BÁO CÁO THÍ NGHIÊṂ MÔN HỌC KỸ THUẬT NHIỆT

THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT NHIỆT THÍ NGHIỆM MƠN HỌC KỸ THUẬT NHIỆT CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM - Thời gian thí nghiệm: sau học xong Chương môn học Nhóm thí nghiệm: chia nhóm lớp Địa điểm thí nghiệm: phịng 404 – Nhà thí nghiệm Nộp báo cáo thí nghiệm: tuần sau thí nghiệm xong MỤC LỤC STT Tên thí nghiệm Trang BÀI CHU TRÌNH LÀM LẠNH DÙNG HƠI BÀI TRAO ĐỔI NHIỆT BỨC XẠ: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT BỨC XẠ CỦA VẬT BÀI ĐỊNH LUẬT KIRCHOFF BÀI TRUYỀN NHIỆT KHÔNG ỔN ĐỊNH: XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ TẠI TÂM CỦA ỐNG HÌNH TRỤ VÀ HÌNH CẦU THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT NHIỆT BÀI CHU TRÌNH LÀM LẠNH DÙNG HƠI SỐ TIẾT: TIẾT CHUẨN THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM: TẠI XƯỞNG THỰC TẬP KHOA Ơ TƠ Phần I: THÍ NGHIỆM 1.1 Mục đích thí nghiệm: - Giúp Sinh viên hiểu sơ đồ nguyên lý hoạt động chu trình làm lạnh dùng Quan sát thấy thay đổi nhiệt độ áp suất dàn bay dàn ngưng tụ - Xác định thông số trạng thái điểm nút chu trình làm lạnh dùng - Xác định công suất lạnh, công suất ngưng tụ, hệ số làm lạnh 1.2 Cơ sở lý thuyết: - Sơ đồ nguyên lý thiết bị q 1- Máy nén 2- Giàn toả nhiệt, mơi chất nhả nhiệt ngưng nên cịn gọi bình ngưng 3- Van tiết lưu q 4- Buồng lạnh, mơi chất lỏng nhận nhiệt hố nên cịn gọi bình bốc + Van tiết lưu thiết bị cho dòng lưu động có tiết diện co hẹp cách đột ngột Van tiết lưu có tiết diện điều chỉnh gọi van tiết lưu có điều chỉnh + Quá trình tiết lưu: Là q trình lưu động dịng mơi chất qua van tiết lưu Vì q trình xảy nhanh môi chất không kịp trao đổi nhiệt, ta coi trình tiến hành điều kiện đoạn nhiệt + Đặc tính dịng qua van tiết lưu: i i p p 2 THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT NHIỆT - Tốc độ không đổi: ω1 = ω2 - Entanpi không đổi: i1 = i2 - Q trình tiết có áp suất giảm: p1 > p2 - Nhiệt độ: Với khí lý tưởng: Q trình tiết lưu có nhiệt độ khơng đổi Với khí thực: Theo hiệu ứng Joule -Thomson tồn nhiệt độ gọi nhiệt độ chuyển biến Tcb = 6,75Tk (Tk - nhiệt độ tới hạn); nhiệt độ q trình tiết lưu có nhiệt độ không đổi Khi nhiệt độ vào van tiết lưu T > T cb q trình tiết lưu có nhiệt độ tăng, nhiệt độ T < Tcb trình tiết lưu có nhiệt độ giảm Vì Tcb có trị số lớn đa số trình tiết lưu thực tế xảy nhiệt độ nhỏ nhiệt độ chuyển biến nên trình tiết lưu khí thực thường có áp suất nhiệt độ giảm Van tiết lưu có vai trị xylanh giãn nở chu trình làm lạnh dùng khí lý tưởng kích thước van tiết lưu gọn nhẹ, việc điều chỉnh áp suất nhiệt độ cuối thuận lợi Do đó, áp dụng van tiết lưu vào kỹ thuật làm lạnh làm cho lĩnh vực phát triển cách vượt bậc - Chu trình nhiệt động 1-2: Quá trình nén đoạn nhiệt, tiến