báo cáo thực hành truyền nhiệt ống xoắn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
BỘ MÔN MÁY – THIẾT BỊ




BÁO CÁO THỰC HÀNH



QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ


GVHD :
SVTH :
MSSV : 12027591
LỚP : DHHO8A
NHÓM : 2
HỌC KỲ: II NĂM HỌC: 2014-2015



Tháng 4 năm 2015


Nhóm 5 truyền nhiệt ống xoắn

GVHD:Phạm Hùng Nam trang 2

Mục lục
1. Mục đích thí nghiệm: 3
2. Công thức tính toán. 3
3. Tiến hành thí nghiệm: 5
3.1. Thí nghiệm 1: truyền nhiệt xuôi chiều trên thiết bị thủy tinh: 5
3.2. Thí nghiệm 2: truyền nhiệt ngược chiều trên thiết bị thủy tinh: 8
3.3 Thí nghiệm 3: truyền nhiệt xuôi chiều trên thiết bị inox: 12
3.4 Thí nghiệm 4: truyền nhiệt ngược chiều trên thiết bị inox: 15
4 .Bàn luận 18
5 .Tài liệu tham khảo 20

Nhóm 5 truyền nhiệt ống xoắn

GVHD:Phạm Hùng Nam trang 3

THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT ỐNG XOẮN
1. Mục đích thí nghiệm:
- Khảo sát quá trình truyền nhiệt khi đun nóng hoặc làm nguội gián tiếp giữa hai
dòng qua một bề mặt ngăn cách.
- Tính toán hiệu suất toàn phần dựa vào cân bằng nhiệt lượng ở những lưu lượng
dòng khác nhau.
- Khảo sát ảnh hưởng của chiều chuyển động lên quá trình truyền nhiệt trong 2
trường hợp xuôi chiều và ngược chiều.
- Xác định hệ số truyền nhiệt thực nghiệm K
TN
của thiết bị truyền nhiệt ống xoắn từ
đó so sánh kết quả tính toán theo lý thuyết K
LT

2. Công thức tính toán.
- Nhiệt lượng do dòng nóng tỏa ra:
Q
N
= G
N
C
N

T
N

- Nhiệt lượng do dòng lạnh thu vào:
Q
L
= G
L
C
L

T
L

- Nhiệt lượng tổn thất:
Q
f
= Q
N
- Q
L
- Mặt khác nhiệt lượng trao đổi còn có thề tính theo công thức:
Q = KF

t
log

- Tùy thuộc vào cách bố trí mà ta có phương pháp xác định hiệu số nhiệt độ hữu ích
logarit tlog khác nhau.






 







- Hiệu suất nhiệt độ quá trình truyền nhiệt:


 



 





 


 







 





 


 

Nhóm 5 truyền nhiệt ống xoắn

GVHD:Phạm Hùng Nam trang 4






 



- Xác định hiệu suất của quá trình truyền nhiệt:
 





 
- Xác định hệ số truyền nhiệt K
TN
:




 


- Đối với thiết bị ống xoắn:
   

 
- Xác định hệ số truyền nhiệt lý thuyết:
Đối với tường phẳng:





















Đối với tường ống:
















 













 



Cách xác định chuẩn số Nu:
Với Re <2300:
   

 

 

 


Với 2300 < Re < 10000:
   

 


 


Với Re > 10000:
   

 


 
 



Nhóm 5 truyền nhiệt ống xoắn

GVHD:Phạm Hùng Nam trang 5

3. Ti ến hành thí nghiệm:
3.1. Thí nghiệm 1: truyền nhiệt xuôi chiều trên thiết bị thủy tinh:

TN
V
N
(l/p)
V
L
(l/p)
T1
T2

T3
T4
1
8
8
22
55
37
47
2
12
22
54
24
51
3
16
35
54
24
53
4
20
33
56
23
54
5
12
8

40
58
23
55
6
12
39
59
23
60
7
16
41
59
23
61
8
20
40
59
23
61
9
16
8
44
60
23
62
10

12
42
60
23
63
11
16
41
60
22
63
12
20
40
60
22
63
13
10
8
44
62
22
65
14
12
45
63
22
65

