Giáo trình thí nghiệm quá trình thiết bị

Truyền nhiệt ống lồng ống Nguyễn Sỹ Xuân Ân
I.TRÍCH YẾU :
1. Mục đích thí nghiệm:
- Làm quen với thiết bò truyền nhiệt dạng ống lồng ống,các dụng cụ đo nhiệt
độ và lưu lượng lưu chất.
- Xác đònh hệ số truyền nhiệt trong quá trình truyền nhiệt giữa hai dòng lạnh
nóng được ngăn cách bởi vách ngăn kim loại ở các chế độ chảy khác nhau.
- Thiết lập cân bằng nhiệt lượng.
2. Tiến hành thí nghiệm :
Tiến hành các thí nghiệm với các loại ống khác nhau với chế độ dòng chảy
khác nhau. Với mỗi loại ống, ta cố đònh lưu lượng dòng nóng đo nhiệt độ của nó, rồi
thay đổi lưu lượng dòng lạnh, ứng với mỗi giá trò của lưu lượng ta đo nhiệt độ của
chúng.
3. Kết quả :
Với mỗi thí nghiệm, ta đo lưu lượng và nhiệt độ của dòng nóng và dòng lạnh,
từ đó tính được nhiệt lượng trao đổi, tổn thất nhiệt. Xác đònh được các chuẩn số Re,
Nu, Pr, tính hệ số truyền nhiệt dài theo thực nghiệm và theo lý thuyết, dựng đồ thò K
1
,
K
1
*
theo Re.
II. LÝ THUYẾT THÍ NGHIỆM :
Truyền nhiệt trong thiết bò dạng ống lồng ống là sự truyền nhiệt phức tạp giữa
hai lưu chất để ngăn cách. Phưong thức truyền nhiệt:nhiệt đối lưu từ vách ngăn đến
lưu chất (ngược lại) và dẫn nhiệt qua thành ống kim loại.
 Phương trình cân bằng nhiệt lượng cho hai dòng lưu chất
Q G C t t G C t t
V V R V
= − = −

1 1 1 2 2 2 2 2
( ) ( )
, ( W)
G G
1 2
, :
Lưu lượng dòng nóng và dòng lạnh (kg/s)
C C
1 2
, :
Nhiệt dung riêng của lưu chất (J/kg.độ)
t t
V V1 2
, :
Nhiệt độ vào của dòng nóng ,lạnh (
0
C
)
t t
R R1 2
, :
Nhiệt độ ra của dòng nóng ,lạnh (
0
C
)
 Quá trình truyền nhiệt được biểu diễn bởi phương trình:
Q K t L
L
= . .
log

∆
Với L: chiều dài ống, m

K
L
:
Hệ số truyền nhiệt dài, W/mK.
t
log
: chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit,K
∆
∆ ∆
∆
∆
t
t t
t
t
l n
l
n
log
ln
=
−
 Hệ số truyền nhiệt dài lý thuyết:
1
Truyền nhiệt ống lồng ống Nguyễn Sỹ Xuân Ân
∑
+++

Π
=
b
b
ngtr
ng
tr
L
d
r
dd
d
d
K
21
1
ln.
2
11
αλα
d d
ng t
, :
đường kính ngoài và đường kính trong của ồng truyền nhiệt ,m
λ : hệ số dẫn nhiệt của của kim loại làm ống,W/mK.
d
b
: đường kính lớp bẩn,m.
r
b

: nhiệt trở của lớp cáu.
 Hệ số cấp nhiệt α
1
,α
2
giữa vách ngăn và các dòng lưu chất được tính từ
chuẩn số Nu:
Ri
t
nm
ANu
εε
.
Pr
Pr
.Pr.Re.
25,0








=
Các hệ số A, n, m,
ε
i
,

ε
R
là các hệ số thực nghiệm, tùy thuộc vào các yếu tố sau:
• Chế độ chảy của các dòng lưu chất
• Sự tương quan giữa dòng chảy và bề mặt truyền nhiệt
• Đặc điểm bề mặt truyền nhiệt( độ nhám, hình dạng )
III. DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ
NGHIỆM:
1. Thiết bò thí nghiệm:
Hệ thống thiết bò thí nghiệm (xem hình ) có 3 kiểu kết cấu bề mặt truyền nhiệt
như sau:
- Kiểu A : loại ống nhún ( ống đàn hồi được )
- Kiểu B : loại ống lồng ống mà lưu chất chảy ngang mặt ngoài của ống trong,
hai dòng lưu chất có phương vuông góc nhau.
- Kiểu C (C
1
,C
2
,C
3
): loại ống lồng ống đơn giản, lưu chất chảy dọc mặt của
ống trong ,hai dòng chảy có phương song song nhau.
Kích thước ống :
Kiểu ống
Ống trong(mm) Ống ngoài(mm) Chiều dài(mm)
Ống kiểu B Φ14/16 Φ26/28 925
Ống kiểu C Φ14/16 Φ26/28 1000
2
Truyền nhiệt ống lồng ống Nguyễn Sỹ Xuân Ân
2. Phương pháp thí nghiệm:

