báo cáo Quá trình và thiết bị truyền nhiệt

Báo cáo thí nghiệm truyền nhiệt
1
SV: Ngô Thị Mai Lan 1
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
______________________

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
Môn: Quá trình và thiết bị truyền nhiệt

GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Hoàng
Họ và tên: Ngô Thị Mai Lan
Lớp: KTTP02
MSSV: 20123224
Hà Nội, tháng 10 năm 2014
Báo cáo thí nghiệm truyền nhiệt
MỤC LỤC
Lời mở đầu
Phần 1: Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của một số thiết bị truyền nhiệt
Giới thiệu về nguồn cấp nhiệt
1. Thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống
2. Thiết bị cô đặc màng
3. Thiết bị cô đặc chân không
4. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm bản mỏng
5. Thiết bị nồi hai vỏ
6. Thiết bị nồi thanh trùng áp cao
7. Thiết bị thanh trùng liên tục
8. Thiết bị ống ruột gà
9. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm
10. Thiết bị đun nóng trục vít
Phần 2: Thí nghiệm về chu trình hệ thống lạnh

Phần 3: Thí nghiệm về trao đổi nhiệt sử dụng thiết bị dạng bản mỏng
2
SV: Ngô Thị Mai Lan 2
Báo cáo thí nghiệm truyền nhiệt
Lời mở đầu
Thực phẩm là một phần thiết yếu không thể thiếu đối với mỗi con người. Ngày
nay, từ một nguyên liệu thực phẩm người ta đã chế biến được hàng trăm các sản
phẩm khác nhau, những sản phẩm chế biến này không còn trạng thái của
nguyên liệu ban đầu. Mỗi quá trình chế biến đều nhằm tạo cho thực phẩm có giá
trị sử dụng cao hơn: hoặc về hình thức, hoặc về giá trị khẩu vị, hoặc về giá trị
dinh dưỡng. Quá trình và thiết bị truyền nhiệt cùng với ứng dụng của chúng
đóng vai trò rất quan trọng trong ngành công nghệ thực phẩm.
Trong quá trình học tập tại trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, chúng em
đã được học môn quá trình và thiết bị truyền nhiệt. Môn học đã giúp cho chúng
em có thêm kiến thức về các thiết bị truyền nhiệt và ứng dụng của chúng ở trong
ngành công nghệ thực phẩm, được đi thí nghiệm thực tiễn tại xưởng B4 và
phòng C4-5 301. Tại đây chúng em đã được tận mắt quan sát những máy móc,
thiết bị mà trước đây chỉ được tưởng tượng qua giáo trình. Với 3 buổi thí
nghiệm chúng em đã được giới thiệu về các thiết bị như: thiết bị thanh trùng ống
lồng ống, thiết bị thanh trùng tấm bản, thiết bị thanh trùng nồi hai vỏ,thiết bị làm
lạnh, thiết bị sấy khô ( lò vi sóng )… được tìm hiểu về cấu tạo,mục đích và
nguyên lý hoạt động của các thiết bị.Ngoài ra còn được tìm hiểu quan sát chu
trình hệ thống lạnh, thực hành trên thiết bị trao đổi nhiệt tấm bản mỏng. Trong
bài báo cáo này, em xin được tóm tắt các kiến thức được học và quan sát trong
nghững ngày thí nghiệm như dưới đây.
3
SV: Ngô Thị Mai Lan 3
Báo cáo thí nghiệm truyền nhiệt
PHẦN 1:
TÌM HIỂU NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MỘT SỐ THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT

