Tác giả luận văn Nguyễn Văn Lập MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG – GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Giới thiệu chung dòng phun 1.1.1 Dòng phun tia ứng dụng dòng phun tia 1.1.2 Tổng quan kết nghiên cứu nước giới .2 1.2 Mục đích đề tài nghiên cứu 1.3 Nội dung đề tài nghiên cứu CHƯƠNG - CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ DÒNG PHUN TÁC ĐỘNG VNG GĨC LÊN BỀ MẶT 2.1 Giới thiệu dòng phun tác động trực giao lên bề mặt cứng 2.1.1 Cấu trúc dòng phun 2.1.2 Ảnh hưởng hình dạng vòi phun tới cấu trúc dòng phun tia 11 2.2 Tác động truyền nhiệt dòng phun tia 12 2.3 Các phương trình dịng phun 17 2.3.1 Các phương trình dịng 17 2.3.2 Các mơ hình rối 19 CHƯƠNG - KHẢO SÁT HỆ THỐNG SỬ DỤNG DỊNG PHUN TIA TÁC ĐỘNG VNG GĨC LÊN BỀ MẶT 24 3.1 Các ứng dụng dòng phun 24 3.2 Khảo sát hệ thống làm mát CPU sử dụng dòng phun tia 27 3.2.1 Cấu tạo hệ thống 27 3.2.2 Nguyên lý làm việc thông số hệ thống 28 CHƯƠNG - MƠ PHỎNG BÀI TỐN DỊNG PHUN TÁC ĐỘNG VNG GĨC LÊN BỀ MẶT BẰNG PHẦN MỀM ANSYS FLUENT 31 4.1 Giới thiệu phần mềm Ansys Fluent 31 4.1.1 Giới thiệu Ansys Fluent 31 4.1.2 Sử dụng Ansys để mơ tốn dịng chảy 32 4.2 Tính tốn mơ cấu hình cụ thể tốn dịng phun trực giao tác dụng lên bề mặt 37 4.2.1 Mô tả toán 37 4.2.2 Các bước thiết lập mô hình tốn, điều kiện biên tính tốn 39 4.3 Kết thảo luận 43 4.3.1 Trường vận tốc dòng phun tia 43 4.3.2 Dòng chảy ống dòng phun tự 46 4.3.3 Dòng chảy tường chắn 50 4.3.4 Dòng rối 58 4.3.5 Sự phân bố truyền nhiệt 60 4.5 Kết luận 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Dịng phun tia Hình 1.2 Ứng dụng dòng phun tia Hình 2.1 a) dịng phun chìm b) dòng phun tự .7 Hình 2.2 a)tia phun khơng bị hạn chế b) Tia phun bị hạn chế Hình 2.3 Cấu hình dịng phun Hình 2.4 Các khu vực dịng chảy tốn dịng phun tia Hình 2.5 Cấu trúc dòng phun vùng phun tự Hình 2.6 a) vịi phun dạng ống; b) vịi phun dạng ống c) vịi phun dạng lỗ 11 Hình 2.7 Mơ hình truyền nhiệt đối lưu tốn dịng phun 12 Hình 2.8 Sự phân bố xuyên tâm tốc độ truyền nhiệt Baughn Shimizu [12] 14 Hình 2.9 Đường dòng khu vực tác động 15 Hình 2.10 Hiện tượng xốy xuất mạnh khoảng cách vòi phun H/D=6 15 Hình 2.11 Vùng chuyển tiếp chế độ chảy tầng sang chảy rối 16 Hình 2.12 Kết thí nghiệm Katti, V.and Prabhu, S.V [15] 16 Hình 2.13 Ba loại lối vịi phun Lee Lee nghiên cứu [17] .17 Hình 2.14 Sơ đồ thể lịch sử phát triển mơ hình rối 19 Hình 3.1 Động tua bin khí 24 Hình 3.2 Biểu đồ thể nhiệt độ đốt nhiệt độ cho phép vật liệu 25 Hình 3.3 Sự phân bố nhiệt độ cánh tua bin [20] 25 Hình 