Với đề tài “Nghiên cứu sự ảnh hưởng về các thơng số hình học của kênh
micro đến quá trình ngưng tụ của hơi nước” đã hoàn thành mục tiêu đặt ra như
sau:
Nghiên cứu sự ảnh hưởng của chiều dài kênh micro, đường kính thủy lực kênh micro, chiều sâu kênh micro cũng như chiều dày tấm substrate đến biên dạng chuyển pha khi ngưng tụ của hơi nước và nhiệt độ nước ngưng tụ khi ra khỏi kênh bằng phương pháp mô phỏng số.
So sánh kết quả nghiên cứu với các nghiên cứu liên quan để kiểm chứng kết quả.
Bằng phương pháp mơ phỏng số thì đã thu được những kết quả quan trọng sau:
Kết quả mơ phỏng biên dạng chuyển pha có dạng đường xiên theo hướng từ trên xuống và kết quả này này rất phù hợp với kết quả thu được từ thực nghiệm ở cùng điều kiện. Ở trạng thái lỏng, khối lượng riêng khoảng 985,41 kg/m3; trong khi đó, ở trạng thái hơi, khối lượng riêng khoảng 66,8 kg/m3. Các kết quả này phù hợp với đặc tính vật lý của nước ở trạng thái lỏng và hơi.
Khi thay đổi chiều dài kênh micro cũng như chiều dày tấm substrate không làm ảnh hưởng đến biên dạng chuyển pha khi ngưng tụ của hơi nước nhưng ảnh hưởng đến vị trí biên dạng chuyển pha.
Khi thay đổi đường kính thủy lực kênh micro, chiều sâu kênh micro khơng làm ảnh hưởng đến biên dạng chuyển pha khi ngưng tụ của hơi nước
Khi thay đổi chiều dài kênh micro làm ảnh hưởng đáng kể đến nhiệt độ nước ngưng tụ khi ra khỏi kênh, cụ thể nhiệt độ nước ngưng tụ trên mẫu kênh micro M2 (thay đổi 31,6oC đến 72,5oC) thấp hơn đáng kể so với trên mẫu kênh micro M1 (thay đổi 34,4oC đến 74,7oC).
Khi thay đổi đường kính thủy lực kênh micro, chiều sâu kênh micro không làm ảnh hưởng đáng kể đến nhiệt độ nước ngưng tụ khi ra khỏi kênh
Khi thay đổi chiều dày tấm substrate làm ảnh hưởng đáng kể đến nhiệt độ nước ngưng tụ khi ra khỏi kênh, cụ thể nhiệt độ nước ngưng tụ trên mẫu micro M2 thay đôi từ 31,6oC đến 72,5oC còn trên mẫu micro M3 thay đôi từ 34,8oC đến 72,9oC
Kết quả chỉ ra rằng nhiệt độ nước ngưng tụ là hàm số theo lưu lượng hơi nước vào như sau: t 1327, 6m2 620, 47m24, 344, với R20,9981 ;oC.
Các kết quả mô phỏng số trên là các kết quả mới, chưa từng thấy các nhà khoa học công bố. Những kết quả này là tiền đề cho các nghiên cứu sâu hơn về hệ số truyền nhiệt, các đại lượng phân tích khơng thứ ngun mà thực nghiệm đến nay không thể thu được.
Tuy nhiên vẫn còn một số hạn chế về thời gian, sự hỗ trợ mô phỏng hai pha của phần mềm chuyên dụng, máy tính chưa đủ mạnh để chạy phần mềm phỏng số cũng như kiến thức chun mơn về nghiên cứu chưa đủ sâu... Do đó, em rất cần sự góp ý và đánh giá của q thầy cơ để giúp đề tài được hồn thiện hơn.
Đây là một hướng nghiên cứu mới và có khả năng ứng dụng cao trong thực tế. Chính vì vậy, tác giả xin kiến nghị hướng nghiên cứu tiếp theo sẽ thay đổi nhiều thơng số hình học của kênh micro hơn: chiều rộng kênh, chiều cao kênh, hình dáng mặt cắt ngang của kênh…
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Asadi et al,” A review of heat transfer and pressure drop characteristics of single and two-phase microchannels”, International Journal of Heat and Mass Transfer 79 (2014) 34 – 53
[2] Xia et al,” Investigation of the enhancement effect of heat transfer using micro channel “,The 7th International Conference on Applied Energy – ICAE2015
[3] Huang et al,” The experimental investigation of axial heat conduction effect on the heat transfer analysis in microchannel flow”, International Journal of Heat and Mass Transfer 70 (2014) 169 – 173
[4] T.T. Đang, J. T. Teng, “Comparisons of the heat transfer and pressure drop of the microchannel and minichannel heat exchangers”, Heat Mass Transfer (2011) 47:1311 – 1322
[5] T.T. Dang et al, “A study on the simulation and experiment of a microchannel counter-flow heat exchanger”Applied Thermal Engineering 30 (2010) 2163 – 2172 [6] X.F Yu et al, “ A study on the hydraulic and thermal characteristics in fractal tree-like microchannels by numerical and experimental methods “,International Journal of Heat and Mass Transfer 55 (2012) 7499-7507
[7] M. Fossa ,” A simple model to evaluate direct contact heat transfer and flow characteristics in annular two-phase flow “, 655 Avenue of the Americas, New York, NY 10010
[8] H.G. Hu, C. Zhang, A modifiedk–eturbulence model for the simulation of two- phase flow and heat transfer in condensers, Availabel online at
www.sciencedirect.com
[9]X. Ding, W. Cai, P. Duan, J. Yan, Hybrid dynamic modeling for two phase flow condensers, , Applied Thermal Engineering 62 (2014) 830-837
