THỰC HÀNH QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT VỎ ỐNG
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.49 MB, 36 trang )
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
----- -----
BÁO CÁO THỰC HÀNH
MÔN THỰC HÀNH QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ HÓA HỌC
BÀI 6:
THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT VỎ ỐNG
Giáo viên hướng dẫn:
ThS. Võ Thanh Hưởng
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Khắc Đức
Mã số sinh viên:
14078431
Tổ 4 – Nhóm 3
Ngày thực hiện:
18/08/2017
TP.Hồ Chí Minh, Tháng 9 năm 2017
BÀI 6. THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT VỎ ỐNG
6.1. TÓM TẮT ................................................................................................................. 2
6.2. GIỚI THIỆU ............................................................................................................. 2
6.2.1. Cơ sở lý thuyết [1] ............................................................................................. 2
6.3. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM ...................................................................................... 7
6.4. THỰC NGHIỆM [2] ................................................................................................. 7
6.4.1. Sơ đồ hệ thống thí nghiệm truyền nhiệt loại ống xoắn ...................................... 7
6.4.2. Trang thiết bị, hóa chất ...................................................................................... 9
6.4.3. Tiến hành thí nghiệm ....................................................................................... 11
6.4.3.1. Khảo sát trường hợp xuôi chiều thiết bị ................................................... 11
6.4.3.1.1. Các bước tiến hành thí nghiệm .......................................................... 11
6.4.3.2. Khảo sát trường hợp ngược chiều thiết bị ................................................ 11
6.4.3.2.1. Các bước tiến hành thí nghiệm .......................................................... 11
6.4.3.3. Kết thúc thí nghiệm................................................................................... 12
6.5. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN [3] ............................................................................. 12
6.5.1. Kết quả ............................................................................................................. 12
6.5.1.1. Khảo sát trường hợp xuôi chiều thiết bị ................................................... 12
6.5.1.1.1. Tính toán kết quả khảo sát ................................................................. 13
6.5.1.1.2. Tóm tắt kết quả xuôi chiều ................................................................ 18
6.5.1.2. Khảo sát trường hợp ngược chiều thiết bị ................................................ 20
6.5.1.2.1. Tính toán kết quả khảo sát ................................................................. 21
6.5.1.2.2. Tóm tắt kết quả xuôi chiều ................................................................ 26
6.5.1.3. Bàn luận .................................................................................................... 28
6.6. KẾT LUẬN ............................................................................................................. 29
6.7. TÍNH MẪU ............................................................................................................. 29
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................i
PHỤ LỤC........................................................................................................................ ii
1
BÀI 6. THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT VỎ ỐNG
6.1. TÓM TẮT
Bài báo cáo là tóm tắt quá trình khảo sát ảnh hưởng của chiều chuyển động lưu chất
lên quá trình truyền nhiệt xuôi chiều và ngược chiều lên quá trình truyền nhiệt vỏ ống với
dạng ống xoắn. Quá trình thực nghiệm và xử lý kết quả nhằm xác định hệ số truyền nhiệt
thực nghiệm KTN của thiết bị và so sánh với kết quả được tính toán theo lý thuyết KLT. Hệ
số truyền nhiệt lý thuyết KLT được xác định thông qua chế độ dòng chảy và các chuẩn số
để tìm hệ số cấp nhiệt của dòng nóng và dòng lạnh. Đồng thời tính nhiệt lượng dòng
nóng tỏa ra, dòng lạnh thu vào, các hiệu suất của quá trình truyền nhiệt từ đó rút ra nhận
xét xem chế độ chảy nào mang lại hiệu quả truyền nhiệt tốt hơn.
6.2. GIỚI THIỆU
6.2.1. Cơ sở lý thuyết [1]
Quá trình trao đổi nhiệt giữa 2 dòng lưu chất qua một bề mặt ngăn cách rất thường
gặp trong các lĩnh vực công nghiệp hóa chất, thực phẩm, hóa chất,… Trong đó nhiệt lượng
do dòng nóng tỏa ra sẽ được dòng lạnh thu vào. Mục đích quá trình nhằm thực hiện một
gian đoạn nào đó trong quy trình công nghệ, đó có thể là đun nóng, làm nguội, ngưng tụ
hay bốc hơi... Tùy thuộc vào bản chất của quá trình mà ta sẽ bố trí sự phân bố của các
dòng sao cho giảm tổn thất, tăng hiệu suất của quá trình
Hiệu suất quá trình trao đổi nhiệt cao hay thấp tùy thuộc vào cách ta bố trí thiết bị,
điều khiển hoạt động,… Trong đó, chiều chuyển động của các dòng có ý nghĩa rất quan
trọng.