3.4 Làm mát cánh dòng phun tia 25 Hình 3.5 Hiện tượng nổ khơng khí 26 Hình 3.6 Dịng phun ứng dụng hàng khơng 26 Hình 3.7 Cấu tạo hệ thống làm mát chất lỏng .27 Hình 3.8 Một số hình dạng khối nước làm mát .28 Hình 3.9 Máy bơm bình chứa chất lỏng 29 Hình 3.10 Hệ thống tản nhiệt 30 Hình 4.1 Mơ xử lý kết mô Ansys Fluent 31 Hình 4.2 Mơ hình hóa khối điều khiển loại lưới khác 35 Hình 4.3 Miền rời rạc dạng đoạn thẳng 36 Hình 4.4 Miền rời rạc dạng hình tam giác .36 Hình 4.5 Mơ hình làm mát CPU 37 Hình 4.6 Mơ hình tốn .38 Hinh 4.7 Trình tự mô Ansys Fluent .39 Hình 4.8 Trình tự tính tốn Ansys Fluent 40 Hình 4.9 Chia lưới mơ hình H/D=2 40 Hình 4.10 Mơ hình tốn sau kích hoạt mơ hình mơ đối xứng 41 Hình 4.11 Điều kiện biên mơ 42 Hình 4.12 Trường vận tốc dòng phun tia với H/D =2, Re=23000 44 Hình 4.13 Trường vận tốc dòng phun với H/D=2 Re=70000 44 Hình 4.14 Trường vận tốc dịng phun với H/D=6, Re=23000 .45 Hình 4.15 Trường vận tốc dịng phun với H/D=6, Re=70000 45 Hình 4.16 Phân bố vận tốc so sánh với tiêu chuẩn Power – law, Re=70000 47 Hình 4.17 Biên độ vận tốc dọc trục vị trí x/D =0.852 với Re = 23000 .47 Hình 4.18 Vận tốc dọc trục vị trí x/D =0.075 với Re = 23000, H/D=2 48 Hình 4.19 Vận tốc dọc trục với Re = 70000, H/D=2 .48 Hình 4.20 Thành phần vận tốc vng góc với tường chắn với Re =23000, H/D=6 49 Hình 4.21 Thành phần vận tốc vng góc với tường chắn với Re =70000, H/D=6 49 Hình 4.22 Thành phần vận tốc vng góc với tường chắn x/D=0.075 .50 Hình 4.23 Vận tốc dọc theo tường chắn y/D =0.0, H/D=2,Re=23000 .51 Hình 4.24 Vận tốc dọc theo tường chắn y/D =1.0, H/D =2, Re=23000 52 Hình 4.25 Vận tốc dọc theo tường chắn y/D =1.5, H/D=2; Re=23000 .52 Hình 4.26 Vận tốc dọc theo tường chắn y/D =2.0, H/D=2; Re=23000 .53 Hình 4.27 Vận tốc dọc theo tường chắn y/D =2.5, H/D=2; Re=23000 .53 Hình 4.28 Vận tốc dọc theo tường chắn y/D =3.0, H/D=2; Re=23000 .53 Hình 4.29 Vận tốc dọc tường chắn y/D=1.0, H/D=6; Re=23000 54 Hình 4.30 Vận tốc dọc tường chắn y/D=2.0, H/D=6; Re=23000 54 Hình 4.31 Vận tốc dọc tường chắn y/D=3.0, H/D=6; Re=23000 55 Hình 4.32 Vận tốc dọc tường chắn vị trí y/D=0.0, H/D=2, Re=70000 .56 Hình 4.33 Vận tốc dọc tường chắn vị trí y/D=1.0, H/D=2, Re=70000 .56 Hình 4.34 Vận tốc dọc tường chắn vị trí y/D=1.5, H/D=2, Re=70000 .56 Hình 4.35 Vận tốc dọc tường chắn vị trí y/D=2.0, H/D=2, Re=70000 .57 Hình 4.36 Vận tốc dọc tường chắn vị trí y/D=2.5 , H/D=2, Re=70000 57 Hình 4.37 Vận tốc dọc tường chắn vị trí y/D=3.0, H/D=2, Re=70000 .57 Hình 4.38 Thành phần vận tốc dọc tường chắn , H/D=6, Re=70000 .58 Hình 