(r ruf G , P
2.2.4. Trao đổi nhiệt đối l−u trong chất lỏng
Trong luyện kim th−ờng gặp các lò nung hoặc làm nguội chi tiết kim loại bằng chất lỏng nh− n−ớc, dầu, muối hoặc kim loại nóng chảy … −u điểm của nung nóng và làm nguội bằng chất lỏng là hệ số trao đổi nhiệt lớn, nung đều, tránh đ−ợc oxy hóa.
Các chất lỏng đ−ợc dùng làm môi chất tải nhiệt đ−ợc chia làm hai nhóm:
- Nhóm kim loại hoặc hợp kim nóng chảy: tính dẫn nhiệt cao, sự thay đổi c−ờng độ trao đổi nhiệt đối l−u không lớn khi chuyển từ chảy tầng sang chảy rối.
- Nhóm các muối hoặc oxyt nóng chảy: tính dẫn nhiệt thấp và xấp xỉ bằng tính dẫn nhiệt của không khí. N−ớc và dầu cũng đ−ợc xếp vào nhóm này.
Trên hình 2.10, biểu thị sự phụ thuộc của hệ số trao đổi nhiệt vào độ quá nhiệt của muối nóng chảy, khi nung nóng và làm nguội chi tiết bằng thép.
43 3 2 5 4 3 2 1 200 800 600 400 300 250 200 150 0 50 100 1800 1600 1400 1200 1000 350
Hình 2.10 Sự phụ thuộc của hệ số trao đổi nhiệt vào độ quá nhiệt của muối lỏng khi làm nguội ( ) và khi nung nóng ( ) chi tiết thép.
1) NaCl 2) 55%KNO3+45%NaNO3 3) NaNO3 4) NaNO2 5) BaCO2
Từ đồ thị ta nhận thấy:
- Hệ số trao đổi nhiệt khi làm nguội lớn hơn rất nhiều so với khi nung nóng.
- Hệ số trao đổi nhiệt khi làm nguội đạt cực đại khi độ quá nhiệt của muối nằm trong khoảng 150 - 200oC.
- Hệ số trao đổi nhiệt khi nung nóng tăng tuyến tính với độ quá nhiệt, khi nhiệt độ của muối gần nhiệt độ nóng chảy hệ số trao đổi nhiệt của các muối gần nh−
Khi nung vật bằng muối nóng chảy, nếu nhiệt độ nóng chảy của muối cao và vật nung có khối l−ợng lớn, trong giai đoạn đầu trên bề mặt vật hình thành lớp tinh thể kết tinh và truyền nhiệt qua lớp này là truyền nhiệt dẫn nhiệt nên hệ số truyền nhiệt nhỏ. Khi làm nguội vật, không xẩy ra hiện t−ợng hình thành lớp tinh thể, ng−ợc lại, do chất lỏng bị nung nóng, độ nhớt giảm, đối l−u tự nhiên tăng làm tăng hệ số trao đổi nhiệt.