Sau khi chuẩn bò và làm quen với thiết bò ta cần đo các đại lượng : lưu lượng
dòng nóng, dòng lạnh, nhiệt độ vào, ra của các dòng nóng và dòng lạnh:
t t t t
V R V R1 1 2 2
, , ,
.
3. Trình tự thí nghiệm :
- Cấp nước đầy vào nồi đun (khi nước bắt đầu chảy qua ống chảy tràn)
- Đóng cầu dao R
1
, R
2
, R
3
, và R
4
để đun nước.
- Khi nồi đun đạt nhiệt độ (nước bắt đầu sôi), bắt đầu tiến hành thí nghiệm.
- Mở van V
1
, V
2
, V
3
, V
6
, và V
7
. V
5

luôn đóng.
- Đóng cầu dao P
1
để khởi động bơm, bơm dòng nóng từ nồi đun vào thiết bò
thí nghiệm.
- Muốn khảo sát loại ống nào ta mở van chặn tương ứng ở đầu vào dòng
nóng( V
N1
, V
N2
, V
N3
, V
N4
, V
N5
) và ở đầu ra dòng lạnh (V
L2
, V
L3
, V
L4
, V
L5
) của ống đó,
khoá tất cả các van khác lại.
- Dùng van V
3
để điều chỉnh lưu lượng dòng nóng( hoàn lưu một phần dòng
nóng về lại nồi đun).

- Dùng van II để cố đònh lưu lượng dòng nóng, sau đó đổi chiều van II để đo
lưu lượng dòng lạnh( ứng với mỗi lưu lượng dòng nóng đo 4 giá trò lưu lượng dòng
lạnh).
- Điều chỉnh lưu lượng các dòng để thay đổi chế độ chảy và lặp lại thí
nghiệm với thông số ổn đònh mới.
3
Truyền nhiệt ống lồng ống Nguyễn Sỹ Xuân Ân
T
1N
5N
3N
9N
11N
6L
1N
1N
4N
6N
8N
10N
2L
3L
4L
5L
3S
4S
Vn1
Vn2
Vn3
Vn4

Vn5
VL2
VL3
VL4
VL5
V7
V6
V5
V1
V3
V4
Hiển thò nhiệt độ
1S
2S
1L
I
II
III
IV
R1,R2,R3,R4:Cầu dao điện trở
K1: vò trí bề mặt ống cần đo
K2: vò trí cần đo của dòng lạnh
N: nóng(12 điểm) . L: lạnh( 6 điểm). S: bề mặt( 4 điểm)
I: van đổi chiều chuyển động của dòng lạnh
II: van đổi chiều của dòng lạnh hoặc nóng để đo lưu lượng
(Hình vẽ mô tả trường hợp dòng nóng và lạnh
chuyển động ngược chiều, đo lưu lượng dòng nóng)
đầu dò nhiệt độ
đồng hồ đo nhiệt độ
III, IV: van đổi chiều hoàn lưu nước nóng hoặc xả dòng lạnh

nước thải đi
hướng chảy của nước tại các
van đổi chiều
Nước
bổ sung
Dòng nóng
Dòng lạnh
Nóng
Lạnh
P1: cầu dao bơm nước nóng
K3: vò trí cần đo của dòng nóng
C4
C3
C2
C1
B
A
V2
R1 R2 R3 R4 P1
K1
K2 K3
Sơ đồ hệ thống thí nghiệm truyền nhiệt ống lồng ống
BẢNG ĐIỆN
BẢNG CHỈ VỊ TRÍ ĐO
4
Truyền nhiệt ống lồng ống Nguyễn Sỹ Xuân Ân
IV. KẾT QUẢ TÍNH:
Bảng Số Liệu:
Nhiệt độ (
o

C) Ống B Ống C
STT G
1
(ft
3
/ph)
G
2
(ft
3
/ph)
t
1V
t
1R
t
2V
t
2R
t
1V
t
1R
t
2V
t
2R
1
0.16
0.2

96 76
30
59
95 72 30 56
2
0.3
96 76
30
51
95 70 30 46
3
0.4
95 76
30
46
95 68 30 43
4
0.5
94 74
30
41.5
94 66 30 41
5
0.25
0.2
94 76
30
52
96 81 30 58
6

0.3
94 76
30
50
95 79 30 49
7
0.4
94 75
30
46
94 76 30 46
8
0.5
94 73
30
43
94 73 30 43
9
0.3
0.2
92 78
30
52
96 78 30 62
10
0.3
92 77
30
48
95 77 30 54

11
0.4
92 76
30
44
94 76 30 50
12
0.5
92 74
30
42
92 74 30 46
13
0.34
0.2
89 73
30
52
92 76 30 54
14
0.3
89 73
30
51
92 76 30 50
15
0.4
89 73
30
46

92 75 30 46
16
0.5
89 72
30
43
92 72 30 44
Chú thích:
1: dòng nóng.
2: dòng lạnh.
v: dòng vào.
r: dòng ra.
5
Truyền nhiệt ống lồng ống Nguyễn Sỹ Xuân Ân
Kết quả Ống B:
Nhiệt lượng:
DÒNG NÓNG B
STT
G
1
,10
6
(m
3
/s)
G
2
,10
6
(m

3
/s)