Nguồn cấp nhiệt
Sử dụng thiết bị nồi hơi cung cấp nguồn hơi nước bão hòa.
Hình ảnh thiết bị nguồn cấp nhiệt
Mục đích: Tạo nguồn hơi nước bão hòa cung cấp cho các thiết bị truyền nhiệt
bên trong xưởng.
Cấu tạo: máy tạo đầu nóng, thùng chứa có hệ thống ống chùm, các van an toàn,
thiết bị lọc nước, ống thủy
Nguyên lý hoạt động: Dầu nóng được bơm từ mấy tạo dầu nóng vào trong hệ
thống ống chùm. Nước mềm được bơm từ máy làm mềm nước vào khoang
ngoài ống bên trong vỏ thùng chứa. Nước được làm nóng-> sôi -> bốc hơi nhờ
quả trình truyền nhiệt từ dầu nóng qua vỏ thành ống chùm. Hơi nước bão hòa
được dẫn truyền qua các đường ống đi vào các thiết bị trong xưởng.
4
SV: Ngô Thị Mai Lan 4
Báo cáo thí nghiệm truyền nhiệt
1. Thiết bị thanh trùng ống lồng ống.
Hình ảnh: Thiết bị thanh trùng ống lồng ống
5
SV: Ngô Thị Mai Lan 5
Báo cáo thí nghiệm truyền nhiệt
Sơ đồ cấu tạo thiết bị ống lồng ống
Mục đích: Thanh trùng sản phẩm ở dạng lỏng nhằm tác dụng tránh sự tiếp xúc,
sinh trưởng hay phát triển của vi khuẩn, tăng thời gian bảo quản của thực phẩm.
Cấu tạo: Hệ thống ống lồng ống gốm 2 lớp: lớp trong và lớp ngoài ngăn cách
bởi vỏ ống nhỏ bên trong. Hệ thống bơm trục vít, bơm nước, thùng chứa nguyên
liệu, thiết bị trao đổi anhiệt hơi và nước. Ngoài ra còn có bảng điều khiển, đồng
hồ đo nhiệt độ, áp suất, các van an toàn và van tự đông
Nguyên lý hoạt động: Nguyên liệu được đưa vào thùng chứa rồi được bơm vào
hệ thống ống lồng ống. Cùng với quá trình nguyên liệu chuyển động trong hệ
thống này, mở van hơi cung cấp nhiệt, hơi nóng được đi vào thiết bị trao đổi

nhiệt cùng với nước để đảo trộn tạo thành dòng lỏng nóng ( chất tải nhiệt ) đi
trong khoang ngoài và diễn ra sự trao đổi nhiệt giữa 2 khoang thông qua bề mặt
lớp vỏ ống. Sản phẩm thu nhiệt cho tới khi đạt độ nóng cần thiết.
Sau đó nguyên liệu đã thanh trùng tiếp tục đi đến hệ thống ống được làm nguội
bởi không khí, tiếp tục đến một hệ thống ống lồng ống nhỏ để được làm mát
bằng nước lạnh nếu cần thiết rồi đi ra khỏi hệ thống.
2.Thiết bị cô đặc màng
6
SV: Ngô Thị Mai Lan 6
Báo cáo thí nghiệm truyền nhiệt
Hình : thiết bị cô đặc màng
sơ đồ cô đặc màng
Mục đích: Làm giảm lượng nước trong sản phẩm như sữa, nước trái cây, dịch
đường và dịch khoai tây…
Cấu tạo: Gồm có bình chứa nguyên liệu và bình chứa thành phẩm. Phần thiết bị
cô đặc gồm 2 khoang: khoang ngoài chứa hơi nóng, khoang trong chứa sản
phẩm, 2 bơm pittong, 1 bơm chân không, động cơ phun tạo màng, bình nước
ngưng, ống thủy.
Nguyên lý: Nguyên liệu được đưa vào thùng chứa bằng cách bơm phun từ trên
xuống. Hơi nóng sẽ được bơm từ dưới lên vào khoang ngoài. Khi động cơ quay
tạo lực làm bắn sản phẩm lên thành trong của thiết bị tạo thành những màng
mỏng. Khoang ngoài của thiết bị chứa hơi nóng sẽ thực hiện quá trình trao đổi
nhiệt trong thành trong và làm sản phẩm cô đặc lại. Hơi thứ được hút chân
không ra bình ngưng. Khi sản phẩm được cô đặc lại sẽ được bơm ra khoang
chứa để kiểm tra, nếu sản phẩm chưa đạt yêu cầu tiếp tục lặp lại quá trình cho
tới khi sản phẩm đạt yêu cầu. Quá trình cô đặc được kiểm soát chặt chẽ áp suất,
thơi gian, nhiệt độ, độ chân không. Ngoài ra thiết bị còn có lọc kí để làm giảm
sự nhiễm khuẩn.
Quá trình cô đặc có thể liên tục, bán liên tục hoặc từng bước một.
4.Thiết bị cô đặc chân không