hành máy nén 2-3: Quá trình nhả nhiệt đẳng áp, đoạn 2’-3 biểu diễn trình nhả nhiệt ngưng đẳng áp đẳng nhiệt, trình tiến hành bình ngưng 3-4: Quá trình tiết lưu mơi chất lỏng, q trình có entanpi khơng đổi i3 = i4 4-1: Q trình nhận nhiệt hoá đẳng áp đẳng nhiệt, tiến hành bình bốc chu trình hồn tất THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT NHIỆT lgp T k Tk T0 pk po ’ 4 s i - Hệ số làm lạnh chu trình Cơng thức chung: Trong đó: wo- cơng tiêu hao để thực chu trình: q2- nhiệt lượng mơi chất nhận từ nguồn có nhiệt độ thấp; q2 = q41 = i1 – i4 q1- nhiệt lượng thải nguồn có nhiệt độ cao; q1 = q23 Vì 2-3 trình đẳng áp q23 = Δi = i3 – i2 Như công tiêu hao để thực chu trình là: = (i2 – i3) – (i1 – i4) = i2 – i1 Do i3=i4 Vậy hệ số làm lạnh chu trình: Trong i1, i2, i3 bảng số p-i p-h mơi chất lạnh 1.3 Thí nghiệm: 1.3.1 Nội quy an tồn thí nghiệm: Sinh viên đến phịng thí nghiệm phải tuân theo tất quy định giáo viên hướng dẫn: Khơng tự ý tiến hành thí nghiệm giáo viên chưa cho phép, làm thí nghiệm phải theo trình tự quy định thí nghiệm, có vấn đề bất thường phải báo cáo với giáo viên hướng dẫn không tự tiện điều chỉnh thiết bị Sinh viên làm sai quy định phải hoàn toàn chịu trách nhiệm 1.3.2 Nội dung thí nghiệm - Sơ đồ thiết bị thí nghiệm: THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT NHIỆT THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT NHIỆT 1.3.3 Phương pháp cách thức thí nghiệm: a Giới thiệu thiết bị: b Phân nhóm thí nghiệm: Mỗi nhóm gồm khoảng Sinh viên c Trình tự làm thí nghiệm: - Trước cho chất lỏng vào thiết bị thí nghiệm ta cần cân sơ đồ thí nghiệm vị trí ban đầu - Cho chất lỏng vào thiết bị thí nghiệm sau đọc chiều cao mực nước - Xác định trọng lượng cân từ tìm áp lực thực tế chất lỏng tác dụng lên mặt phẳng - Ghi số liệu giấy dạng bảng - Tiến hành thí nghiệm với mực nước h khác 1.4 Chuẩn bị sinh viên: - Sinh viên phải đọc nghiên cứu, chuẩn bị nội dung lý thuyết có liên quan đến thí nghiệm - Nắm nội dung phải làm thí nghiệm, chuẩn bị giấy bút để ghi chép số liệu - Hiểu nội dung lý thuyết bước tiến hành thí nghiệm, thu thập kết thí nghiệm xác định áp lực lên mặt phẳng mặt cong Phần II VIẾT BÁO CÁO 2.1 Quy định chung: Báo cáo thí nghiệm viết mặt khổ A4, đóng quyển, bìa mềm Mỗi sinh viên có báo cáo riêng 2.2 Nội dung báo cáo: 2.2.1 Cơ sở lý thuyết Nghe giáo viên hướng dẫn tóm tắt nội dung vào phần thí nghiệm 2.2.2 Báo cáo kết thí nghiệm - Kết thí nghiệm: Phần tính tốn kết thí nghiệm lập thành bảng : TT po 2,2 1,8 1,5 1,0 pk 6,5 8,0 9,0 12 i1 400 398 396 395 i2 421 428 432 436 i3 214 219 224 230 q2 186 179 172 165 ε 11,96% 16,16% 20,83% 21,85% THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT NHIỆT 10 Trình bày cách xác định thông số trạng thái đồ thị