15
16
44
63
22
66
16
20
44
63
22
66

Bảng 1: hiệu suất nhiệt độ
TN
∆T
N

(˚C)
∆T
L

(˚C)
Ƞ
n
(%)
Ƞ
L
(%)
ƞ

hi
(%)
1
11
9
28.21
23.08
25.64
2
8
6
23.53
17.65
20.59
3
7
4
23.33
13.33
18.33
4
12
8
29.27
19.51
24.39
5
8
7
24.24

21.21
22.73
6
7
6
20.00
17.14
18.57
7
6
4
18.75
12.50
15.63
8
8
5
21.62
13.51
17.57
9
5
5
16.13
16.13
16.13
10
9
9
21.95

21.95
21.95
11
8
6
21.05
15.79
18.42
12
8
5
22.22
13.89
18.06
13
11
9
26.19
21.43
23.81
14
10
10
24.39
24.39
24.39
15
8
7
21.62

18.92
20.27
16
7
5
20.59
14.71
17.65

Bảng 2 : hiệu suất truyền nhiệt
Nhóm 5 truyền nhiệt ống xoắn

GVHD:Phạm Hùng Nam trang 6

TN
G
N
(kg/s)
G
L

(kg/s)
Q
N
(W)
Q
L
(W)
Q
f

(W)
ƞ (%)
1
0.27
0.27
12278.93
10046.40
2232.53
81.82
2
0.27
0.30
8930.13
7534.80
1395.33
84.38
3
0.27
0.33
7813.87
5581.33
2232.53
71.43
4
0.27
0.37
13395.20
12278.93
1116.27
91.67

5
0.30
0.27
10046.40
7813.87
2232.53
77.78
6
0.30
0.30
8790.60
7534.80
1255.80
85.71
7
0.30
0.33
7534.80
5581.33
1953.47
74.07
8
0.30
0.37
10046.40
7674.33
2372.07
76.39
9
0.33

0.27
6976.67
5581.33
1395.33
80.00
10
0.33
0.30
12558.00
11302.20
1255.80
90.00
11
0.33
0.33
11162.67
8372.00
2790.67
75.00
12
0.33
0.37
11162.67
7674.33
3488.33
68.75
13
0.37
0.27
16883.53

10046.40
6837.13
59.50
14
0.37
0.30
15348.67
12558.00
2790.67
81.82
15
0.37
0.33
12278.93
9767.33
2511.60
79.55
16
0.37
0.37
10744.07
7674.33
3069.73
71.43

Bảng 3: hệ số truyền nhiệt
TN
Q
N
(W)

∆t
max

(˚C)
∆t
min

(˚C)
∆t
log

(˚C)
K
TN

(W/m2K)
α
N

(W/m2K
)
α
L

(W/m2K
)
K
LT

(W/m2K

)
1
12278.93
30
28
28.99
1405.19
8306.37
546.33
484.25
2
8930.13
28
26
26.99
1097.72
7360.27
600.32
521.94
3
7813.87
26
23
24.47
1059.36
8306.37
653.11
566.31
4
13395.20

33
29
30.96
1435.46
7360.27
704.85
599.20
5
10046.40
26
25
25.50
1307.15
8087.52
546.33
483.48
6
8790.60
29
28
28.50
1023.33
8087.52
600.32
525.29
7
7534.80
28
26
26.99

926.20
9127.11
653.11
569.80
8
10046.40
32
29
30.48
1093.60
8087.52
704.85
603.62
9
6976.67
26
26
26.00
890.17
9929.77
546.33
488.91
10
12558.00
32
32
32.00
1301.88
9929.77
600.32

531.69
11
11162.67
32
30
30.99
1194.97
8798.76
653.11
568.48
12
11162.67
31
28
29.47
1256.38
8798.76
704.85
607.29
13
16883.53
33
31
31.99
1750.87
10716.51
546.33
490.68
14
15348.67

31
31
31.00
1642.51
10716.51
600.32
533.79
15
12278.93
30
29
29.50
1380.95
10716.51
653.11
575.13
16
10744.07
29
27
27.99
1273.49
9495.89
704.85
610.38


Nhóm 5 truyền nhiệt ống xoắn

GVHD:Phạm Hùng Nam trang 7

0
100
200
300
400
500
600
700
Vn= 16 (l/p) Vn =18 (l/p) Vn=20 (l/p) V n =22 (l/p)
Biểu đồ: Mối quan hệ giữa lưu lượng
và K lý thuyết

