CHƯƠNG 3: THIẾT LẬP HỆ THỐNG THÍ NGHIỆM
3.2. Thiết lập thực nghiệm
3.2.1. Lắp đặt hệ thống
a. Hệ thống thí nghiệm và bố trí thiết bị đo
Sơ đồ hệ thống thí nghiệm được bố trí như hình 3.6, hệ thống bao gồm 7 thiết bị chính: Lò hơi mini (mini-boiler), bình tách lỏng, thiết bị ngưng tụ kênh micro, bể nước, bơm cấp nước cho lò hơi, bơm nước giải nhiệt và hệ thống thu thập dữ liệu.
Hơi bão hòa khô từ lò hơi mini đi vào thiết bị ngưng tụ kênh micro nhả nhiệt cho nước giải nhiệt và ngưng tụ thành lỏng hoàn toàn ở đầu ra. Để đảm bảo hơi vào thiết bị ngưng tụ kênh micro ở trạng thái bão hòa khô, một bình tách lỏng được lắp đặt trong hệ thống thí nghiệm.
Các kênh micro Vị trí hơi vào
Vị trí nước ngưng ra
Ống trung gian lắp thiết bị đo nhiệt độ, áp suất
67
Hình 3.6: Sơ đồ hệ thống thí nghiệm Bố trí thiết bị đo:
- Để xác định nhiệt độ vào và ra về phía dòng hơi và nước giải nhiệt, 4 cảm biến nhiệt loại T được bố trí tại đầu vào và đầu ra của thiết bị bao gồm T1, T2 cho phía dòng hơi và T3, T4 cho phía nước giải nhiệt. Ngoài ra, một cảm biến nhiệt nữa T5
được sử dụng để xác định nhiệt độ không khí môi trường xung quanh.
- Một thiết bị đo đồng thời áp suất p1 và p2 được sử dụng để xác định độ giảm áp của dòng hơi tại đầu vào và nước ngưng ở đầu ra của thiết bị ngưng tụ kênh micro.
Thiết bị đo này gồm 2 đầu cảm biến áp suất: cảm biến áp suất thứ nhất được lắp tại đầu vào của dòng hơi để đo áp suất của hơi bão hòa, cảm biến áp suất thứ hai được
T1
p1
T4
T2
T3
p2
Cân
Cân
Máy vi tính MX Logger
MX100 T5
pi
Ti
Điện trở
Mini-boiler Bình tách lỏng
Bể nước Thiết bị ngưng tụ kênh micro
Bơm micro 1
Bơm micro 2 Camera
68
lắp tại đầu ra để đo áp suất của nước ngưng. Từ đây, độ giảm áp suất được xác định là Δp = p1 - p2, Pa.
- Cân điện tử chính xác được sử dụng để xác định lưu lượng nước ngưng và lưu lượng nước giải nhiệt với giá trị hiển thị đến 0,0001g.
- Xác định biên dạng vị trí nước ngưng bên trong các kênh micro, một camera tốc độ cao được sử dụng để quan sát quá trình ngưng tụ của dòng hơi.
Hệ thống thu thập dữ liệu:
Hệ thống này gồm 3 thiết bị chính, máy vi tính được sử dụng để hiển thị và lưu trữ dữ liệu nhờ phần mềm MX Logger kết nối với bộ thu thập dữ liệu MX100 bằng đường truyền của dây cáp Internet theo hệ thống mạng nội bộ.
Bảng 3.2: Chi tiết vị trí lắp cảm biến nhiệt và áp suất
Tên cảm biến Vị trí lắp Thông số
Cặp nhiệt, loại T T1 Nhiệt độ hơi vào T2 Nhiệt độ nước ngưng
T3 Nhiệt độ nước giải nhiệt vào T4 Nhiệt độ nước giải nhiệt ra T5 Nhiệt độ môi trường Cảm biến áp
suất, loại Δp p = p1 - p2 Độ giảm áp suất phía hơi.
b. Thông số kỹ thuật các thiết bị chính (1). Lò hơi mini:
Lò hơi mini như hình 3.7 được sử dụng có 2 điện trở, công suất của mỗi điện trở 4,5 kW. Trong nghiên cứu này chỉ có 1 điện trở được sử dụng, đồng thời một biến trở được bố trí nối tiếp với điện trở để điều chỉnh công suất cấp hơi cho thiết bị ngưng tụ kênh micro.
69 Thông tin kỹ thuật lò hơi mini
- Công suất khi kết hợp với biến trở: 0 - 4500 W - Nguồn điện: 1 pha, 220-240 V AC
- Nơi sản suất: Mỹ
Hình 3.7: Lò hơi mini (2) Bơm mini
Để ổn định mực nước trong lò hơi mini 2, lưu lượng nước cấp vào phải ổn định theo công suất lò và điều này được thực hiện bởi bơm mini 1.
Tương tự cho giải pháp điều chỉnh lưu lượng của lưu chất giải nhiệt cũng được thực hiện bằng bơm mini 2 như hình 3.8.
Hình 3.8: Bơm ceramic
70
Thông số kỹ thuật cho bơm ceramic EYELA để bơm nước giải nhiệt - Loại: VSP-1200
- Lưu lượng: có thể điều chỉnh từ 2,0 ml/phút đến 192 ml/phút.
- Nguồn điện: 100V, 50/60Hz, 0,2 kVA - Nơi sản xuất: Nhật Bản
Hình 3.9 là hệ thống thí nghiệm đã được lắp đặt như sơ đồ hình 3.6 đã trình bày ở trên.
Hình 3.9: Hệ thống thí nghiệm
1-Thiết bị ngưng tụ kênh micro, 2-Lò hơi mini, 3-Camera tốc độ cao, 4-Bình tách lỏng, 5-Bơm micro, 6-Bộ thu thập dữ liệu MX100, 7-Cân điện tử,
8-Màn hình hiển thị dữ liệu
8 7 5 6
4
3
1 2