Ta có các cách bố trí sau
Chảy ngược chiều: Lưu thể 1 và 2 chảy song song nhưng ngược chiều nhau.
Chảy chéo dòng: Lưu thể 1 và lưu thể 2 chảy theo phương vuông góc.
Chảy hỗn hợp: Lưu thể 1 chảy theo hướng nào đó còn lưu thể 2 thì có đoạn chảy cùng chiều có đoạn chảy ngược chiều có đoạn chảy chéo dòng.
Tùy vào cách bố trí mà ta có phương pháp xác định hiệu số nhiệt độ hữu ích logarit
∆ tlog khác nhau
∆ tlog=∆ tmax−∆ tmin
ln∆ tmax
3.2.2.1. Trường hợp chảy ngược chiều
Hình 6.1. Đặc trưng thay đổi nhiệt độ khi chảy ngược chiều
Xét trường hợp hai lưu thể chảy ngược chiều dọc theo bề mặt trao đổi nhiệt, nhiệt độ của lưu thể nóng giảm, nhiệt độ lưu thể nguội tăng và được biểu diễn như giản đồ sau
∆ t1=TNv−TLr ∆ t2=TNr−TLv Nếu ∆ t1>∆ t2⇒{∆ tmax=∆ t1 ∆ tmin=∆ t2 Nếu ∆ t1<∆ t2⇒{∆ tmax=∆ t2 ∆ tmin=∆ t1
3.2.2.2. Trường hợp hai lưu thể chảy xuôi chiều
Xét trường hợp hai lưu thể chảy cùng chiều dọc theo bề mặt trao đổi nhiệt, nhiệt độ của lưu thể nóng giảm, nhiệt độ lưu thể nguội tăng và được biểu diễn như giản đồ sau:
Hình 6.2. Đặc trưng thay đổi nhiệt độ khi chảy xuôi chiều ∆ tmax=∆ t1=TNv−TLv
∆ tmin=∆ t2=TNr−TLr
Nếu trong quá trình truyền nhiệt khi tỉ số ∆ t∆ tmax
min
<2 thì hiệu số nhiệt độ trung bình
∆ tlog có thể được tính gần đúng công thức sau:
∆ tlog=∆ tmax+∆ tmin
2
Hiệu suất nhiệt độ trong các quá trình truyền nhiệt của dòng nóng và dòng lạnh lần lượt:
❑N=TNv−TNr
TNv−TLr.100 % ❑L=TLr−TLv
TNv−TLr.100 %
Hiệu suất nhiệt độ hữu ích của quá trình truyền nhiệt:
❑hi=❑N+❑N
2
Hiệu suất của quá trình truyền nhiệt:
¿QN
QL.100 %
Xác định hệ số truyền nhiệt thực nghiệm:
KTN= Q
F . ∆ tlog
Trong đó: F=π . dtb. L
dtb=di+d0
2
Xác định hệ số truyền nhiệt lý thuyết:
K¿= ∆ t 1 αN+ δT ❑T+ 1 αN
Khi đó: δT;❑T ta tra bảng. Ta có, hệ số truyền nhiệtt của inox
λ=17,5(mW2. K)
Hệ số cấp nhiệt α được tính thông qua chuẩn số ℜNu, Gr , Pr=f¿ ¿
ℜ=ω . ρ . l μ Gr=β . ω. g . l3 ϑ2 Pr=μCp ❑
Nu=0,021.ℜ0,8. Pr0,43.(PrPrT)0,25 Khi 2300< ℜ<104 : Chảy tầng Nu=0,17.ℜ0,33. Pr0,43.Gr0,1(PrPrT)0,25 Mặt khác: Nu=α . l ❑
Từ đó ta suy ra được hệ số cấp nhiệt α để tính K¿