Vl=16 (l/p)
Vl= 18 (l/p)
Vl=20 (l/p)
Vl=22 (l/p)
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
Vn= 16 (l/p) Vn =18 (l/p) Vn=20 (l/p) V n =22 (l/p)
Biểu đồ: Mối quan hệ giữa lưu
lượng và K thực nghiệm.
Vl= 16 (l/p)
Vl= 18 (l/p)
Vl=20 (l/p)
Vl=22 (l/p)
Nhóm 5 truyền nhiệt ống xoắn

GVHD:Phạm Hùng Nam trang 8

3.2. Thí nghiệm 2: truyền nhiệt ngược chiều trên thiết bị thủy tinh:
TN
V
N

(l/p)
V
L

(l/p)
T1
T2
T3
T4
1
8
8
22
58
23
56
2
12
23
57
23
58
3
16
25

57
23
59
4
20
27
57
26
59
5
12
8
34
55
19
49
6
12
28
60
19
50
7
16
30
59
19
47
8
20

29
57
19
45
9
16
8
28
56
19
51
10
12
32
55
19
48
11
16
27
54
18
47
12
20
27
52
18
45
13

20
8
35
53
18
50
14
12
32
54
19
49
15
16
24
54
18
48
16
20
27
55
18
46

Bảng 1: hiệu suất nhiệt độ
0
100
200
300

400
500
600
700
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
k thực nghiệm
Biểu đồ: mối quan hệ K lý thuyết và K thực
nghiệm.

k thực
nghiệm
Nhóm 5 truyền nhiệt ống xoắn

GVHD:Phạm Hùng Nam trang 9

Bảng 2: hiệu suất truyền nhiệt















TN
∆T
N

(˚C)

∆T
L

(˚C)
Ƞ
n
(%)
Ƞ
L
(%)
ƞ
hi
(%)
1
12
10
30.77
25.64
28.21
2
12
9
36.36
27.27
31.82
3
10
7
35.71
25.00

30.36
4
9
6
36.00
24.00
30.00
5
9
9
23.08
23.08
23.08
6
9
8
26.47
23.53
25.00
7
8
6
26.67
20.00
23.33
8
8
5
30.77
19.23

25.00
9
9
9
24.32
24.32
24.32
10
8
7
24.24
21.21
22.73
11
7
6
23.33
20.00
21.67
12
6
4
23.08
15.38
19.23
13
7
8
18.92
21.62

20.27
14
7
7
21.21
21.21
21.21
15
6
5
20.69
17.24
18.97
16
6
4
24.00
16.00
20.00
TN
G
N
(kg/s)
G
L
(kg/s)
Q
N
(W)
Q

L
(W)
Q
f
(W)
ƞ (%)
1
0.27
0.27
13395.20
11162.67
2232.53
83.33
2
0.27
0.30
13395.20
11302.20
2093.00
84.38
3
0.27
0.33
11162.67
9767.33
1395.33
87.50
4
0.27
0.37

10046.40
9209.20
837.20
91.67
5
0.30
0.27
11302.20
10046.40
1255.80
88.89
6
0.30
0.30
11302.20
10046.40
1255.80
88.89
7
0.30
0.33
10046.40
8372.00
1674.40
83.33
8
0.30
0.37
10046.40
7674.33

2372.07
76.39
9
0.33
0.27
12558.00
10046.40
2511.60
80.00
10
0.33
0.30
11162.67
8790.60
2372.07
78.75
11
0.33
0.33
9767.33
8372.00
1395.33
85.71
12
0.33
0.37
8372.00
6139.47
2232.53
73.33

13
0.37
0.27
10744.07
8930.13
1813.93
83.12
14
0.37
0.30
10744.07
8790.60
1953.47
81.82
15
0.37
0.33
9209.20
6976.67
2232.53
75.76
16
0.37
0.37
9209.20
6139.47
3069.73
66.67
Nhóm 5 truyền nhiệt ống xoắn