7
SV: Ngô Thị Mai Lan 7
Báo cáo thí nghiệm truyền nhiệt
Hình ảnh : Thiết bị cô đặc chân không
Sơ đồ nguyên lý
Mục đích: Làm giảm lượng nước trong sản phẩm như sữa, nước trái cây, dịch
đường và dịch khoai tây…
Cấu tạo: gồm khoang nguyên liệu, khoang đun nóng, bình nước ngưng, bơm
chân không, động cơ cánh khuấy. Ngoài ra còn phễu chất thơm, bảng điều
khiển, hệ thống van và đường dẫn hơi, dẫn nước, đồng hồ đo áp suất, nhiệt độ,
chân không
8
SV: Ngô Thị Mai Lan 8
Báo cáo thí nghiệm truyền nhiệt
Nguyên lý hoạt động: nguyên liệu được đưa vào trong khoang đun nóng và
được đảo trộn nhờ động cơ cánh khuấy. Hơi nước cấp vào khoang đun nóng,
truyền nhiệt qua lớp vỏ khoang trong làm nóng nguyên liệu và xảy ra hiện tượng
bốc hơi. Phần hơi thoát ra trong khoang nguyên liệu sẽ được chuyển sang binh
ngưng, sau đó được làm mát và ngưng tụ. Để tăng quá trình bốc hơi ta dùng
bơm hút chân không để bơm hút hơi, khí và tạo độ chân không. Quá trình bốc
hơi sẽ làm nguyên liệu dần được cô đặc. Lấy mẫu sản phẩm qua cửa thử và kiểm
tra bằng thiết bị chuyên dùng. Có thể bổ sung các chất phụ gia qua phễu chất
thơm. Nước ngưng ở bình có thước đo để ta dễ dàng kiểm tra và tháo nước để
tránh tình trạng nước tràn.
3. Thiết bị trao đổi nhiệt tấm bản
Hình ảnh: thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm bản
9
SV: Ngô Thị Mai Lan 9
Báo cáo thí nghiệm truyền nhiệt
Khu vực I: Làm nóng nguyên liệu cho vào

Khu vực II: Làm nóng lại.
Khu vực III: Làm mát nguyên liệu.
Khu vực IV: Làm lạnh.
Mục đích: Nhờ quá trình biến đổi nhiệt đột ngột, liên tục để tiêu diệt bớt các vi
sinh vật gây hại cho sản phẩm hoặc làm hỏng sản phẩm. Thiết bị do sử dụng
trao đổi nhệt dạng tẩm bản nên có hiệu quả khi thanh trùng các sản phẩm có độ
nhớt thấp như nước hoa quả, sữa…
Cấu tạo: gồm có thùng chứa nguyên liệu, bơm hút, đồng hồ đo áp suất, nhiệt
độ, đo lưu lượng, các van điều chỉnh, hệ điều khiên tự động Bộ phận trao đổi
nhiệt có 3 khoang: nóng, nguội, lạnh.
Nguyên lý hoạt động: sản phẩm cần thanh trùng sẽ được chuyển vào thùng chứa
của thiết bị. Máy bơm hút sẽ điều chỉnh tốc độ của sản phẩm đi vào. Chất tải
nhiệt và nguyên liệu cần thanh trùng được đưa và hệ thống tấm bản, do dòng
nguyên liệu và chất tải nhiệt đi trong các khe giữa hai tấm bản xen kẽ nhau cho
nên nhiệt từ dòng chất tải nhiệt được trao đổi cho nguyên liệu, làm tăng nhiệt độ
của nguyên liệu đến nhiệt độ xác định. Nếu nhiệt độ sản phẩm chưa đạt yêu cầu
sẽ được hồi lưu vào thùng chứa nguyên liệu để tiến hành làm nóng lại cho đến
khi đạt nhiệt độ yêu cầu, van hồi lưu sẽ tự động mở, nguyên liệu sẽ được đưa tới
thùng chứa.
5. Thiết bị nồi hai vỏ
Hình : Thiết bị nồi 2 vỏ
10
SV: Ngô Thị Mai Lan 10
Báo cáo thí nghiệm truyền nhiệt
Sơ đồ thiết bị
Mục đích: thanh trùng giữ màu và tạo độ đều, độ mịn cho sản phẩm, đun nóng ở
nhiệt độ thấp 50-60
0
C.
Cấu tạo: Gồm có động cơ cánh khuấy, hệ thống đồng hồ chỉ áp suất, nhiệt độ ;