1
(kg/m
3
)
G
1
(kg/s)
t
1tb
(
o
C)
t
1
(
o
C)
C
p1
(j/kg.độ)
Q1
(w)
1
75.5
94.3
967.99 0.0731 86.00 20.00 4204.13 6146.4
2 141.5

967.99 0.0731 86.00 20.00 4204.13 6146.4
3 188.8
968.32 0.0731 85.50 19.00 4202.84 5837.3
4 235.8
969.29 0.0732 84.00 20.00 4202.42 6152.3
5
118
94.3
971.83 0.1147 85.00 18.00 4203.21 8677.9
6 141.5
971.83 0.1147 85.00 18.00 4203.21 8677.9
7 188.8
968.97 0.1143 84.50 19.00 4202.84 9127.3
8 235.8
969.60 0.1144 83.50 21.00 4201.96 10094.8
9
142
94.3
971.83 0.138 85.00 14.00 4203.21 8120.6
10 141.5
968.97 0.1376 84.50 15.00 4202.84 8674.7
11 188.8
969.29 0.1376 84.00 16.00 4202.42 9252.0
12 235.8
973.42 0.1382 83.00 18.00 4201.50 10451.7
13
160
94.3
970.84 0.1553 81.00 16.00 4199.90 10435.9
14 142 971.29 0.1554 81.00 16.00 4199.90 10442.6

15 188.8 971.67 0.1555 81.00 16.00 4199.90 10449.4
16 235.8
972.44 0.1556 80.50 17.00 4199.53 11108.6
DÒNG LẠNH B
Q
6
Truyền nhiệt ống lồng ống Nguyễn Sỹ Xuân Ân
13
160
94.3
991.87 0.0935 41 22.0 4181.4 8601.1 1834.8
14 142 992.06 0.1404 40.5 21.0 4181.4 12328.3 -1885.7
15 188.8 993.00 0.1874 38 16.0 4181.1 12536.6 -2087.2
16 235.8
993.34 0.2342 36.5 13.0 4181 12729.4 -1620.8
Tính Re
Ống B
STT d
n
(m) w
1
(m/s) Re
1
d
l
(m) w
2
(m/s) Re
2
1 0.014 0.49 20031 0.016 0.2860 7500

2 0.014 0.49 20031 0.016 0.4292 10483
3 0.014 0.49 19918 0.016 0.5723 13344
4 0.014 0.49 19586 0.016 0.7152 15722
5 0.014 0.766 31064 0.016 0.2860 7049
6 0.014 0.766 31064 0.016 0.4292 10387
7 0.014 0.766 30789 0.016 0.5723 13344
8 0.014 0.766 30439 0.016 0.7152 16202
9 0.014 0.922 37390 0.016 0.2860 7049
10 0.014 0.922 34656 0.016 0.4292 10197
11 0.014 0.922 36853 0.016 0.5723 13093
12 0.014 0.922 36568 0.016 0.7152 16050
13 0.014 1.039 40107 0.016 0.2860 7049
14 0.014 1.039 40126 0.016 0.4292 10483
15 0.014 1.039 40142 0.016 0.5723 13344
16 0.014 1.039 39924 0.016 0.7152 16202
Tính:  t
log
, K
l-1,
K
l-2
Ống B
STT t
1tb
(
o
C) t
2tb
(
o

C)
 t
l
= t
1V
- t
2R
t
n
= t
1r
- t
2v
t
log
K
l-1
K
l-2
Pr
1
Pr
2
1 86.00 44.5 37.00 46.0 41.34 160.7 296.23 1.88 4.050
2 86.00 40.5 45.00 46.0 45.5 146 292.92 1.88 4.450
3 85.50 38 49.00 46.0 47.48 132.9 285.45 1.89 4.700
4 84.00 40.75 52.5 44.0 48.12 138.2 253.2 1.92 4.930
5 85.00 41 42.00 46.0 43.97 213.4 211.47 1.9 4.400
6 85.00 40 44.00 46.0 44.99 208.5 282.13 1.9 4.500
7 84.50 38 48.00 45.0 46.48 212.3 291.59 1.91 4.700

8 83.50 36.5 51.00 43.0 46.89 232.7 293.49 1.93 4.850
9 85.00 41 40.00 48.0 43.88 200.1 211.91 1.9 4.400
10 84.50 39 44.00 47.0 45.48 206.2 251.35 1.91 4.600
7
Truyền nhiệt ống lồng ống Nguyễn Sỹ Xuân Ân
11 84.00 37 48.00 46.0 46.99 212.9 252.36 1.92 4.800
12 83.00 36 50.00 44.0 46.94 240.7 270.74 1.94 4.900
13 81.00 41 37.00 43.0 39.92 282.6 232.93 1.98 4.400
14 81.00 40.5 38.00 43.0 40.45 279.1 329.49 1.98 4.450
15 81.00 38 43.00 42.0 42.5 265.8 318.9 1.98 4.700
16 80.50 36.5 46.00 42.0 43.97 273.1 312.98 1.99 4.850
Tra hệ số dẫn nhiệt và độ nhớt
Ống B
STT
t
1tb
(
o
C)
t
2tb
(
o
C)

1
.10
3
(Ns/m
2

)

2
.10
3
(Ns/m
2
)

1
(w/mK)

