Bg truyennhiet c vi tnhiet va tbtdnhiet
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.6 MB, 18 trang )
TRUYỀN NHIỆT và
THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT
Nguyễn toàn phong
1 of 36
Thiết bị trao đổi nhiệt loại bề mặt
Thiết bị trao đổi nhiệt loại hồi nhiệt
Thiết bị trao đổi nhiệt loại hỗn hợp
Chương VI – Truyềnï Nhiệt & TBTĐN
§ 6.1. Khái Niệm về Thiết Bị Trao Đổi Nhiệt
Wednesday, October 08, 2008
Chương VI
q"
n
, W ( m dài .K )
2 of 36
Chương VI – Truyềnï Nhiệt & TBTĐN
(6-6)
(6-5)
k " t f 1 t f 2
, W m dài
S
(6-4)
" q" , W
Q
§ 1
d Ã
1
1
Ư ăă
ln i 1 áá
d i ạ d2 D2
d 1 D1 i 1 © 2 O i
Nguyễn toàn phong
k"
1
, W (m 2 .K )
Gi 1
1
¦
D1 i 1 O i D 2
n
(6-3)
(6-2)
k F t f 1 t f 2
, W m 2
6.2.2 Trường Hợp Vách Trụ
kF
qF
(6-1)
Q
F qF , W
6.2.1 Trường Hợp Vách Phẳng
Ta khảo sát trường hợp hai lưu chất nóng và lạnh truyền nhiệt
qua một bề mặt vách, nếu nhiệt độ hai lưu chất không thay đổi
dọc theo bề mặt truyền nhiệt, ta có các phương trình trao đổi nhiệt
như sau
§ 6.2. Phương Trình Truyền Nhieät
t w2
F2
Nguyễn toàn phong
với
Q
F2
® *
¯F2
3 of 36
Foc Kc Fc
Foc Fc
(6-9)
(6-8)
(6-7)
Chương VI – Truyềnï Nhiệt & TBTĐN
t f1 t f 2
,W
1
G 1
1
D1 F1 O F1 D 2 F2*
Q D1 D1 F1 t f 1 t w1
Q
°°
O
F1 t w1 t w 2
Q
®Q O
G
°
°¯Q D 2 D 2 F2* t w 2 t f 2
Q
Khi hệ thống ổn định, ta có ba phương trình truyền nhiệt sau
F1
t w1
G
tf2
t f1
O
D2
D1
6.2.3 Trường Hợp Vách Phẳng Làm Cánh Một Phía
1 G 1 F1
D1 O D 2 F2*
1
, W (m 2 .K )
(6-11)
E
Nguyễn toàn phong
với
1
1 F2
G
E E
O
D 2 F2*
D1
1
, W (m 2 .K )
4 of 36
(6-14)
(6-13)
Chương VI – Truyềnï Nhiệt & TBTĐN
F2
là tỷ số làm cánh hay hệ số làm cánh
F1
k2
Tính theo một đơn vị diện tích bề mặt có làm cánh
Q
k 2 t f 1 t f 2
, W
q2
(6-12)
F2
k1
Tính theo một đơn vị diện tích bề mặt không làm cánh
Q
q1
k 1 t f 1 t f 2
, W
(6-10)
F1
Thông thường nhiệt lượng được tính cho một đơn vị diện tích
O
Kc
D2
tf2
Foc
Fc
(6-16)
(6-15.c)
(6-15.b)
(6-15.a)
Chương VI – Truyềnï Nhiệt & TBTĐN
F2* (S.d ng ) hệ số làm cánh hiệu dụng
E*
5 of 36
F2 (S.d ng ) hệ số làm cánh
Foc Kc Fc
F2*
E
Foc Fc
D 2 F2* t w 2 t f 2
t w1 t w 2
d
1
ln ng
d tr
2.S O
D1 S d tr
t f 1 t w1
F2
Nguyễn toàn phong
với
q ng
qO
q tr
Đây là trường hợp đặc biệt của trường hợp vách phẳng có làm
cánh, ta tính nhiệt lượng trao đổi ứng với 1m chiều dài ống
dng
dtr
D1
tf1