hệ thống van xả hơi, ổn áp… Thân thiết bị gồm 2 khoang: khoang trong chứa
sản phẩm, khoang ngoài chứa hơi.
Nguyên lý hoạt động: Sản phẩm sau khi chà được đưa vào thiết bị nồi 2 vỏ. Khi
thiết bị hoạt động, khoang hơi sẽ làm nóng sản phẩm, kết hợp với sự hoạt động
của động cơ cánh khuấy, sản phẩm sẽ được nóng đều.Tiến hành rót sản phẩm ra
ngoài bằng cần rót.
6. Thiết bị nồi thanh trùng áp cao
11
SV: Ngô Thị Mai Lan 11
Báo cáo thí nghiệm truyền nhiệt
Mục đích: Vô trùng các sản phẩm, tiêu điệt vi sinh vật gây bệnh, đặc biệt là các
sản phẩm thịt, cá…, các dụng cụ, đồ dùng phòng thí nghiệm… Quá trình tiến
hành trong áp suất cao ở nhiệt độ lớn hơn 100
0
C.
Cấu tạo: gồm khoang chứa sản phẩm cần vô trùng, hệ thống đồng hồ đo áp suất,
nhiệt độ, hệ thống van hơi, van xả an toàn, vít chốt chặt nắp. Thân trong có giá
trên giá dưới để sản phẩm.
12
SV: Ngô Thị Mai Lan 12
Báo cáo thí nghiệm truyền nhiệt
Nguyên lý hoạt động: Sản phẩm thanh trùng được xếp vào giá trong rồi đậy nắp
lại. Hơi được cấp vào trong thiết bị với một áp suất nhất định ( tương ứng với
nhiệt độ ta cần vô trùng). Máy ngừng cấp hơi, nhiệt khi môi trường bên trong
đạt nhiệt độ yêu cầu. Thông thường nhiệt độ càng cao thời gian thanh trùng càng
ngắn và ngược lại. Sau khi thanh trùng hạ nhiệt độ từ từ tránh làm hỏng bao bì,
vỡ sản phẩm…
7. Thiết bị thanh trùng liên tục

Hình : Thiết bị thanh trùng liên tục

Mục đích: Thanh trùng sản phẩm sau khi đóng chai, chống lại sự xâm nhập của
vi sinh vật có hại nhằm bảo quản được lâu.
Cấu tạo: gồm 2 khoang chưa nước: khoang nóng thanh trùng, khoanh lạnh để
giảm nhiệt, động cơ của băng tải, hệ thống vòi phun, bơm, đồng hồ chỉ nhiệt độ,
13
SV: Ngô Thị Mai Lan 13
Báo cáo thí nghiệm truyền nhiệt
áp suất. Ngoài ra còn có hệ thống đường dây dẫn, ống xả, bảng điều khiển, van
xả tự động, van cấp hơi, giơle tự ngắt
Nguyên lý hoạt động: Sản phẩm sau khi đóng chai được đặt trên bề mặt băng
tải. Quá trình thanh trùng diễn ra theo các bước sau:
1. Thanh trùng: nước nóng được làm nóng tới 95-98
0
C bằng hơi nước. Nước
chứa trong bồn và được bơm phun bằng mấy bơm ly tâm. Quá trình được
kiểm soát bằng hệ thống điều khiển.
2. Tiền làm mát: Nước nóng tầm 60
0
C được phun vào sản phẩm sao bước 1,
nhằm tránh rạn nứt bao bì do thay đổi nhiệt độ quá nhanh. Quá trình có
thể điều khiển bằng tay.
3. Làm mát: Sản phẩm sau bước 2 được làm nguội bằng nước lạnh.
8. Thiết bị ống xoắn ruột gà
Hình: Thiết bị ống xoắn ruột gà
Mục đích: truyền nhiệt, làm nóng sản phẩm cần gia nhiệt.
Cấu tạo: ống xoắn theo hình ren ốc, giá đỡ, thùng chứa…
Nguyên lý hoạt động: Khi làm việc một chất tải nhiệt đi trong ống, một chất đi
ngoài ống truyền nhiệt qua vỏ ống.
9. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm
14