4.39 Biện dạng vận tốc mạch động U’/U 59 Hình 4.40 Biểu đồ động rối dịng phun Re=23000, H/D=2 60 Hình 4.41 Biểu đồ động rối Re=23000, H/D=6 60 Hình 4.42 Sự phân bố nhiệt với Re=23000, H/D=2 61 Hình 4.43 Sự phân bố nhiệt độ với Re=23000, H/D6 61 Hình 4.44 Hệ số Nusselt bề mặt phẳng măng nhiệt với Re=23000 62 Hình 4.45 Hệ số Nusselt bề mặt phẳng măng nhiệt với Re=70000 62 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 – Các số hiệu chỉnh mơ hình k- ԑ tiêu chuẩn 21 Bảng 2.2 – Hệ số hiệu chỉnh mơ hình rối k-ԑ Realisable .22 Bảng 2.3 – Các số hiệu chỉnh mơ hình RNG k- ԑ 22 Bảng 2.4 – Hệ số hiệu chỉnh mô hình k - ω 23 DANH MỤC VIẾT TẮT D – Đường kính vòi phun H – Khoảng cách từ miệng vòi phun tới phẳng Nu – Hệ số Nusselt Pr – Hằng số Prantl Re – Hệ số Reynols qw – Thông lượng nhiệt Tjet - Nhiệt độ lưu chất Twall - Nhiệt độ tường chắn Uc – Vận tốc dọc trục vịi phun Ub – Vận tốc trung bình cửa vòi phun V – Thành phần vận tốc theo phương hướng tâm phẳng U – Thành phần vận tốc theo phương vng góc với phẳng x,y – Các trục hệ tọa độ Đềcác PIV - Particle Imaging Velocimetry k – động rối ε - điêu tán rối epsilon ω - tiêu tán rối omega µ - độ nhớt U’ – Vậc tốc mạch động i, j – phương hệ tọa độ Đềcác MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hiện dòng phun sử dụng phổ biến cho nhiều ứng dụng kỹ thuật làm mát tuabin khí, sấy khô giấy vải dệt may, làm mát sản xuất thép phương pháp cán nóng, làm mát linh kiện điện, điện tử, CPU máy tính (trong máy trạm) Trong quân sự, dòng phun tia sử dụng để làm mát bệ phóng tên lửa, gương phản xạ vũ khí lazer, y tế dùng để làm mát thiết bị chụp X-quang Dưới quan điểm ứng dụng, dịng phun tác động vng góc lên bề mặt có nhiệt độ cao sử dụng nhiều hệ thống làm mát chu trình kín hiệu suất cao cấu hình đơn giản Dưới quan điểm lí thuyết, cấu hình dịng phun tác động trực giao bề mặt nhận quan tâm nhiều nhà nghiên cứu tổ hợp nhiều tốn dịng dịng phun tự do, dịng lớp biên, hiệu truyền nhiệt toán phụ thuộc vào thơng số cấu hình tốn Hiện nay, chưa có lý thuyết cụ thể để đánh giá toàn diện chất học, vật lý, cấu trúc đặc tính dịng chảy tốn này, nghiên cứu vấn đề đánh giá qua nghiên cứu thực nghiệm Trên giới, toán cấu hình dịng quan tâm nghiên cứu Tuy nhiên việc nghiên cứu, phân tích đánh giá cấu hính dịng phun tia tác động trực giao lên bề mặt ứng dụng thực tế hạn chế Việt Nam Việc nghiên cứu quan trọng đưa phương án thiết kế tối ưu, nâng cao hiệu suất truyền nhiệt mà tạo tiền đề thúc đẩy ngành khác phát triển Chính tơi xin đề xuất đề tài “Nghiên cứu dịng