2
(w/mK)
1 86.00 44.5 0.3315 0.6043 0.678 0.64
2 86.00 40.5 0.3315 0.6499 0.678 0.635
3 85.50 38 0.3335 0.6814 0.678 0.631
4 84.00 35.75 0.3395 0.7235 0.677 0.627
5 85.00 41 0.3355 0.6439 0.677 0.635
6 85.00 40 0.3355 0.6560 0.677 0.634
7 84.50 38 0.3375 0.6814 0.677 0.631
8 83.50 36.5 0.3416 0.7016 0.677 0.628
9 85.00 41 0.3355 0.6439 0.677 0.635
10 84.50 39 0.3609 0.6685 0.677 0.632
11 84.00 37 0.3395 0.6947 0.677 0.629
8
Truyền nhiệt ống lồng ống Nguyễn Sỹ Xuân Ân
12 83.00 36 0.3436 0.7085 0.676 0.627
13 81.00 41 0.3521 0.6439 0.675 0.635
14 81.00 40.5 0.3521 0.6499 0.675 0.635

15 81.00 38 0.3521 0.6814 0.675 0.631
16 80.50 36.5 0.3543 0.7016 0.675 0.628
9
Truyền nhiệt ống lồng ống Nguyễn Sỹ Xuân Ân
Tính Sai Số lần 1:
Ống B
STT
t
1
t
2
(
o
C) t
v1
t
v2
Pr
v1
Pr
v2
Nu
1
Nu
2

1

2
K

’
t
1
*
%t
1
t
2
*
%t
2
1 10.85 28.99 75.15 73.49 2.29 2.36 115.27 84.33 5582 3373 2091.1 15.49 43 25.63 11.6
2 15.12 28.88 70.88 69.38 2.46 2.52 113.23 131.33 5484 5212 2653.9 22.02 46 23.17 19.8
3 18.45 27.53 67.05 65.53 2.62 2.68 111.45 154.7 5397 6101 2842.6 25.01 36 22.12 19.7
4 19.73 22.02 63.24 61.61 2.73 2.79 110.29 173.93 5333 6903 2985.3 24.21 23 18.7 15.1
5 7.85 34.62 77.15 75.62 2.17 2.26 153.04 87.07 7401 3456 2341.6 13.91 77 29.79 14
6 10.9 32.59 74.1 72.59 2.32 2.48 150.5 132.05 7278 5232 3020 18.67 71 25.97 20.3
7 13.6 31.38 70.9 69.38 2.46 2.52 148.01 157.1 7157 6196 3292.6 21.38 57 24.7 21.3
8 15.77 29.62 67.73 66.12 2.59 2.66 146.07 177.61 7064 6971 3476.9 23.08 46 23.39 21
9 6.72 35.66 78.28 76.66 2.1 2.2 172.45 87.66 8339 3479 2439.3 12.84 91 30.77 13.7
10 10 33.98 74.5 72.98 2.32 2.38 161.24 133.79 7797 5285 3124.3 18.22 82 26.89 20.9
11 11.92 33.57 72.08 70.57 2.42 2.48 166.09 158.03 8032 6213 3471.6 20.31 70 26.26 21.8
12 13.86 31.58 69.14 67.58 2.53 2.6 164.56 178.77 7946 7006 3687.6 21.78 57 24.71 21.8
13 5.74 32.68 75.26 73.68 2.28 2.35 180.84 86.23 8719 3422 2441.9 11.18 95 28.49 12.8
14 8.07 30.88 72.93 71.38 2.38 2.44 178.96 132.39 8628 5254 3238 15.18 88 24.93 19.3
15 10.23 30.77 70.77 68.77 2.47 2.55 177.35 156.64 8551 6177 3553.2 17.66 73 24.45 20.5
16 12.26 30.21 68.24 66.71 2.57 2.63 175.58 178.12 8465 6991 3791.2 19.69 61 23.84 21.1
Tính sai số lần 2:
10
Truyền nhiệt ống lồng ống Nguyễn Sỹ Xuân Ân

Ống B
STT t
1
*
t
2
*
t
v1
t
v2
Pr
v1
Pr
v2
Nu
1
Nu
2

1

2
K
’
t
1
%t
(%)
t

2
*
%t
2
(%)
K
l
*
(w/mK)
1
15.49 25.63 70.51 70.13 2.5 2.52 112.77 82.96 5461 3318 2053 15.54 0.32 25.6 -0.12 97.90
2
22.02 23.17 63.98 63.67 2.77 2.78 109.92 128.14 5323 5086 2583.4 22.08 0.27 23.1 -0.3 121.39
3
25.01 22.12 60.49 60.12 2.93 2.97 108.38 150.78 5249 5946 2767.9 25.04 0.12 22.1 -0.09 129.32
4
24.21 18.7 59.79 59.45 2.99 3 107.81 170.8 5213 6779 2924.5 24.26 0.21 18.7 0 136.03
5
13.91 29.79 71.09 70.79 2.48 2.49 148.01 84.99 7157 3373 2279 14 0.65 29.7 -0.3 109.53
6
18.67 25.97 66.33 65.97 2.68 2.69 145.17 129.4 7020 5127 2940.4 18.84 0.91 25.8 -0.65 139.39
7
21.38 24.7 63.12 62.7 2.8 2.82 143.3 152.75 6930 6024 3195.9 21.44 0.28 24.7 0 150.63
8
23.08 23.39 60.42 59.89 2.94 2.99 141.52 172.5 6844 6771 3373.8 23.11 0.13 23.4 0.04 158.34
9
12.84 30.77 72.16 71.77 2.44 2.45 166.1 85.33 8032 3387 2367.7 12.94 0.78 30.7 -0.23 114.16
10
18.22 26.89 66.28 65.89 2.68 2.69 155.53 129.75 7521 5125 3024.1 18.29 0.38 26.8 -0.33 143.68
11