SV: Ngô Thị Mai Lan 14
Báo cáo thí nghiệm truyền nhiệt
Hình: Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm
Mục đích: gia nhiệt làm nóng các sản phẩm thực phẩm.
Cấu tạo: Vỏ hình trụ, các ống truyền nhiệt, lưới đỡ ống, đáy thiết bị.
Nguyên lý hoạt động: 2 khoang: khoang chất lỏng đi trong ống và khoang bên
ngoài ống truyền nhiệt và bên trong vỏ. Sự truyền nhiệt qua bề mặt vỏ các ống
nhỏ. Khoang ngoài thường có vách ngăn để tăng quá trình cháy rối nâng cao
hiệu suất truyền nhiệt. khi muốn tạo dòng tăng thời gian tiếp xúc nhiệt người ta
thường thiết kế vách ngăn ở 2 đầu chùm ống tạo lối cho chất lỏng đi vào trong
ống.
10. Thiết bị đun nóng trục vít
Hình: Thiết bị đun nóng trục vít
15
SV: Ngô Thị Mai Lan 15
Báo cáo thí nghiệm truyền nhiệt
Sơ đồ
1-vỏ bảo ôn; 2-khoang chứa chất tải nhiệt; 3-trục vít; 4-ống dẫn nguyên liệu vào
Mục đích: Phá vờ liên kết phân tử nhờ quá trình gia nhiệt, áp lực nhằmtăng
năng suất cho các bước tiếp theo.
Cấu tạo: Thiết bị gồm 2 khoang: khoang chứa nguyên liệu, khoang chứa hơi và
lớp vỏ cách nhiệt. Động cơ, hệ thống trục vít, hệ thống van hơi, phễu cho
nguyên liệu vào, bảng điều khiển
Nguyên lý hoạt động: nguyên liêu qua phễu truyền vào trong nhờ hệ thống vít
tải dẫn và đảo trộn. Khoang ngoài chứa hơi cấp nhiệt làm nóng nguyên liệu ở
khoang trong nhờ sự truyền nhiệt qua lớp vỏ của khoang trong. Lớp vỏ bảo ôn
giúp giảm thất thoát nhiệt truyền ra ngoài môi trường. Sau khi được đảo trộn
đun nóng nguyên liệu đi ra ngoài qua ống dẫn.
PHẦN 2: THÍ NGHIỆM VỀ CHU TRÌNH HỆ THỐNG LẠNH
16

SV: Ngô Thị Mai Lan 16
Báo cáo thí nghiệm truyền nhiệt
Thiết bị làm lạnh
Hình: thiết bị làm lạnh
Cấu tạothiết bị làm lạnh Biểu đồ chu trình làm lạnh
- Chu trình của hệ thống làm lạnh:
Cấu tạo
+ Giàn nóng: giàn ngưng tụ ( GNT ) .
+ Giàn lạnh: giàn bay hơi (GBH).
+ Máy nén (MN).
+ Van tiết lưu (TL).
Nguyên lý hoạt động
17
SV: Ngô Thị Mai Lan 17
Báo cáo thí nghiệm truyền nhiệt
- Chảy bên trong hệ thống là môi chất lạnh (là những chất có khả năng
ngưng tự ở nhiệt độ thường, có khả năng bay hơi ở nhiệt độ thấp, áp suất
ngưng tụ không cao. Ở điều kiện thường, môi chất lạnh ở dạng khí.
- Môi chất lạnh ở dạng khí được máy nén,nén đến áp suất ngưng tụ, sau
đó cho đi qua thiết bị trao đổi nhiệt giàn nóng ( hay còn được gọi là giàn
ngưng tụ ) để làm mát. Khi đó môi chất được ngưng tụ lại hoàn toàn ở
dạng lỏng (đây gọi là quá trình tỏa nhiệt). Tiếp theo, môi chất ở dạng lỏng
đi qua van tiết lưu để điều chỉnh lưu lượng, giảm áp. Sau đó, tiếp tục đi
qua giàn lạnh (hay còn gọi là giàn bay hơi) hóa hơi (đây là quá trình thu
nhiệt).Hơi sau đó tiếp tục tuần hoàn đi vào máy nén.
-Từ biểu đồ chu trình làm lạnh :
Quá trình 1 – 2: hơi qua nhiệt được cấp vào máy nén, tại đó áp suất tăng
lên,tăng đến áp suất ngưng tụ. Nhiệt độ cũng tăng lên,vì một phần năng
lượng đưa vào máy nén đã chuyển sang môi chất lạnh. Quá trình nén là quá
trình đoạn nhiệt.

