Ly thuyet truyen nhiet on dinh

TÍNH TOÁN LƯỢNG NHIỆT TIỀU THỤ
TRONG THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT
1. Tính toán năng lượng :
Nhiệt lượng cần cung cấp để nâng (hoặc hạ) nhiệt độ khối dịch từ t
1
lên t
2
(hoặc từ t
2

xuống t
1
) được tính theo công thức:
Q = G * C (t
2
- t
1
) (kcal)
Trong đó:
G: khối lượng dịch (kg)
C: tỷ nhiệt của khối dịch (kcal/kg
o
C)
t
2
: nhiệt độ cuối của dịch (
o
C)
t
1
: nhiệt độ đầu của dịch (

o
C)
Nhiệt lượng cần cung cấp để duy trì ở các nhiệt độ:
Q = q* w (kcal)
Trong đó:
q: hàm nhiệt của hơi nước (kcal/kg)
w: lượng nước bay hơi (kg)
Lượng hơi cần cung cấp:
D =
)(96,0 iit
Q
h

(kg/h)
Trong đó:
Q: lượng nhiệt cần cung cấp (kcal)
0,96: độ bão hòa của hơi nước
t: thời gian cấp nhiệt (h)
i
h
: hàm nhiệt của hơi nước bão hòa (kcal/kg) - i
h
= 650 (kcal/kg)
i: hàm nhiệt của nước ngưng tụ (kcal/kg) - i = 127 (kcal/kg)
2. Sự dẫn nhiệt ổn định trong vật rắn
1.1. Dẫn nhiệt qua tường phẳng
- Nhiệt lượng truyền qua tường phẳng với nhiều lớp, áp dụng công thức như sau:


t

w1
= nhiệt độ thành trong cùng
t
w
: nhiệt độ thành ngoài
d
i
: đường kính của các lớp
i: hệ số truyền nhiệt của các lớp
F: diện tích bề mặt trao đổi nhiệt.

1.2. Dẫn nhiệt qua tường ống hay trụ
- Nhiệt lượng truyền qua tường ống với nhiều lớp, áp dụng công thức như sau:


t
w1
= nhiệt độ thành trong cùng
t
w
: nhiệt độ thành ngoài
d
i
: đường kính của các lớp
i: hệ số truyền nhiệt của các lớp
L: chiều dài ống hoặc trụ
3. Đối lưu nhiệt
3.1. Khái niệm:
- Quá trình truyền nhiệt trong môi trường lỏng và khí chủ yếu bằng dòng đối lưu.
- Quá trình vận chuyển nhiệt từ chất lỏng hay chất khí tới tường hoặc ngược lại gọi là

quá trình cấp nhiệt.
- Dòng đối lưu được phân ra hai dạng đối lưu tự nhiên và đối lưu cưỡng bức
- Đối lưu tự nhiên là sự chuyển động của chất lỏng hoặc chất khí do sự chênh lệch
khối lượng riêng của các phần tử chất lỏng hoặc chất khí ở các điểm có nhiệt độ khác
nhau.
- Đối lưu cưỡng bức là sự chuyển động của chất lỏng hoặc khí do có tác dụng cơ học
bên ngoài như khuấy hoặc bơm.
- Trong đối lưu cưỡng bức, quá trình trao đổi nhiệt mãnh liệt hơn đối lưu tự nhiên.
3.2. Định luật Newton:


α: hệ số tỏa nhiệt đối lưu (W/m
2
.độ)
F: diện tích bề mặt trao đổi nhiệt m
2

Tw: nhiệt độ trung bình của bề mặt thành
Tf: nhiệt độ trung bình của chất lỏng hoặc khí

Để tính hệ số tỏa nhiệt đối lưu ta sử dụng công thức Mikhêep:
Nu
f
= C* (Gr * Pr)
n


Gr * Pr
C
n

2.10
7
– 1. 10
13

0,135
1/3
5.10
2
– 1. 10
7

0,54
1/4
1.10
-3
– 5.10
2

1,18
1/8

Số Nusselt: Nu = αl/λ
Số Grashof:


Số Brandtl:


Tra bảng để tìm: λ, a, υ, β, Pr.

Nhiệt độ xác định: t
m
= ½ (t
f
+ t
w
)
(Các chỉ số trên tra bảng Tính chất hóa lý của không khí ở áp suất khí quyển trang 318
– sổ tay hóa công tập 1)