GVHD:Phạm Hùng Nam trang 10

Bảng 3: hệ số truyền nhiệt






0
500
1000
1500
2000
2500
Vn= 16 (l/p) Vn =18 (l/p) Vn=20 (l/p) V n =22 (l/p)
Biểu đồ: Mối quan hệ giữa lưu lượng và
K thực nghiệm.
Vl= 16 (l/p)
Vl= 18 (l/p)
Vl=20 (l/p)
Vl=22 (l/p)
TN
Q
N
(W)
∆t
max

(˚C)

∆t
min

(˚C)
∆t
log

(˚C)
K
TN

(W/m2K)
α
N

(W/m2K)
α
L

(W/m2K)
K
LT

(W/m2K)
1
13395.20
39
17
26.49
1677.20

8306.37
546.33
484.25
2
13395.20
33
12
20.76
2140.61
7360.27
600.32
521.94
3
11162.67
28
11
18.20
2035.21
7360.27
653.11
561.39
4
10046.40
25
10
16.37
2035.88
7360.27
704.85
599.20

5
11302.20
39
21
29.08
1289.46
9127.11
546.33
486.80
6
11302.20
34
17
24.53
1528.76
8087.52
600.32
525.29
7
10046.40
30
16
22.27
1496.45
8087.52
653.11
565.27
8
10046.40
26

13
18.76
1777.02
8087.52
704.85
603.62
9
12558.00
37
19
27.01
1542.53
9929.77
546.33
488.91
10
11162.67
33
18
24.75
1496.39
8798.76
600.32
528.06
11
9767.33
30
17
22.89
1415.69

8798.76
653.11
568.48
12
8372.00
26
16
20.60
1348.42
8798.76
704.85
607.29
13
10744.07
37
22
28.85
1235.31
10716.51
546.33
490.68
14
10744.07
33
19
25.36
1405.51
9495.89
600.32
530.40

15
9209.20
29
18
23.06
1324.58
9495.89
653.11
571.19
16
9209.20
25
15
19.58
1560.61
9495.89
704.85
610.38
Nhóm 5 truyền nhiệt ống xoắn

GVHD:Phạm Hùng Nam trang 11

0
100
200
300
400
500
600
700
Vn= 16 (l/p) Vn =18 (l/p) Vn=20 (l/p) V n =22 (l/p)
Biểu đồ: Mối quan hệ giữa lưu lượng và K lý
thuyết
Vl= 16 (l/p)
Vl= 18 (l/p)
Vl=20 (l/p)
Vl=22 (l/p)
0
100
200
300
400
500
600
700
0
500
1000
1500
2000
2500

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
k thực nghiệm
k thực
nghiệm
k lý thuyết
Nhóm 5 truyền nhiệt ống xoắn

GVHD:Phạm Hùng Nam trang 12

3.3 Thí nghiệm 3: truyền nhiệt xuôi chiều trên thiết bị inox:
TN
V
N

(l/p)
V
L

(l/p)
T1
T2
T3
T4
1
8
8
25
60
20
67

2
12
26
69
19
68
3
16
25
70
19
69
4
20
25
71
19
70
5
12
8
35
75
19
74
6
12
32
76
19

75
7
16
32
77
19
76
8
20
38
80
18
78
9
16
8
34
83
18
82
10
12
32
84
18
83
11
16
33
84

18
83
12
20
35
84
19
83
13
20
8
35
84
17
83
14
12
37
84
17
82
15
16
35
84
17
83
16
20
37

83
19
83

Bảng 1: hiệu suất nhiệt độ
TN
∆T
N

(˚C)
∆T
L

(˚C)
Ƞ
n
(%)
Ƞ
L
(%)
ƞ
hi
(%)
1
11
9
28.95
23.68
26.32
2

12
8
32.43
21.62
27.03
3
12
8
34.29
22.86
28.57
4
11
7
32.35
20.59
26.47
5
7
6
15.56
13.33
14.44
6
8
7
18.18
15.91
17.05
7

10
8
23.81
19.05
21.43
8
10
7
25.64
17.95
21.79
9
9
9
20.93
20.93
20.93
10
9
8
22.50
20.00
21.25
11
9
8
23.68
21.05
22.37
12

9
7
25.71
20.00
22.86
13
8
10
20.51
25.64
23.08
14
8
9
21.62
24.32
22.97
15
9
9
25.71
25.71
25.71
16
10
9
31.25
28.13
29.69