tia tác động vng góc lên bề mặt ứng dụng hệ thống làm mát chu trình kín” Mục đích đề tài - Nghiên cứu sở lý thuyết dòng phun tia tác động trực giao lên bề mặt, phân tích chất vật lí, chất học, thơng số cấu hình, đặc tính dịng dịng phun tác động trực giao lên bề mặt - Dùng phần mềm để mơ cấu hình cụ thể dịng phun ngập tác động lên bề mặt phẳng y/D=2 (hình 4.26) tồn sai khác mơ thực nghiệm, hai vị trí kết thực nghiệm cho giá trị lớn Tuy nhiên, vị trí y/D=2.5; hình 4.27 4.28 kết mơ thực nghiệm tương đương với sai khác Hình 4.24 Vận tốc dọc theo tường chắn y/D =1.0, H/D =2, Re=23000 Hình 4.25 Vận tốc dọc theo tường chắn y/D =1.5, H/D=2; Re=23000 Hình 4.26 Vận tốc dọc theo tường chắn y/D =2.0, H/D=2; Re=23000 Hình 4.27 Vận tốc dọc theo tường chắn y/D =2.5, H/D=2; Re=23000 Hình 4.28 Vận tốc dọc theo tường chắn y/D =3.0, H/D=2; Re=23000 Khoảng cách phun H/D = Hình 4.29 đến 4.31 thể biên dạng thành phần vận tốc tường chắn số vị trí y/D=1; 2; Kết thu vị trí y/D=1 sát với kết thực nghiệm Tuy nhiên vị trí y/D=2 y/D=3 biên dạng vận tốc có khác so với kết thí nghiệm Hình 4.29 Vận tốc dọc tường chắn y/D=1.0, H/D=6; Re=23000 Hình 4.30 Vận tốc dọc tường chắn y/D=2.0, H/D=6; Re=23000 Hình 4.31 Vận tốc dọc tường chắn y/D=3.0, H/D=6; Re=23000 4.3.3.3 Kết trường hợp Re=70000 Đối với tốn dịng phun dịng chảy dọc tường chắn quan tâm hàng đầu, đặc tính dòng chảy tường chắn ảnh hưởng tới hiệu truyền nhiệt Chính trường hợp chúng tả xem xét thành phần vận tốc dọc theo tường chắn V/Ub Trường hợp H/D =2 Tại vị trí y/D=0 hình 4.32 Khi khoảng cách phun H/D=2 tăng hệ số Reynolds ta thấy khác mô thực nghiệm tăng Nguyên nhân gây khác vùng cường độ dịng rối Khi tăng vận tốc cường độ rối tăng Cũng H/D=2 Re=23000 kết mơ thực nghiệm gần trùng hình 4.23 Tại vị trí y/D=1 hình dòng chảy dọc tường chắn tăng tốc đến giá trị cực đại Kết thực nghiệm mô vị trí cho giá trị sát nhau, điểm cực đại gần giá trị Ở hình 4.34; 4.35; 4.36 4.37 dịng chảy tường giảm tốc, kết mô thực nghiệm vị trí phù hợp với sai khác nhỏ Hình 4.32 Vận tốc dọc tường chắn vị trí y/D=0.0, H/D=2, Re=70000 Hình 4.33 Vận tốc dọc tường chắn vị trí y/D=1.0, H/D=2, Re=70000 Hình 4.34 Vận tốc dọc tường chắn vị trí y/D=1.5, H/D=2, Re=70000 Hình 4.35 Vận tốc dọc tường chắn vị trí y/D=2.0, H/D=2, Re=70000 Hình 4.36 Vận tốc dọc tường chắn vị trí y/D=2.5 , H/D=2, Re=70000 Hình 4.37 Vận tốc dọc tường chắn vị trí y/D=3.0, H/D=2, Re=70000 Trường hợp H/D=6 Hình 4.38 Thành phần vận tốc dọc tường chắn , H/D=6, Re=70000 Hình 4.38 thể thành phần vận tốc dọc tường chắn vị