Quá trình 2 – 3: quá trình ngưng tụ đẳng nhiệt trong thiết bị ngưng tụ. Khi
quá nghiệt áp suất cao từ máy nén vào bình ngưng tụ.Bộ phận này khử quá
nhiệt khí trước khi quay trở lại dạng lỏng.Quy trình này thường sử dụng
không khí hoặc nước để làm mát. Tại bình chứa chất lỏng và hệ thống
ống,nhiệt độ sẽ giảm thêm và dung dịch môi chất lạnh được làm mát sơ bộ
trước khi đi vào van tiết lưu .
Quá trình 3 – 4: dung dịch đã được làm mát sơ bộ trước khi đi vào van tiết
lưu. Thiết bị này giúp giảm áp suất chất lỏng và điểu chỉnh lưu lượng chất
lỏng đi vào thiết bị bay hơi.Đây là quá trình tiết lưu đẳng entanpi.
Quá trình 4 – 1: Môi chất lỏng áp suất thấp đưa vào thiết bị bay hơi. Tại
đây,môi chất lỏng hấp thụ nhiệt từ môi trường ( thường là không khí,nước
hay chất lỏng khác ). Quá trình này,nó thay đổi trạng thái từ lỏng sang khí
và sẽ bị quá nhiệt tại đầu ra của thiết bị bay hơi. Đây là quá trình bay hơi
đẳng nhiệt.
- Nguyên lý làm việc: với điều kiện chân không, máy phát vi sóng phát vi
sóng đi vào trong buồng nóng với tần số 2,45 GHz. Tại buồng nóng sóng
,sóng truyền thẳng hoặc va đập vào thành của lò. Bên trong lò nguyên liệu
được quay tròn và nguyên liệu bị hút nước do năng lượng truyền từ vi sóng
ra và có thể làm cho hơi nước từ trong nguyên liệu bay hơi nhanh chóng
dưới nhiệt độ thấp. Vì vậy,nguyên liệu được sấy khô theo đúng yêu cầu.
18
SV: Ngô Thị Mai Lan 18
Báo cáo thí nghiệm truyền nhiệt
PHẦN 3: THÍ NGHIỆM VỀ TRAO ĐỔI NHIỆT SỬ DỤNG THIẾT BỊ
DẠNG BẢN MỎNG
I. Thí nghiệm:
Nguyên liệu thí nghiệm: Nước.
Bước 1: Đặt chế độ máy lạnh: Công tắc
1 để ở chế độ ‘Cooling’; Công
tắc 2 để ở chế độ ‘Manual’; Đặt

nhiệt độ nước lạnh ở 1
o
C.
Bước 2: Khởi động máy lạnh: Bật công
tắc nguồn sang ‘ON’
Bước 3: Mở van cấp nguồn lạnh. Điều chỉnh van lưu lượng nước lạnh ở
1,5 l/phút
Bước 4: Khởi động thiết bị trao
đổi nhiệt: Bật công tắc
nguồn; Nhấn nút ‘Plan
start’
Bước 5: Lấy nước vào đầy thùng
chứa
Bước 6: Khởi động bơm sản
phẩm: Bật công tắc
‘Product pump’ sang vị trí
‘On’; điều chỉnh van lưu
lượng bơm 200 lit/h.
Bước 7: Theo dõi các đồng hồ đo nhiệt độ nước vào và ra của hai dòng
nguồn nóng và lạnh cho đến khi ổn định
Bước 8: Ghi số liệu thí nghiệm: Ghi nhiệt độ nước vào và ra và lưu lượng
của hai dòng nguồn nóng và lạnh.
19
SV: Ngô Thị Mai Lan 19
Báo cáo thí nghiệm truyền nhiệt
Bước 9: Tắt bơm sản phẩm.
Bước 10: Lặp lại thí nghiệm hai lần từ bước 5 đến 9.
Bước 11: Tắt hệ thống.
BẢNG KẾT QUẢ ĐO THÍ NGHIỆM
(Nhiệt độ cá nguồn theo

0
C)
II. Tính toán:
Các số liệu cho trước:
Diện tích truyền nhiệt: F = 480000 mm
2
Chiều cao vách truyền nhiệt: H = 400 mm
Bề rộng vách truyền nhiệt: b = 120 mm
Chiều dày vách truyền nhiệt δ = 0.5 mm
Khoảng cách giữa hai tấm truyền nhiệt: a = 5mm
Nhiệt dung riêng của nước nguồn nóng: C
N
= 4180 J/kg.
0
C
Nhiệt dung riêng của nước nguồn lạnh: C
L
=4209 J/kg.
0
C
Hệ số dẫn nhiệt của vách truyền nhiệt (tra cho thép Crom-Niken):
λ = 17,4 W/m.
0
C
hệ số dẫn nhiêt của nước nguồn nóng: λ’ =0,6 W/m.
0
C
Khối lượng riêng của nước: ρ = 996kg/m²
20
SV: Ngô Thị Mai Lan 20