6.2.4 Trường Hợp Vách Trụ Có Cánh
D 2 (S d ng ).E* t w 2 t f 2
q tr
qO
q ng , W m daøi
k " t f 1 t f 2
, W m dài
6 of 36
(6-18)
(6-17)
(6-15.e)
(6.-15.d)
Chương VI – Truyềnï Nhiệt & TBTĐN
S
, W (m dài .K )
d ng
1
1
1
1
ln
D1 d tr 2 O
d tr D 2 d ng E*
Nguyễn toàn phong
k"
với
q"
Phương trình 6-15 a, b, d, e cho ta
q"
Trường hợp dẫn nhiệt ổn định, ta có
q ng
Phương trình 6-15.c được viết lại
Nguyễn toàn phong
với
D bx
Vo
2
f
7 of 36
(6-21)
(6-20)
(6-19)
Chương VI – Truyềnï Nhiệt & TBTĐN
, W (m 2 .K)
5,67.10 8 W (m 2 .K 4 )
2
w
H qñ V o Tw Tf
T T
ª T 4 Tf 4
H qủ V o ô w
ằ
ơ Tw Tf ¼
D đl D bx
u t w t f
, W m 2
D bx t w t f
q ñl
q ñl q bx , W m 2
D ñl t w t f
ª T 4 Tf 4 º
H qđ V o « w
» Tw Tf
T
T
f ẳ
ơ w
q ủl q bx
q bx
Trong ủoự
Vaọy q
vụựi
q
Trong trường hợp trao đổi nhiệt giữa bề mặt rắn và chất khí,
thông thường có kèm theo trao đổi nhiệt bức xạ, do đó
6.2.5 Trường Hợp Trao Đổi Nhiệt Phức Tạp
(a)
D1 D 2
D1 D 2
k 0 Min D1 , D 2
1
1
D1 D 2
1
(b)
Nguyễn toàn phong
8 of 36
Chương VI – Truyềnï Nhiệt & TBTĐN
Đồ thị dưới đây cho ta quan hệ giữa giá trị hệ số truyền nhiệt
với các hệ số trao đổi nhiệt đối lưu.
Ta thấy
k0
Trường hợp này bỏ qua ảnh hưởng của nhiệt trở do dẫn nhiệt,
Gi
|0
¦
i 1 Oi
n
1
1
1
G
¦ i
D1 i 1 O i D 2
n
6.3.1 Xeùt Aûnh Hưởng của Hệ Số Tỏa Nhiệt Đối Lưu
kF
Ta xét trường hợp truyền nhiệt qua vách phẳng, biểu thức 6-3
§ 6.3. Các Ảnh Hưởng Đến Hệ Số Truyền Nhiệt
Nguyễn toàn phong
9 of 36
Chương VI – Truyềnï Nhiệt & TBTĐN
Trong trường hợp không thể tăng hệ số trao đổi
nhiệt đối lưu (hệ số trao đổi nhiệt đối lưu của chất
khí nhỏ hơn rất nhiều so với nước hay quá trình biến
đổi pha) thì người ta tăng diện tích trao đổi nhiệt
(bằng cách làm thêm cánh) về phía lưu chất có hệ
số trao đổi nhiệt nhỏ hơn.
Nhận xét: Để tăng cường truyền nhiệt (tăng hệ số truyền
nhiệt) người ta sẽ tìm cách tăng hệ số trao đổi nhiệt
đối lưu về phía có giá trị nhỏ hơn.
n
G
1 k0 ¦ i
i 1 Oi
1
(6-22)
Nguyễn toàn phong
10 of 36
Chương VI – Truyềnï Nhiệt & TBTĐN
Cần lưu ý sự tăng nhiệt trở dẫn nhiệt của lớp cáu
bẩn trong các thiết bị truyền nhiệt. Định kỳ vệ sinh
về phía lưu chất có bám bẩn.
Nhận xét: Đồ thị cho ta sự sai biệt của hệ số truyền nhiệt khi
bỏ qua nhiệt trở dẫn nhiệt.
Đồ thị dưới đây cho ta quan hệ ở trên
kF
k0
Từ biểu thức a và b cho ta
6.3.2 Xét nh Hưởng của Nhiệt Trở Dẫn Nhiệt