-
Cân bằng năng lượng khi cho 2 dòng trao đổi nhiệt gián tiếp: Nhiệt lượng do dòng
nóng tỏa ra
𝑄𝑁 = 𝐺𝑁 . 𝐶𝑁 . ∆𝑇𝑁
-
(6.1)
Nhiệt lượng do dòng lạnh thu vào
𝑄𝐿 = 𝐺𝐿 . 𝐶𝐿 . ∆𝑇𝐿
2
(6.2)
-
Nhiệt lượng tổn thất (Phần nhiệt lượng mà dòng nóng tỏa ra nhưng dòng lạnh không
thu vào được có thể do trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh):
-
-
𝑄𝑓 = 𝑄𝑁 − 𝑄𝐿
(6.3)
𝑄𝑁 = 𝑄𝐿 + 𝑄𝑓
(6.4)
Cân bằng nhiệt lượng:
Măt khác nhiệt lượng trao đổi cũng có thể tính theo công thức:
𝑄 = 𝐾. 𝐹. ∆𝑇𝑙𝑜𝑔
(6.5)
Từ (6.5) ta thấy nhiệt lượng trao đổi sẽ phụ thuộc vào kích thước thiết bị F, cách bố
trí các dòng ∆𝑇𝑙𝑜𝑔 . Do thiết bị là phần cứng ta rất khó thay đổi nên có thể xem nhiệt lượng
trao đổi trong các trường hợp này phụ thuộc vào cách bố trí các dòng chảy
Ta có các cách bố trí sau
-
Chảy xuôi chiều: Lưu thể 1 và 2 chảy song song cùng chiều với nhau
-
Chảy ngược chiều: Lưu thể 1 và 2 chảy song song nhưng ngược chiều nhau
-
Chảy chéo dòng: Lưu thể 1 và lưu thể 2 chảy theo phương vuông gócChảy hỗn hợp:
3
-
lưu thể 1 chảy theo hướng nào đó còn lưu thể 2 thì có đoạn chảy cùng chiều có đoạn
chảy ngược chiều có đoạn chảy chéo dòng
Tùy vào cách bố trí mà ta có phương pháp xác định hiệu số nhiệt độ hữu ích logarit
∆𝑡𝑙𝑜𝑔 khác nhau
∆𝑡𝑙𝑜𝑔 =
∆𝑡𝑚𝑎𝑥 − ∆𝑡𝑚𝑖𝑛
∆𝑡
𝑙𝑛 𝑚𝑎𝑥
∆𝑡𝑚𝑖𝑛
(6.6)
Trường hợp chảy ngược chiều
t2c
t1ñ
t1c
t2ñ
t1ñ
t2c
t1c
t2ñ
Hình 6-1: Đặc trưng thay đổi nhiệt độ khi chảy ngược chiều
Xét trường hợp hai lưu thể chảy ngược chiều dọc theo bề mặt trao đổi nhiệt, nhiệt độ
của lưu thể nóng giảm, nhiệt độ lưu thể nguội tăng và được biểu diễn như giản đồ sau
Nếu ∆𝑡1 > ∆𝑡2 ⇒ {
∆𝑡𝑚𝑎𝑥 = ∆𝑡1
∆𝑡𝑚𝑖𝑛 = ∆𝑡2
Nếu ∆𝑡1 < ∆𝑡2 ⇒ {
∆𝑡𝑚𝑎𝑥 = ∆𝑡2
∆𝑡𝑚𝑖𝑛 = ∆𝑡1
∆𝑡1 = 𝑇𝑁𝑣 − 𝑇𝐿𝑟
(6.7)
∆𝑡2 = 𝑇𝑁𝑟 − 𝑇𝐿𝑣
(6.8)
Trường hợp hai lưu thể chảy xuôi chiều