20.31 26.26 63.69 63.26 2.79 2.6 160.29 156.17 7751 6139 3395.5 20.59 1.38 26 -0.99 160.53
12
21.78 24.71 61.22 60.71 2.89 2.92 159.18 173.66 7686 6805 3575.8 21.84 0.28 24.7 -0.04 168.44
13
11.18 28.49 69.82 69.49 2.53 2.54 176.19 84.57 8495 3356 2390.7 11.23 0.45 28.4 -0.32 115.48
14
15.18 24.93 65.82 65.43 2.69 2.7 173.56 129.08 8368 5123 3151.6 15.23 0.33 24.9 -0.12 150.25
15
17.66 24.45 63.34 62.45 2.79 2.83 172.03 152.61 8294 6019 3456.5 17.71 0.28 24.4 -0.2 163.89
16
19.69 23.84 60.81 60.34 2.89 2.94 170.5 173.23 8221 6799 3685.7 19.71 0.1 23.8 -0.17 174.01
11
Truyền nhiệt ống lồng ống Nguyễn Sỹ Xuân Ân
12
Truyền nhiệt ống lồng ống Nguyễn Sỹ Xuân Ân
13
Truyền nhiệt ống lồng ống Nguyễn Sỹ Xuân Ân
Ống C:
Nhiệt Lượng:
DÒNG NÓNG C
STT
G
1
,10
6
(m
3
/s)
G
2

,10
6
(m
3
/s)

1
(kg/m
3
)
G
1
(kg/s)
t
tb
(
o
C)
t
1
(
o
C)
Cp
1
(j/kg.độ)
Q
1
(w)
1

75.5
94.3
969.60 0.073 83.5 23.0 4202.0 7055.2
2 141.5
970.24 0.073 82.5 25.0 4201.1 7667
3 188.8
970.88 0.073 81.5 27.0 4200.3 8278.8
4 235.8
971.83 0.073 80 28.0 4199.9 8584.6
5
118
94.3
966.53 0.114 88.5 15.0 4383.0 7494.9
6 141.5
967.53 0.114 87 16.0 4205.0 7669.9
7 188.8
968.85 0.114 85 18.0 4203.2 8625
8 235.8
974.06 0.115 83.5 21.0 4202.0 10147.8
9
142
94.3
967.53 0.137 87 18.0 4205.0 10369.5
10 141.5
967.86 0.137 86.5 19.0 4204.6 10944.6
11 188.8
969.18 0.137 85.5 19.0 4203.7 10942.2
12 235.8
969.29 0.137 84 20.0 4202.4 11514.6
13

160
94.3
969.29 0.155 84 16.0 4202.4 10422
14 142 969.29 0.155 84 16.0 4202.4 10422
15 188.8 969.90 0.156 83.5 17.0 4202.0 11143.7
16 235.8
970.56 0.156 82 20.0 4200.7 13106.2
14
Truyền nhiệt ống lồng ống Nguyễn Sỹ Xuân Ân
Nhiệt lượng
DÒNG LẠNH C
STT
G
1
,10
6
(m
3
/s)
G
2
,10
6
(m
3
/s)

2
(kg/m
3

)
G
2
(kg/s)
t
2tb
(
o
C)
t
2
(
o
C)
Cp
2
(j/kg.độ
)
Q
2
(w)
Q
(w)
1
75.5
94.3
991.07
0.093
43.00 26 4181.8 10111.6 -3056.4
2 141.5

993
0.141
38.00 16 4181.1 9432.6 -1765.6
3 188.8
993.54
0.187
36.50 13 4181 10164.0 -1885.2
4 235.8
993.89
0.234
35.50 11 4180.9 10761.6 -2177
5
118
94.3
990.66
0.093
44.00 28 4181.9 10889.7 -3394.8
6 141.5
992.44
0.141
39.50 19 4181.2 11122.0 -3452.1
7 188.8
993
0.187
38.00 16 4181.1 12509.9 -3884.9
8 235.8
993.54
0.234
36.50 13 4181 12718.6 -2570.8
9

142
94.3
989.82
0.093
46.00 32 4182.4 12446.8 -2077.3
10 141.5
991.47
0.141
42.00 24 4181.6 14050.2 -3105.6
11 188.8
992.25
0.187
40.00 20 4181.3 15638.1 -4695.9
12 235.8
993
0.234
38.00 16 4181.1 15654.0 -4139.4
13
160
94.3
991.47
0.093
42.00 24 4181.6 9333.3 1088.7
14 142 992.25 0.141 40.00 20 4181.3 11707.6 -1285.6
15 188.8 993 0.187 38.00 16 4181.1 12509.9 -1366.2
16 235.8
993.36
0.234
37.00 14 4172.6 13669.4 -563.2
15