trí y/D=1; 1,5; 2,0 2,5 Cũng giống trường hợp khác dòng chảy tăng tốc tới cực đại vị trí y/D=1,0 giảm dần xa điểm 4.3.4 Dịng rối Hình 4.39 thể thành phần vận tốc mạch động U’ vị trí so với kết nghiên cứu thực nghiêm [39] Hình 4.39 ta thấy thành phần vận tốc mạch động U’ thu từ mơ có sai số lớn so với kết đo Tại vị trí xuyên tâm y/D = 0.5 1.0 ta thấy sai số vị trí lớn, vị trí dịng tia vừa khỏi điểm dừng tăng tốc trải qua khu vực chuyển tiếp độ rối cao (hình 4.40) gây xáo trộn ngang lớn Khi xa điểm dừng vị trí y/D= 2.5; ta thấy sai số giảm dòng chảy lúc hình thành dịng chảy ổn định Do đó, biên dạng vận tốc mạch động vị tri giống với việc đo thực nghiệm Hình 4.40 4.41 thể động rối trường hợp Re=23000 tương ứng với khoảng cách phun H/D=2 H/D=6 Ở vận tốc phun động rối xuất hai trường hợp khác Đối với khoảng cách phun H/D =2 vùng có động rối lớn vùng chuyển tiếp (hình 4.40) Với H/D=6 vùng có động rối lớn vùng xung quanh điểm dừng vùng bao quanh vùng lõi Do khoảng cách phun lớn, chiều dài lõi phát triển gần đạt tối đa thu hẹp dần, vùng tương tác bao quanh vùng lõi có độ rối cao, vùng lưu chất trao đổi với lưu chất môi trường xung quanh Hình 4.39 Biện dạng vận tốc mạch động U’/U Hình 4.40 Biểu đồ động rối dịng phun Re=23000, H/D=2 Hình 4.41 Biểu đồ động rối Re=23000, H/D=6 4.3.5 Sự phân bố truyền nhiệt Từ hình 4.42 4.43 ta thấy khu vực tác động trực tiếp dòng phun cho hiệu suất truyền nhiệt cao nhất, nhiệt độ bề mặt tường chắn với nhiệt độ dịng mơi chất, xa theo phương hướng tâm hiệu suất truyền nhiệt giảm Trong ứng dụng thực tế hầu hết ta cần làm mát sấy bề mặt lớn, đòi hỏi lượng nhiệt cần lấy nhiều sử dụng vịi phun khơng đảm bảo hiệu truyền nhiệt Vì vậy, bề mặt lớn ta thường bố trí nhiều vịi phun theo dạng lưới để tăng hiệu bề mặt Việc bố trí vị trí vịi phun với khoảng cách đề cập nghiên cứu Hình 4.42 Sự phân bố nhiệt với Re=23000, H/D=2 Hình 4.43 Sự phân bố nhiệt độ với Re=23000, H/D6 Hình 4.44 Hệ số Nusselt bề mặt phẳng măng nhiệt với Re=23000 Hình 4.45 Hệ số Nusselt bề mặt phẳng măng nhiệt với Re=70000 Hình 4.44 4.45 thể kết mô phân bố hệ số Nusselts bề mặt chắn Qua hình ta thấy hiệu truyền nhiệt phụ thuộc vào hệ số Reynolds, khoảng cách phun Qua hai hình ta thấy Re =70000 cho hiệu truyền nhiệt cao Re=23000 Với giá trị Re, H/D lớn vùng tác động cho hiệu làm mát cao trường hợp H/D nhỏ Tuy nhiên, điểm dừng hiệu làm mát khoảng cách H/D tương đương Hình 4.44 so sánh hiệu truyền nhiệt hai khoảng cách phun H/D=2 H/D=6 Trong vùng tác động y/D=0 đến y/D=1 khoảng cách phun H/D=6 cho hiệu