p-h Các trường hợp cịn lại tính tốn tương tự: 4,5 3,2 I3=I1=24 I1=400 I2=241 Nhiệt độ chất nhận từ nguồn q2 = q4.1 =q1 = q4 = 400-214=186 (Kj/Kg) Hệ số làm lạnh q2 i1−i 400−214 E = ¿ w 0∨¿ ¿ = i2−i = 421−400 = 11,29% THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT NHIỆT Nhận xét + Các kết thu từ thí nghiệm + So sánh kết thí nghiệm với lý thuyết Bài thí nghiệm chu trình làm lanh nồi qua kết thu từ thí nghiệm ta quan sát thấy thay đổi nhiệt độ áp suất giàn bay ngưng tụ +kết thí nghiệm có sai số với tính tốn lý thuyết Ngun nhân :Đọc sai áp suật trình đo Tia sai bảng p-h Phần III ĐÁNH GIÁ CHẤM ĐIỂM, BẢO VỆ THÍ NGHIỆM Đánh giá theo hình thức chấm báo cáo mức độ tham gia thí nghiệm THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT NHIỆT BÀI TRAO ĐỔI NHIỆT BỨC XẠ: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT BỨC XẠ CỦA VẬT SỐ TIẾT: TIẾT CHUẨN THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT NHIỆT Phần I: THÍ NGHIỆM 1.1 Mục đích thí nghiệm: Xác định đặc tính phát xạ hấp thụ nhiệt bề mặt vật vật liệu khác 1.2 Cơ sở lý thuyết: Các vật khác không độ tuyệt đối ln ln phát xạ hấp thụ, tùy vào vật mà khả hấp thụ phát xạ khác 1.3 Thí nghiệm: 1.3.1 Nội quy an tồn thí nghiệm: Sinh viên đến phịng thí nghiệm phải tuân theo tất quy định giáo viên hướng dẫn: Khơng tự ý tiến hành thí nghiệm giáo viên chưa cho phép, làm thí nghiệm phải theo trình tự quy định thí nghiệm, có vấn đề bất thường phải báo cáo với giáo viên hướng dẫn không tự tiện điều chỉnh thiết bị Sinh viên làm sai quy định phải hoàn tồn chịu trách nhiệm 1.3.2 Nội dung thí nghiệm Theo đề cương duyệt 1.3.3 Phương pháp cách thức thí nghiệm: - Giới thiệu thiết bị: - Thiết bị TRTC - Hệ thống SCADA thu thập liệu - Các thiết bị đo nhiệt độ - Bức xạ kế - Phân nhóm thí nghiệm: Mỗi nhóm gồm khoảng Sinh viên - Trình tự làm thí nghiệm: - Kết nối chương trình SCADA - Kiểm tra kết nối cảm biến nhiệt độ nhiệt trở - Thiết lập khoảng cách cần thiết vật xạ kế - Đặt công suất cho nhiệt trở đợi đến ổn định sau tiến hành thu thập kết - Lặp lại trình thay đổi vật.Việc lắp đặt thiết bị theo sơ đồ hình dưới: 10 THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT NHIỆT Mục đích việc cài đặt để tăng nhiệt độ vật đen đo giá trị xạ phát từ Để làm điều đặt xạ kế khoảng cách cố định Để thay đổi nhiệt độ vật đen di chuyển hướng nguồn phát Trong trường hợp này, xạ kế nằm phía trước vật đen Nhiệt trở làm nóng vật đen, sau vật đen xạ lượng đo xạ kế Ta thay đổi giá trị nhiệt độ vật đen (thay đổi khoảng cách “y” vật đen AR-1 thay đổi công suất AR-1) Khi khoảng cách vật đen xạ kế giữ không đổi suốt q trình thí nghiệm, nhiệt độ vật tối thay đổi việc thay đổi công suất nhiệt trở thay thay đổi khoảng cách nhiệt trở vật đen Để tiến hành thí nghiệm