Bảng 2: hiệu suất truyền nhiệt
Nhóm 5 truyền nhiệt ống xoắn

GVHD:Phạm Hùng Nam trang 13

TN
G
N
(kg/s)
G
L
(kg/s)
Q
N
(W)
Q
L
(W)
Q
f
(W)
ƞ (%)
1
0.27
0.27
12278.93
10046.40
2232.53
81.82
2

0.27
0.30
13395.20
10046.40
3348.80
75.00
3
0.27
0.33
13395.20
11162.67
2232.53
83.33
4
0.27
0.37
12278.93
10744.07
1534.87
87.50
5
0.30
0.27
8790.60
6697.60
2093.00
76.19
6
0.30
0.30

10046.40
8790.60
1255.80
87.50
7
0.30
0.33
12558.00
11162.67
1395.33
88.89
8
0.30
0.37
12558.00
10744.07
1813.93
85.56
9
0.33
0.27
12558.00
10046.40
2511.60
80.00
10
0.33
0.30
12558.00
10046.40

2511.60
80.00
11
0.33
0.33
12558.00
11162.67
1395.33
88.89
12
0.33
0.37
12558.00
10744.07
1813.93
85.56
13
0.37
0.27
12278.93
11162.67
1116.27
90.91
14
0.37
0.30
12278.93
11302.20
976.73
92.05

15
0.37
0.33
13813.80
12558.00
1255.80
90.91
16
0.37
0.37
15348.67
13813.80
1534.87
90.00


Bảng 3: hệ số truyền nhiệt
TN
Q
N
(W)
∆t
max

(˚C)
∆t
min

(˚C)
∆t

log

(˚C)
K
TN

(W/m2K)
α
N

(W/m2K)
α
L

(W/m2K)
K
LT

(W/m2K)
1
12278.93
38
18
26.77
622.58
309.49
6542.05
285.85
2
13395.20

37
17
25.72
647.98
309.49
7188.46
286.98
3
13395.20
35
15
23.60
784.41
295.31
7820.63
275.61
4
12278.93
34
16
23.88
746.29
295.31
8440.26
276.32
5
8790.60
45
32
38.13

291.34
340.07
6542.05
311.75
6
10046.40
44
29
35.98
405.25
324.49
7188.46
299.84
7
12558.00
42
24
32.16
575.64
340.07
7820.63
314.20
8
12558.00
39
22
29.69
600.18
340.07
8440.26

315.12
9
12558.00
43
25
33.19
502.07
369.98
6542.05
336.70
10
12558.00
40
23
30.72
542.45
369.98
7188.46
338.26
11
12558.00
38
21
28.66
645.94
369.98
7820.63
339.55
12
12558.00

35
19
26.19
680.45
353.03
8440.26
326.22
13
12278.93
39
21
29.08
636.77
399.29
6542.05
360.80
14
12278.93
37
20
27.63
678.41
399.29
7188.46
362.60
15
13813.80
35
17
24.93

835.67
381.00
7820.63
348.82
16
15348.67
32
13
21.09
1086.30
381.00
8440.26
349.97


Nhóm 5 truyền nhiệt ống xoắn

GVHD:Phạm Hùng Nam trang 14





0
200
400
600
800
1000
1200

Vn= 16 (l/p) Vn =18 (l/p) Vn=20 (l/p) V n =22 (l/p)
Biểu đồ: Mối quan hệ giữa lưu lượng và
K thực nghiệm.
Vl= 16 (l/p)
Vl= 18 (l/p)
Vl=20 (l/p)
Vl=22 (l/p)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Vn= 16 (l/p) Vn =18 (l/p) Vn=20 (l/p) V n =22 (l/p)
Biểu đồ: Mối quan hệ giữa lưu lượng và K lý
thuyết
Vl= 16 (l/p)
Vl= 18 (l/p)
Vl=20 (l/p)
Vl=22 (l/p)
Nhóm 5 truyền nhiệt ống xoắn

GVHD:Phạm Hùng Nam trang 15

3.4 Thí nghiệm 4: truyền nhiệt ngược chiều trên thiết bị inox:

TN
V
N

(l/p)
V
L

(l/p)
T1
T2
T3
T4
1
8
8
37
72
16
66
2
12
33
72
16
67
3

16
34
73
16
67
4
20
30
73
16
68
5
12
8
39
74
16
70
6
12
35
74
16
70
7
16
36
75
16
71