truyền nhiệt tốt trường hợp H/D=2 Điều giải thích sau, với tốc độ phun khoảng cách phun trường hợp H/D=6 lớn, chiều dài lõi vịi phun biến mất, dịng chảy hình thành dịng chảy nên độ xáo trộn, độ rối cao (hình 4.41) Điều làm cho hiệu truyền nhiệt vùng tốt Sau qua vùng tác động hiệu truyền nhiệt hai khoảng cách phun tương đương Trong trường hợp Re=70000 (hình 4.45), khoảng cách phun lớn cho hiệu truyền nhiệt tốt nhất, điểm có hiệu truyền nhiệt cao nằm khoảng y/d=1.0 H/D=6 Trường hợp H/D=2 điểm cực đại nằm khoảng y/D=3 Hai điểm cực đại hai mơ hình xa Với H/D =6 vị trí y/D=1 vị trí cho hiệu làm việc cao Tuy nhiên điểm nằm gần điểm dừng, điều có nghĩa vùng cho khả làm truyền nhiệt tốt nằm vùng từ y/D=0 tới y/D=1.0 Tương tự hình 4.44 trường hợp H/D=2 làm mát cho vùng từ y/D=0 tới y/D=0.5, trường hợp H/D=6 làm mát với hiệu suất cao vùng y/D=0 tới y/D=1 Qua hai hình ta kết luận số Reynolds khoảng cách phun lớn hiệu truyền nhiệt cao Tuy nhiên, điểm có hiệu truyền nhiệt tốt lại nằm gần tâm tác động, điều làm cho diện tích làm mát nhỏ lại, vận tốc lớn chất lưu chưa kịp lấy nhiệt chảy qua vùng truyền nhiệt tối ưu Đây nhược điểm ta sử dụng toán có vận tốc lớn khoảng cách lớn 4.5 Kết luận - Trong chương so sánh vận tốc ống với tiêu chuẩn Power – law, kết phù hợp với mơ Vậy dịng khỏi vòi phun xem dòng phát triển đầy đủ - Vận tốc vùng phun tự so sánh với kết PIV Kết đo kết thực nghiệm tương đồng vị trí x/D=0.852, vị trí x/D=0.075 có sai khác - Thành phần vận tốc dọc tường chắn khảo sát so sánh với kết đo thực nghiệm Hầu hết cho kết có độ sai lệch nhỏ so với phương phát đo thực nghiệm - Để đánh giá hiệu truyền nhiệt, luận văn nghiên cứu ảnh hưởng thông số hệ số Reynolds khoảng cách phun H/D Sau nghiên cứu cho ta thấy với số Re H/D lớn hiệu truyền nhiệt cao Tuy nhiên sử dụng thơng số q lớn đỉnh làm mát tốt gần điểm dừng Do diện tích bề mặt làm mát tốt lại nhỏ KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Bài toán dịng phun ứng dụng nhiều ứng dụng cơng nghiệp Tuy nhiên, đặc tính tốn phức tạp, tổ hợp nhiều tốn dòng chảy ống, dòng phun tự tốn dịng lớp biên Tuy nhiên, tốn dịng phun tự do, dịng lớp biên chưa có lý thuyết cụ thể để giải toán Các vấn đề nhiều tác giản giới quan tâm, có nhiều nghiên cứu thực nghiệm để đưa đặc tính dịng chảy tốn Tại nước ta, việc nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm ứng dụng thực tế hạn chế Để đánh giá xác tốn phương pháp đo thực nghiệm cần thiết Do điều kiện cịn thí nghiệm cịn hạn chế nên việc nghiên cứu dựa mơ tốn giải pháp tối ưu Những kết đạt 