này, ta cần thực theo bước sau: - Kết nối TRTC chương trình SCADA - Kiểm tra tất kết nối cảm biến nhiệt độ nhiệt trở - Thiết lập khoảng cách 4cm vật đen nhiệt trở - Thiết lập khoảng cách 5cm xạ kế vật đen - Thực lưu liệu thơng qua phím”save data” phần mềm Cài đặt thời gian hai lần lấy lưu giây 11 THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT NHIỆT - Cài đặt công suất cho nhiệt trở AR-1 20% - Chờ đợi giá trị đo cặp nhiệt điện ổn định Sau kết lưu lại phần mềm - Sau lặp lại trình với việc cài đặt công suất nhiệt trở AR-1 là: 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50% - Thiết lập đồ thị phát xạ nhiệt độ vật tối(ST-3) Sau vài phút, kiểm tra ổn định giá trị ST-3 Kiểm tra lại mối quan hệ tỷ lệ thuận với bậc bốn nhiệt độ vật đen phát xạ Công suất nhiệt trở (%)AR-1 Nhiệt độ Sự xạ(W/m2) ST_6 (℃ ) vật đen (ST-3) (oC) 40 40,76 22,9647 81,08 50 51,834 72,918 143,22 70 55,49 85,138 147,435 90 56,055 85,239 142,996 1.4 Chuẩn bị sinh viên: - Sinh viên phải đọc nghiên cứu, chuẩn bị nội dung lý thuyết có liên quan đến thí nghiệm - Nắm nội dung phải làm thí nghiệm, chuẩn bị giấy bút để ghi chép số liệu - Thu thập kết thí nghiệm xác định hệ số trao đổi nhiệt đối lưu Phần II VIẾT BÁO CÁO 2.1 Quy định chung: Báo cáo thí nghiệm viết mặt khổ A4, đóng quyển, bìa mềm Mỗi sinh viên có báo cáo riêng 2.2 Nội dung báo cáo: 2.2.1 Cơ sở lý thuyết 12 THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT NHIỆT Phân tích sở lý thuyết tốn xạ nhiệt để từ thấy khả xạ hấp thụ lượng vật khác 2.2.2 Báo cáo kết thí nghiệm - Tổng hợp kết cho nội dung báo cáo: từ thông số đo nhiệt độ vật, suất phát xạ hai vật từ rút kết luận khả xạ hấp thụ lượng vật +Bài thí nghiệm trao đổi nhiệt xạ ta xác định công suất xạ nhiệt vật đến từ hiểu thêm sư trao đổi nhiệt xạ vật khả hấp thụ lượng vật +Kết ln có sai số với tính toán , lý thuyết * Nguyên nhân : -Đọc sai thơng số hình -Nhiệt độ nguồn phát chưa đạt đến công suất mà kết -yếu tố bên ngồi nhiệt độ phịng -Do máy móc cũ nên thơng số chưa sác - Nhận xét kết qủa: + Các kết thu từ thí nghiệm + So sánh kết thí nghiệm với lý thuyết + Đánh giá sai số dụng cụ, thiết bị người thao tác - Kiến nghị Phần III ĐÁNH GIÁ CHẤM ĐIỂM, BẢO VỆ THÍ NGHIỆM Chấm điểm theo hình thức bảo vệ vấn đáp 13 THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT NHIỆT BÀI ĐỊNH LUẬT KIRCHOFF SỐ TIẾT: TIẾT CHUẨN Phần I: THÍ NGHIỆM 1.1 Mục đích thí nghiệm: Mục đích kiểm chứng định luật Kirchoff 1.2 Cơ sở lý thuyết: Thiết lập mối quan hệ khả xạ hệ số hấp thụ vật xám Xét trao đổi nhiệt hai phẳng song song môi trường suốt, có khoảng cách nhỏ nhiều so với bề rộng Tấm thứ vật đen tuyệt đối có nhiệt độ T o, hệ số hấp thụ Ao=1, suất xạ E o Tấm thứ hai vật xám có nhiệt độ T, suất xạ E, hệ số hấp thụ A