Truyền nhiệt ống lồng ống Nguyễn Sỹ Xuân Ân
Tính Re
Ống C
STT d
n
(m) w
1
(m/s) Re
1
d
l
(m) w
2
(m/s) Re
2
C
1 0.014 0.49 19472 0.01 0.286 4567 10.595
2 0.014 0.49 19253 0.01 0.429 6252 19.595
3 0.014 0.49 19035 0.01 0.572 8100 27.03
4 0.014 0.49 18701 0.01 0.715 9932 27.58
5 0.014 0.766 32180 0.01 0.286 4647 10.543
6 0.014 0.766 31672 0.01 0.429 6428 19.66
7 0.014 0.766 30969 0.01 0.572 8336 27.1
8 0.014 0.766 30579 0.01 0.715 10125
9 0.014 0.919 37998 0.01 0.286 4812 10.722
10 0.014 0.919 37781 0.01 0.429 6729 19.773
11 0.014 0.919 37390 0.01 0.572 8652 27.196
12 0.014 0.919 36733 0.01 0.715 10420
13 0.014 1.042 41649 0.01 0.286 4486 10.553
14 0.014 1.042 41649 0.01 0.429 6489 19.683

15 0.014 1.042 41420 0.01 0.572 8336 27.1
16 0.014 1.042 40709 0.01 0.715 10224
16
Truyền nhiệt ống lồng ống Nguyễn Sỹ Xuân Ân
 t
log
Ống C
STT t
1tb
(
o
C)

t
2tb
(
o
C)

t
l
=t
1v
-t
2r
(
o
C)
t
n

=t
1r
-t
2v
(
o
C)
t
log
K
l-1
(W/mK
)
K
l2
(W/mK)
Pr
1
Pr
2
1 83.5 43.00 39 42 40.48 174.29 249.79 1.93 4.47
2 82.5 38.00 49 40 44.35 172.87 212.69 1.95 4.97
3 81.5 36.50 52 38 44.63 185.5 227.74 1.97 4.85
4 80 35.50 53 36 43.95 195.33 244.86 2 4.95
5 88.5 44.00 38 51 44.18 169.64 246.48 1.83 4.1
6 87 39.50 46 49 47.48 161.54 234.25 1.84 4.55
7 85 38.00 48 46 46.99 183.55 266.22 1.9 4.7
8 83.5 36.50 51 43 46.89 216.42 271.24 1.93 4.85
9 87 46.00 34 48 40.6 255.41 306.57 1.84 3.9
10 86.5 42.00 42 47 44.45 246.22 316.09 1.87 4.3

11 85.5 40.00 45 46 45.5 240.49 343.69 1.89 4.5
12 84 38.00 48 44 45.97 250.48 340.53 1.92 4.7
13 84 42.00 38 46 41.87 248.91 222.91 1.92 4.3
14 84 40.00 42 46 43.97 237.03 266.26 1.92 4.7
15 83.5 38.00 46 45 45.5 244.92 274.94 1.93 4.7
16 82 37.00 48 42 44.93 291.7 304.24 1.9 4.8
Hệ số dẫn nhiệt:
Ống C
17
Truyền nhiệt ống lồng ống Nguyễn Sỹ Xuân Ân
STT t
1tb
(
o
C) t
2tb
(
o
C)


1
.10
3
(Ns/m) 
2
.10
3
(Ns/m) 
1

(w/mK) 
2
(w/mK)
1 82.35 46.40 0.3416 0.6207 0.677 0.638
2 81.55 42.95 0.3457 0.6814 0.676 0.631
3 80.25 40.80 0.3499 0.7016 0.675 0.628
4 77.80 38.35 0.3565 0.7155 0.675 0.627
5 85.30 49.80 0.3221 0.6097 0.679 0.639
6 84.10 45.55 0.3276 0.6623 0.679 0.633
7 81.90 43.00 0.3355 0.6814 0.677 0.631
8 79.75 41.20 0.3416 0.7016 0.677 0.628
9 76.90 47.75 0.3276 0.5883 0.679 0.642
10 76.15 43.80 0.3296 0.6321 0.678 0.637
11 75.15 41.50 0.3335 0.656 0.678 0.634
12 72.35 40.10 0.3395 0.6814 0.677 0.631
13 77.15 47.55 0.3395 0.6321 0.677 0.637
14 76.45 44.75 0.3395 0.656 0.677 0.634
15 75.75 42.70 0.3416 0.6814 0.677 0.631
16 73.90 40.40 0.3478 0.6947 0.676 0.629
18
Truyền nhiệt ống lồng ống Nguyễn Sỹ Xuân Ân
Tính lặp lần 1:
Ống C
STT t
1
t
2
t
v1
t