8
20
34
75
16
71
9
16
8
43
76
16
73
10
12
38
76
16
74
11
16
35
77
16
74
12
20
33
77
16

74
13
20
8
48
78
16
75
14
12
42
78
15
76
15
16
37
79
16
76
16
20
35
79
15
77
0
50
100
150

200
250
300
350
400
0
200
400
600
800
1000
1200
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
k thực
nghiệm
k lý thuyết
Nhóm 5 truyền nhiệt ống xoắn

GVHD:Phạm Hùng Nam trang 16


Bảng 1: hiệu suất nhiệt độ
TN
∆T
N

(˚C)
∆T
L

(˚C)
Ƞ
n
(%)
Ƞ
L
(%)
ƞ
hi
(%)
1
14
13
34.15
31.71
32.93
2
16
13
36.36
29.55
32.95
3
17
13
41.46
31.71
36.59
4
18

12
47.37
31.58
39.47
5
13
11
31.71
26.83
29.27
6
13
12
33.33
30.77
32.05
7
14
11
38.89
30.56
34.72
8
14
10
32.56
23.26
27.91
9
12

11
30.00
27.50
28.75
10
12
11
32.43
29.73
31.08
11
12
10
35.29
29.41
32.35
12
13
9
32.50
22.50
27.50
13
12
10
30.00
25.00
27.50
14
11

10
30.56
27.78
29.17
15
10
9
30.30
27.27
28.79
16
12
8
30.77
20.51
25.64

Bảng 2: hiệu suất truyền nhiệt

TN
G
N
(kg/s)
G
L
(kg/s)
Q
N
(W)
Q

L
(W)
Q
f
(W)
ƞ (%)
1
0.27
0.27
15627.73
14511.47
1116.27
92.86
2
0.27
0.30
17860.27
16325.40
1534.87
91.41
3
0.27
0.33
18976.53
18139.33
837.20
95.59
4
0.27
0.37

20092.80
18418.40
1674.40
91.67
5
0.30
0.27
16325.40
12278.93
4046.47
75.21
6
0.30
0.30
16325.40
15069.60
1255.80
92.31
7
0.30
0.33
17581.20
15348.67
2232.53
87.30
8
0.30
0.37
17581.20
15348.67

2232.53
87.30
9
0.33
0.27
16744.00
12278.93
4465.07
73.33
10
0.33
0.30
16744.00
13813.80
2930.20
82.50
11
0.33
0.33
16744.00
13953.33
2790.67
83.33
12
0.33
0.37
18139.33
13813.80
4325.53
76.15

13
0.37
0.27
18418.40
11162.67
7255.73
60.61
14
0.37
0.30
16883.53
12558.00
4325.53
74.38
15
0.37
0.33
15348.67
12558.00
2790.67
81.82
16
0.37
0.37
18418.40
12278.93
6139.47
66.67

Nhóm 5 truyền nhiệt ống xoắn

GVHD:Phạm Hùng Nam trang 17


Bảng 3: hệ số truyền nhiệt
TN
Q
N
(W)
∆t
max

(˚C)
∆t
min

(˚C)
∆t
log

(˚C)
K
TN

(W/m2K)
α
N

(W/m2K)
α

L

(W/m2K)
K
LT

(W/m2K)
1
15627.73
28
27
27.50
875.38
309.49
6542.05
285.85
2
17860.27
31
28
29.47
918.73
309.49
7188.46
286.98
3
18976.53
28
24
25.95

1159.51
295.31
7820.63
275.61
4
20092.80
26
20
22.87
1335.90
295.31
8440.26
276.32
5
16325.40
30
28
28.99
702.59
340.07
6542.05
311.75
6
16325.40
27
26
26.50
943.36
324.49
7188.46

299.84
7
17581.20
25
22
23.47
1084.83
324.49
7820.63
300.85
8
17581.20
33
29
30.96
822.40
340.07
8440.26
315.12
9
16744.00
29
28
28.50
714.71
369.98
6542.05
336.70
10
16744.00