[10] P. Mirzabeygi, C. Zhang, Three dimensional numerical model for the two phase flow and heat transfer in condensers, International Journal of Heat and Mass Transfer 81 (2015) 618-637
[11] P. Mirzabeygi, C. Zhang, Turbulence modeling for the two phase flow and heat transfer in condensers, International Journal of Heat and Mass Transfer 89 (2015) 229-241
[12] S.Chen, Z. Yang, Y. Duan, Y. Chen, D. Wu, Simulation of condensation flow in a rectangular microchannel, Chemical Engineering and Processing 76 (2014) 60- 69
[13] K.Ling, G.Son, D.L Sun, W.Q. Tao, Three dimensional numerical simulation on bubble growth and merger in microchannel boiling flow, International Journal of Thermal Science 98(2015) 135-147
[14] T.T. Đang, J. T. Teng, The effects of configurations on the performance of microchannel counter-flow heat exchangers – An experimental study”, Applied Thermal Engineering 31 (2011) 3946 – 3955
[15] H. Hu, R. Zhang, D. Zhuang, G. Ding, W. Wei, L. Xiang, “ Numerical model of two-phase refrigerantflow distribution in a plate evaporator with distributors “, Applied Thermal Engineering xxx (2014) 1-10
[16] Zhihai Gordon Dong, John Bean,”Experimental Research and CFD Simulation
on Microchannel Evaporator Header to Improve Heat Exchanger Efficiency ”,
International Refrigeration and Air Conditioning Conference
[17] Sira Saisorn, Jatuporn Kaew-On, Somchai Wongwises, Flow pattern and heat transfer characteristics of R-134a refrigerant during flow boiling in a horizontal circular mini-channel, International Journal of Heat and Mass Transfer 53 (2010) 4023–4038
[18] Sira Saisorn, , Jatuporn Kaew-On, Somchai Wongwises, Two-phase flow of R- 134a refrigerant during flow boiling through a horizontal circular mini- channel,Experimental Thermal and Fluid Science 35 (2011) 887–895
[19] Xiaojun Quan, Ping Cheng, Huiying Wu, An experimental investigation on pressure drop of steam condensing in silicon Microchannels, International Journal
of Heat and Mass Transfer 51 (2008) 5454–5458
[20] Srinias Garimella , Akhil Agarwal & Jesse D. Killion, Condensation Pressure
Drop in Circular Microchannels, Heat Transfer Engineering
[21] G. Goss Jr, J.L.G. Oliveir, J.C. Passos, Pressure drop during condensation of R-134a inside parallel Microchannels, International journal of refrigeration 56
[22] / Re´mi Revellin*, John R. Thome, Experimental investigation of R-134a and R-245fa two-phase flow in microchannels for different flow conditions, International Journal of Heat and Fluid Flow 28 (2007) 63–71
[23] Hicham El Mghari , Mohamed Asbik, Hasna Louahlia-Gualous, Ionut Voicu, Condensation heat transfer enhancement in a horizontal non-circular microchannel, Applied Thermal Engineering 64 (2014) 358e370
[24] Hoo-Kyu Oh, Chang-Hyo Son, Condensation heat transfer characteristics of R- 22, R-134a and R-410A in a single circular Microtube, Condensation heat transfer
characteristics of R-22, R-134a and R-410A in a single circular Microtube
[25] Na Liu , Jun Ming Li, Jie Sun, Hua Sheng Wang, Heat transfer and pressure drop during condensation of R-152A in circular and square Microchannels,
Experimental Thermal and Fluid Science 47 (2013) 60–67
[26] G.B. Jiang , J.T. Tan, Q.X. Nian, S.C. Tang, W.Q. Tao, Experimental study of boiling heat transfer in smooth/micro-fin tubes of four refrigerants, International Journal of Heat and Mass Transfer 98 (2016) 631–642
[27] Trung và Hùng, “Nghiên cứu ảnh hưởng lực trọng trường đến các đặc tính truyền nhiệt và lưu chất trong bộ trao đổi nhiệt kênh Micro”, Đề tài cấp trường trọng điểm 2011 – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
[28] Trung và Hùng, “Nghiên cứu ảnh hưởng tính chất vật lý của lưu chất trong bộ tản nhiệt kênh Micro”, Đề tài cấp trường trọng điểm 2012 – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
[29] Trung và Hùng cùng cộng sự, “Nghiên cứu ảnh hưởng của sơ đồ dòng chảy đến quá trình bay hơi trong kênh micro”, Hội nghị khoa học và cơng nghệ tồn quốc về cơ khí - Lần thứ IV 31072015-TTD
[30] Thanhtrung Dang and Minhhung Doan, An Experimental Investigation on Condensation Heat Transfer of Microchannel Heat Exchangers, International
Journal of Computational Engineering Research Vol, 03 Issue, 12
[31] Minhhung Doan, Thanhtrung Dang, An Experimental Investigation on Condensation in Horizontal Microchannels, International Journal of Civil,
Mechanical and Energy Science (IJCMES) [Vol-2, Issue-2, March-April, 2016] Infogain Publication (Infogainpublication.com) ISSN : 2455-5304