v2
Pr
v1
Pr
v2
Nu
1
Nu
2

1

2
K
’
t
1
*
%t
1
(%)
t
2
*
%t
2
(%)
1
7.41 31.57 76.09 74.57 2.24 2.32 72.5 23.77 3506 1517 1055.9 12.19 65 28.18 12
2

10.5 32.35 72 70.35 2.42 2.49 70.97 46.41 3427 2928 1572.5 20.35 94 23.82 36
3
12.87 30.26 68.63 66.76 2.56 2.63 69.83 62.11 3367 3901 1798.7 23.84 85 20.58 47
4
14.72 27.73 65.28 63.23 2.69 2.77 68.7 63.43 3312 3977 1798.6 23.87 62 19.88 39
5
5.39 37.29 83.11 81.29 1.94 1.97 108.34 23.23 5254 1484 1153.7 9.7 80 34.35 9
6
7.76 38.22 79.24 77.72 2.05 2.14 105.9 45.54 5136 2883 1837.7 16.99 119 30.27 26
7
9.65 35.84 75.35 73.84 2.28 2.35 103.52 62.69 5006 3956 2197.1 20.62 114 26.1 37
8
11.29 34.1 72.21 70.6 2.41 2.48 102.15 78.38 4940 4922 2449.8 23.25 106 23.34 46
9
4.39 34.71 82.61 80.71 1.95 1.99 124.05 22.78 6016 1462 1172.6 7.91 80 32.56 7
10
6.49 36.46 80.01 78.46 1.99 2.09 124.22 44.34 6016 2824 1912.3 14.13 118 30.1 21
11
8.27 35.73 77.23 75.73 2.17 2.26 121.42 61.68 5880 3911 2334.5 18.06 118 27.16 32
12
9.83 34.64 74.17 72.64 2.33 2.39 118.87 79.24 5748 5000 2655.5 21.24 116 24.41 42
13
3.93 36.44 80.07 78.44 1.99 2.09 136.72 23.66 6611 1507 1223.3 7.75 97 33.99 7
14
5.72 36.75 78.28 76.75 2.1 2.19 134.89 46.35 6523 2939 2015.5 13.59 138 30.15 22
15
7.37 36.63 76.13 74.63 2.23 2.32 132.77 62.9 6420 3969 2437.2 17.27 134 27.94 31
16
8.72 34.71 73.28 71.71 2.37 2.43 127.6 78.84 6161 4959 2728 19.89 128 24.72 40
19

Truyền nhiệt ống lồng ống Nguyễn Sỹ Xuân Ân
Tính lặp lần 2:
Ống C
STT t
1
*
t
2
*
t
v1
t
v2
Pr
v1
Pr
v2
Nu
1
Nu
2

1

2
K
’
t
1
* %t

1
(%)
t
2
*
%t
2
(%)
K
l
*
(w/mK)
1
12.19 28.18 71.31 71.18 2.54 2.55 70.26 23.21 3398 1481 1028.7 12.25 0.49 28.1 0.28 50.88
2
20.35 23.82 62.15 61.82 2.89 2.9 67.89 44.68 3278 2819 1509.7 20.43 0.39 23.8 0.08 71.18
3
23.84 20.58 57.66 57.08 3.06 3.08 66.78 59.71 3220 3750 1724.7 23.9 0.25 20.5 0.39 80.51
4
23.87 19.88 56.13 55.38 3.12 3.15 66.2 61.43 3192 3852 1737.7 23.93 0.25 19.8 0.4 81.02
5
9.7 34.35 78.8 78.35 2.26 2.27 104.29 22.42 5058 1433 1113.4 9.73 0.31 34.3 0.15 54.25
6
16.99 30.27 70.01 69.77 2.59 2.6 99.89 43.38 4845 2746 1744.7 17.1 0.65 30.2 0.23 83.38
7
20.62 26.1 64.38 64.1 2.8 2.81 98.34 59.95 4755 3783 2095.4 20.71 0.44 26 0.38 99.05
8
23.25 23.34 60.25 59.84 2.96 2.98 97.03 73.72 4692 4630 2316.4 23.15 -0.43 23.5 -0.68 108.72
9
7.91 32.56 79.09 78.56 2.24 2.26 119.82 22.06 5811 1416 1135.2 7.93 0.25 32.5 -0.18 55.5

10
14.13 30.1 72.37 72.1 2.5 2.51
117.3
3 42.36 5682 2698 1820.7 14.24 0.78 30 0.33 87.49
11
18.06 27.16 67.44 67.16 2.69 2.7 115.07 59 5573 3741 2225.5 18.17 0.61 27.1 0.22 105.79
12
21.24 24.41 62.76 62.41 2.87 2.88
112.8
3 75.63 5456 4772 2528.8 21.31 0.33 24.4 0.04 119.17
13
7.75 33.99 76.25 75.99 2.35 2.36
131.1
5 22.96 6342 1463 1185.1 7.82 0.9 33.9 0.27 58.01
14
13.59 30.15 70.41 70.15 2.57 2.58
128.2
5 44.48 6202 2820 1928.8 13.67 0.59 30.1 0.17 92.8
15
17.27 27.94 66.23 65.94 2.73 2.74
126.2
2 60.33 6104 3807 2330.5 17.37 0.58 27.9 0.14 111.04
16 19.89 24.72 62.11 61.72 2.89 2.9 121.4 75.43 5863 4745 2604.8 19.96 0.35 24.7 0.08 123.06
20
Truyền nhiệt ống lồng ống Nguyễn Sỹ Xuân Ân
2
21
Truyền nhiệt ống lồng ống Nguyễn Sỹ Xuân Ân
Đồ thò biểu diễn quan hệ giữa Re – K,Kl*
22