26
25
25.50
898.66
353.03
7188.46
324.04
11
16744.00
24
22
22.99
1006.92
353.03
7820.63
325.23
12
18139.33
31
27
28.95
791.36
369.98
8440.26
340.64
13
18418.40
30
28
28.99

638.72
399.29
6542.05
360.80
14
16883.53
26
25
25.50
816.97
381.00
7188.46
347.46
15
15348.67
24
23
23.50
886.52
381.00
7820.63
348.82
16
18418.40
31
27
28.95
703.43
399.29
8440.26

365.33




0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Vn= 16 (l/p) Vn =18 (l/p) Vn=20 (l/p) V n =22 (l/p)
Biểu đồ: Mối quan hệ giữa lưu lượng và
K thực nghiệm.
Vl= 16 (l/p)
Vl= 18 (l/p)
Vl=20 (l/p)
Vl=22 (l/p)
Nhóm 5 truyền nhiệt ống xoắn

GVHD:Phạm Hùng Nam trang 18

4 .Bàn luận
Ảnh hưởng của lưu lượng dòng đến quá trình truyền nhiệt:
Ở trường hợp xuôi chiều: Trong cùng một lưu lượng nóng bằng nhau (V
N
=const),
khi tăng lưu lượng dòng lạnh (V
L
=16,18,20,22 l/ph) thì hệ số truyền nhiệt K sẽ tăng
dần nhưng không đáng kể.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Vn= 16 (l/p) Vn =18 (l/p) Vn=20 (l/p) V n =22 (l/p)
Biểu đồ: Mối quan hệ giữa lưu lượng và K lý
thuyết

Vl= 16 (l/p)
Vl= 18 (l/p)
Vl=20 (l/p)
Vl=22 (l/p)
0
50
100
150

200
250
300
350
400
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
k thực
nghiệm
k lý thuyết
Nhóm 5 truyền nhiệt ống xoắn

GVHD:Phạm Hùng Nam trang 19

Nhận thấy nếu lưu lượng dòng lạnh bằng nhau (V
L
=const) và qua các mức tăng lưu
lượng dòng nóng (V
N
=16,18,20,22 l/ph) thì hệ số truyền nhiệt K cũng sẽ tăng lên
nhưng không đáng kể.
Như vậy trong trường hợp xuôi chiều khi tăng lưu lượng dòng lạnh hoặc dòng nóng

thì hệ số truyền nhiệt tăng chậm, nghĩa là hiệu suất của quá trình truyền nhiệt ít chịu
ảnh hưởng của lưu lượng dòng.
Ở trường hợp ngược chiều: chỉ khác xuôi chiều là khi tăng lưu lượng dòng lạnh thì
hệ số truyền nhiệt K tăng lên nhanh chóng. Như vậy trong trường hợp ngược chiều
chịu ảnh hưởng của lưu lượng nhiều hơn trường hợp xuôi chiều.
Đánh giá sự ảnh hưởng của chiều chuyển động các dòng đến quá trình truyền
nhiệt:
Đối với hệ số truyền nhiệt tính từ thực nghiệm ta nhận thấy K
TN
khi xuôi chiều thì
lớn hơn so với trường hợp ngược chiều.
Đối với hệ số truyền nhiệt K tính theo lý thuyết thì ta thấy K
LT
khi xuôi chiều nhỉnh
hơn so với khi ngược chiều nhưng không đáng để (hai đường trên đồ thị gần như trùng
nhau)
Qua đó ta có thể kết luận, trong trường hợp truyền nhiệt ống xoắn thì chiều chuyển
động theo trường hợp xuôi chiều sẽ có lợi hơn về hệ số truyền nhiệt.
So sánh hệ số truyền nhiệt thực nghiệm với hệ số truyền nhiệt lý thuyết:
Trong cả hai trường hợp ngược chiều và xuôi chiều, ta đều thấy K
TN
lớn hơn K
LT
rất nhiều.
Sở dĩ có sự khác nhau như vậy là vì trong quá trình tính toán K
TN
chỉ có tính đến
Q
N
và 