Báo cáo thí nghiệm truyền nhiệt
Độ nhớt của nước tại nhiệt độ của nước nguồn nóng: µ = 0,801.10^-3
N.s/m²
Các số liệu lấy trong quá trình làm thí nghiệm:
Nhiệt động nguồn lạnh vào: t
L1
= 5,14
0
C
Nhiệt động nguồn lạnh ra: t
L2
= 9,02
0
C
Nhiệt động nguồn nóng vào: t
N1
= 28,85
0
C
Nhiệt động nguồn nóng ra: t
N2
= 6,9
0
C
Lưu lượng nguồn lạnh: G
L
= 15 l/p=0,25 l/s
Lưu lượng nguồn nóng: G
N
= 200 l/h=3,3 l/p=0,055l/s

Các bước tính toán:
Nhiệt lượng nguồn nóng cấp vào: Q
N
= G
N
(t
N2
– t
N1
)C
N

=0,055*-21,95*4180=-5046,3 J/s
Nhiệt lượng nguồn lạnh nhận được: Q
L
= G
L
(t
L1
– t
L2
)C
L

=0,25*(-3,88)*4209 =-4083 J/s
Chênh lệch nhiệt độ trung bình :
N
L
NL
tb

t
t
tt
t
∆
∆
∆−∆
=∆
lg3,2
=(19,83-1,5)/ (2,3*lg( 19,83/1,5))
=7,10
0
C
Chênh lệch nhiệt độ đầu vào: ∆t
L
= t
N1
– t
L2
=28,85-9,02 =19,83
0
C
Chênh lệch nhiệt độ đầu ra: ∆t
N
= t
N2
– t
L1
= 6,9 -5,4 =1,5
0

C
21
SV: Ngô Thị Mai Lan 21
Báo cáo thí nghiệm truyền nhiệt
21
11
1
αλ
δ
α
++
=
lt
K
Hệ số truyền nhiệt thực tế:
Hệ số truyền nhiệt lý thuyết:
Hệ số tỏa nhiệt nguồn nóng: α
1
= Nuλ’/H = 414648W/m²độ , lạnh
=380094W/m
0
C
Chuẩn số Reynol:Re = ρwd
td
/µ = 996*91,67*9,6*10^-3/0,801=1094272
Vận tốc lưu thể: w = G
N
/(ab) =3,33/60/(120*5*10^-6)=91,67l/m².s
Đường kính tương đương: d
td

= 2ab/(a+b)= 9,6 .10^-3 m
Nếu Re>2000
Nu= 0,01(GaRePr)
1/3
=276432
Nếu Re<2000
Nu = 0,67(Ga
2
Re Pr
3
)
1/9
VớiPr = 3600C
p
µ/λ’ = 4184* 0,801.10^-3*3600./0,6 =20108
Ga = H
3
ρ
2
g/µ
2
= 0,4²* 0,4*996²*9,8/0,801² .10^-6=9,6.10^11
Hệ số truyền nhiệt nguồn lạnh α
2
= 0,55 w/m
0
C
Hiệu suất sử dụng nhiệt: η = Q
L
/Q

N
=3890/5046,3= 77 %
22
SV: Ngô Thị Mai Lan 22
Báo cáo thí nghiệm truyền nhiệt
PHẦN III – KẾT LUẬN
Dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo, chúng em đã hiểu ra nhiều điều,
biết được cấu tạo và nguyên lí làm việc của nhiều thiết bị. Chúng em mong rằng
trong tương lai nhà trường sẽ tổ chức cho chúng em nhiều buổi thực tiễn như
vậy để chúng em không chỉ học qua sách vở khô khan mà còn được nhìn tận
mắt, sờ tận tay những điều mình được giảng dạy trên lớp nữa. Như vậy việc học
sẽ hiệu quả hơn rất nhiều. Do thời gian thí nghiệm có hạn, lý thuyết thì tương
đối dài vì vậy lượng kiến thức em ghi chép được còn vắn tắt, và nhiều thiếu sót,
mong thầy cô thông cảm và góp ý cho em để sau này khi ra trường đi làm em có
thể vững chắc hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy cô!
23
SV: Ngô Thị Mai Lan 23