Truyền nhiệt ống lồng ống Nguyễn Sỹ Xuân Ân
23
Truyền nhiệt ống lồng ống Nguyễn Sỹ Xuân Ân
V. BÀN LUẬN:
Thiết bò truyền nhiệt kiểu ống lồng ống thường được dùng để đun nóng
hay làm nguội các lưu chất không kèm theo quá trình chuyển pha. Nó thường
gồm các ống truyền nhiệt không có cánh tản nhiệt, thích hợp cho các TBTN
lỏng – lỏng, khí – khí, ít khi dùng cho thiết bò ngung tụ hay bốc hơi.
- Ưu điểm chính:
• Đơn giản trong việc chế tạo, thích hợp cho cả 2 lưu chất đều làm
việc ở áp suất cao.
• Về mặt tổ chức dòng chảy: hai lưu chất có thể chảy cùng chiều hay
ngược chiều trong từng phân đoạn và riêng từng lưu chất có thể chảy nối tiếp từ phân
đoạn này sang phân đoạn khác hay phân thành nhiều nhánh vào các phân đoạn bố trí
song song.
• Chủ yếu truyền nhiệt được thực hiện là nhờ sự trộn lẫn các lớp lưu
chất trong và ngoài xa trục của dòng chảy.
- Nhược điểm: phụ tải nhiệt bé.
1. Tổn thất nhiệt là đáng kể : thể hiện ở việc nhiệt lượng mất đi của
dòng nóng lớn hơn nhiều so với nhiệt nhận vào của dòng lạnh.
Nguyên nhân :
- Nhiệt làm cho hệ thống ống nóng lên.
- Nhiệt lượng truyền qua ống qua môi trường
- Ngoài ra còn do sai số thao tác do khi đọc đồng hồ nhiệt độ.
2. Nguyên nhân gây ra sai số :
- Có thể hệ thống chưa ổn đònh đã thực hiện đo số liệu.
- Đọc nhiệt độ không cùng thời điểm, nhiệt độ không ổn đònh.
- Bơm lưu chất hoạt động không ổn đònh ( do điện không ổn đònh) .
- Sự rò rỉ chất lỏng trong hệ thống ống
- Các ống này nối lại thành một hệ thống bởi đó sẽ có sự truyền nhiệt lẫn

nhau trong toàn hệ thống.
- Thất thoát nhiệt do sự trao đổi nhiệt giữa ống với môi trường bên ngoài.
- Do quá trình xử lý kết quả không chính xác.
2.1 nh hưởng của sai số đến quá trình tính toán:
- Sai số dây chuyền trong quá trình tính toán.
24
Truyền nhiệt ống lồng ống Nguyễn Sỹ Xuân Ân
- Sự dẫn nhiệt của ống dẫn đến tổn thất Q lớn hơn nhiều trong lý thuyết .
- Ngoài ra khi ta tính nhiệt độ bề mặt của ống theo công thức cuả tài liệu
thì thực tế t
b
(nhiệt độ chất bẩn ) này càng nhỏ hơn do đó có sự truyền nhiệt ra môi
trừơng , sai số này sẽ ảnh hưởng đến giá trò Nu, α, K
L
.
1.2 Biện pháp khắc phục sai số :
- Ta cần thao tác thí nghiệm chính xác .
- Lúc đồng hồ đã ổn đònh mới đọc được .
- Lưu chất cần nên sạch.
- Đọc chính xác số liệu, bằng các đọc gía trò trung bình trên đồng hồ đo.
3.Sự khác nhau của K
L
và K
*
L .
- Nhận xét: Ở bài này K
L
nhỏ hơn K
*
L

- Nguyên nhân: Nhiệt lượng tổn thất vẫn chưa bù nổi với sai số trong quá
trình làm thí nghiệm.
- Lý do:
•Nhiệt độ trung bình bề măt tính có sai số so với thực tế, nên Pr
t
mà ta
tính không thực sự chính xác.
•Ở đây là quá trình truyền nhiệt phức tạp nên khi ta tính toán chỉ kể
đến những ảnh hưởng chính ( dạng truyền nhiệt chính): chẳng hạn trong kiểu B
( truyền nhiệt ngang ) ta đã bỏ qua ảnh hưởng chủ yếu gây ra sai số đó là đối lưu tự
nhiên trong dòng chảy màng, chính ảnh hưởng này làm thay đổi cơ chế của sự truyền
nhiệt và có khi dẫn đến sai số rất cao,nó làm tăng cường sự truyền nhiệt khi dòng
chảy xuất hiện xoáy rối.
•Ống làm bằng đồng không nói rõ có nguyên chất hay không làm ảnh
hưởng đến giá trò λ
Cu
, nếu ta chọn λ
Cu
lớn suy ra K
L
> K
*
L
, nếu λ
Cu
nhỏ suy ra K
L
< K
*

L
.
Đồ thò Re-K
L
và Re-K
*
L
ở kiểu B có cắt nhau và dạng đồ thò có phần
khác nhau là do những sai số trên gây ra.
VI. PHỤ LỤC:
1. Lưu lượng : G = V. , kg/s
25