log
mà 2 yếu tố này lại phụ thuộc vào nhiệt độ do các đầu dò báo về.
K
TN
=





Việc đầu dò báo sai chúng ta có thể hiệu chỉnh được. Nhưng Q
f
mà âm thì theo em
nghĩ là do quá trình truyền nhiệt từ dòng nóng sang dòng lạnh, nhiệt lượng đã bị mất
mát hao tổn ra bên ngoài. Lượng nhiệt tổn thất này không thể đo chính xác. Chính nó
đã làm cho việc tính toán không ổn định. Bởi vì khi tăng lưu lượng dòng lạnh hay lưu
lượng dòng nóng càng lớn, nhiệt truyền từ dòng nóng sang dòng nguội càng cao, thì
lượng nhiệt tổn thất này cũng tăng lên nhanh chóng.
Trong quá trình tính toán K
LT
thì ta sẽ đi tính các chuẩn số đồng dạng như Nusselt,
Reynolds, Prandlt, Grashoff để tính hệ số cấp nhiệt của dòng nóng 
1
và của dòng lạnh

2
. Ta nhận thấy 
1
của dòng nóng có giá trị xấp xỉ bằng nhau ở cùng một mức lưu
lượng V

N
và tăng lên khi V
N
tăng. Đối với 
2
của dòng lạnh thì chỉ tăng khi V
L
tăng ,
Nhóm 5 truyền nhiệt ống xoắn

GVHD:Phạm Hùng Nam trang 20

điều này được giải thích là do V
L
tăng dẫn đến vận tốc dòng lạnh tăng dẫn đến Re tăng
dẫn đến Nusselt tăng tỷ lệ thuận với 
2
.
Ta thấy rằng hệ số cấp nhiệt 
1
của dòng nóng lớn hơn rất nhiều 
2
dòng lạnh. Có
nghĩa là dòng lạnh nhận được lượng nhiệt từ nguồn nóng trong một đơn vị thời gian là
rất lớn và khả năng nhận nhiệt của dòng lạnh là chưa tương xứng với dòng nóng. Điều
này được giải thích là do dòng nóng chảy trong ống chùm có đường kính nhỏ, chế độ
chảy xoáy (Re>10000) có sự đối lưu giữa các lớp nước làm cho quá trình cấp nhiệt
nhanh hơn. Còn dòng lạnh chảy trong ống có đường kính lớn hơn rất nhiều, chế độ
chảy quá độ (2300<Re<10000) sự nhận nhiệt sẽ kém hơn
Một vài nhận xét về thiết bị:

Thiết bị truyền nhiệt loại đường ống sử dụng trong bài thí nghiệm này có thể sử
dụng được cho 4 bài: ống lồng ống Đồng, ống lồng ống Inox, ống xoắn, ống chùm.
Khảo sát quá trình truyền nhiệt trong hai trường hợp chảy xuôi chiều và chảy ngược
chiều.
Thiết bị dễ tháo lắp dễ dàng khi thay bộ phận, nhưng một vài chỗ còn khiếm khuyết
như không có bộ phận cách nhiệt giữa nồi đun với môi trường bên ngoài, không có bộ
phận cách nhiệt với giữa đường ống với môi trường bên ngoài để giảm tối thiểu nhiệt
tổn thất , bộ điều khiển sử dụng là loại ON-OFF nên độ trễ thời gian lớn, đầu dò nhiệt
độ hay đo sai, vị trí đặt đầu dò không chính xác (sử dụng đầu dò “xịn” chưa đủ mà cái
chính là ta phải đặt đúng vị trí trong dòng chảy). Để cải thiện những điều này thì khó
thực hiện, cần phải có thêm thời gian và công sức.
Ta nhận thấy rằng truyền nhiệt trong ống xoắn thì ổn định hơn so với truyền nhiệt
ống lồng ống Đồng và ống chùm
5 .Tài liệu tham khảo
[1]. Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM, Khoa Máy và Thiết Bị Hóa Học – Các Quá
Trình và Thiết Bị Truyền Khối – 2011.
[2]. Nguyễn Bin _tính toán quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực
phẩm_tập 2 _NXB khoa học và kỹ thuật
[3].Bảng tra cứu Qúa trình cơ học truyền nhiệt ,truyền khối _Nhà xuất bản Đại Học
Quốc Gia TP Hồ Chí Minh




Nhóm 5 truyền nhiệt ống xoắn

GVHD:Phạm Hùng Nam trang 21