1) Đưa cách nhìn tổng quan dịng phun ứng dụng thực tiễn 2) Hiểu thông số cấu trúc tốn dịng phun ngập tác động vng góc lên bề mặt Đánh giá đặc tính dịng chảy hai khoảng cách phun H/D=2, H/D=6 hai giá trị Re=23000 70000 Các kết so sánh với thực nghiệm cho kết xác 3) Trong nghiên cứu nghiên cứu dịng rối trường hợp mơ Với tốc độ phun cao cường độ rối lớn 4) Nắm yếu tố ảnh hưởng tới hiệu truyền nhiệt Những vấn đề tồn Nghiên cứu đặc tính dịng phun tốn lớn, phức tạp địi hỏi phải có thời gian nghiên cứu định, sử dụng lưới mịn chưa đủ để mô tả dịng chảy gần tường Ở kết mơ số vị trí tồn sai số lớn, kết nghiên cứu hạn chế sơ ban đầu Trong luận văn đưa kết luận khoảng cách phun H/D Re lớn hiệu truyền nhiệt cao Luận văn chưa khoảng cách phun H/D, số Re cho hiệu làm việc cao Hướng nghiên cứu tiếp theo: - Trên sở phương pháp nghiên cứu kết đề tài, tiếp tục nghiên cứu chun sâu thơng số tốn như: Nghiên cứu khoảng cách phun, loại lưu chất, tốc độ phun biên dạng bề mặt… - Tại nước ta điều kiện thí nghiệm hạn chế, nên việc sử dụng phần mềm để mơ tả tốn hướng nghiên cứu thời gian tới Việc mơ tốn phụ thuộc nhiều vào mơ hình rối Vì vậy, cần có nghiên cứu so sánh kết mơ hình rối - Trong hầu hết ứng dụng công nghiệp, để tăng hiệu làm mát cấu hình vịi phun đơn thường không đáp ứng hiệu làm mát Chính cần nhiều vịi phun tác động lên bề mặt, nhiên trường dòng chảy trường hợp phức tạp không đề cập luận văn Để nắm lý thuyết trường hợp cần có nghiên cứu sâu trường hợp - Ngoài ra, việc nghiên cứu đầy đủ ảnh hưởng tới hiệu truyền nhiệt, giá trị tối ưu cho tốn dịng phun chưa nghiên cứu cụ thể luận văn Đây tồn lớn cần có nghiên cứu cụ thể vấn đề Kiến nghị Ngồi ra, để có nhìn tổng quan xác mơ tốn dòng phun tia cần trang bị hệ thống máy tính có cấu hình mạnh để chia lưới mịm sử dụng mơ hình rối cao cấp Bài tốn dịng phun tốn phức tạp, từ thực tế kiến nghị cần tiếp tục nghiên cứu, sớm có kết nghiên cứu thực nghiệm cấu hình khác tốn dịng phun tia ... xuất đề tài ? ?Nghiên cứu dịng tia tác động vng góc lên bề mặt ứng dụng hệ thống làm mát chu trình kín? ?? Mục đích đề tài - Nghiên cứu sở lý thuyết dòng phun tia tác động trực giao lên bề mặt, phân... HỆ THỐNG SỬ DỤNG DỊNG PHUN TIA TÁC ĐỘNG VNG GĨC LÊN BỀ MẶT 24 3.1 Các ứng dụng dòng phun 24 3.2 Khảo sát hệ thống làm mát CPU sử dụng dòng phun tia 27 3.2.1 Cấu tạo hệ thống. .. thuật khí ‘? ?Nghiên cứu dịng phun tác động vng góc lên bề mặt ứng dụng hệ thống làm mát chu trình kín? ??’ luận văn tơi thực Các kết tính tốn luận văn không chép tài liệu khác Trong luận văn có số