Xét trường hợp hai lưu thể chảy xuôi dọc bề mặt trao đổi nhiệt, nhiệt độ của lưu thể
nóng giảm, nhiệt độ của lưu thể lạnh tăng và được biểu diễn như giản đồ sau
4
Hình 6-2: Đặc trưng thay đổi nhiệt độ khi chảy xuôi chiều
∆𝑡𝑚𝑎𝑥 = ∆𝑡1 = 𝑇𝑁𝑣 − 𝑇𝐿𝑣
∆𝑡𝑚𝑖𝑛 = ∆𝑡2 = 𝑇𝑁𝑟 − 𝑇𝐿𝑟
Nếu trong quá trình truyền nhiệt khi tỉ số
∆𝑡𝑚𝑎𝑥
∆𝑡𝑚𝑖𝑛
< 2 thì hiệu số nhiệt độ trung bình
∆𝑡𝑙𝑜𝑔 có thể được tính gần đúng công thức sau:
∆𝑡𝑙𝑜𝑔 =
∆𝑡𝑚𝑎𝑥 + ∆𝑡𝑚𝑖𝑛
2
(6.9)
Hiệu suất nhiệt độ trong các quá trình truyền nhiệt của dòng nóng và dòng lạnh lần
lượt:
𝑁 =
𝑇𝑁𝑣 − 𝑇𝑁𝑟
. 100%
𝑇𝑁𝑣 − 𝑇𝐿𝑟
(6.10)
𝐿 =
𝑇𝐿𝑟 − 𝑇𝐿𝑣
. 100%
𝑇𝑁𝑣 − 𝑇𝐿𝑟
(6.11)
Hiệu suất nhiệt độ hữu ích của quá trình truyền nhiệt:
ℎ𝑖 =
𝑁 + 𝑁
2
Hiệu suất của quá trình truyền nhiệt:
5
(6.12)
=
𝑄𝑁
. 100%
𝑄𝐿
(6.13)
Xác định hệ số truyền nhiệt thực nghiệm:
𝐾𝑇𝑁 =
𝑄
𝐹. ∆𝑡𝑙𝑜𝑔
(6.14)
Trong đó: F = π. 𝑑𝑡𝑏 . 𝐿
(𝑑𝑡𝑏 =
𝑑𝑖 +𝑑𝑜
2
) : là đường kính trung bình của ống truyền nhiệt, m.
Xác định hệ số truyền nhiệt lý thuyết:
𝐾𝐿𝑇 =
∆𝑡
𝛿𝑇
(6.15)
1
1
+
+
𝛼𝑁 𝑇 𝛼𝑁
Khi đó: 𝛿𝑇 ; 𝑇 ta tra bảng. Ta có, hệ số truyền nhiết của innox: 𝜆 = 17.5 (𝑊⁄𝑚2 . 𝐾 )
Hệ số cấp nhiệt 𝛼 được tính thông qua chuẩn số 𝑁𝑢 = 𝑓(𝑅𝑒, 𝐺𝑟, Pr)
𝜔. 𝜌. 𝑙
𝜇
(6.16)
𝛽. 𝜔. 𝑔. 𝑙3
𝜗2
(6.17)
𝑅𝑒 =
𝐺𝑟 =
𝑃𝑟 =
𝜇𝐶𝑝
(6.18)
Khi Re > 10000: Chảy rối
𝑁𝑢 = 0,021. 𝑅𝑒
0,8
. 𝑃𝑟
0,43
𝑃𝑟 0,25
)
.-(
𝑃𝑟𝑇
(6.19)
Khi 1000 < Re < 10000: Chảy tầng
𝑁𝑢 = 0,17. 𝑅𝑒
0,33
. 𝑃𝑟
0,43
Mặt khác:
6
. -𝐺𝑟
0,1
𝑃𝑟 0,25
(
)
𝑃𝑟𝑇
(6.20)
𝑁𝑢 =
𝛼. 𝑙
(6.21)
Từ đó ta suy ra được hệ số cấp nhiệt 𝛼 để thế vào công thức (6.15) để tính 𝐾𝐿𝑇
6.3. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
-
Sinh viên biết vận hành thiết bị truyền nhiệt, hiểu nguyên lý đóng mở van điều chỉnh
lưu lượng, hướng dòng chảy, biết sự cố có thể xảy ra và cách xử lý tình huống
-
Khảo sát quá trình truyền nhiệt đun nóng hoặc làm nguội gián tiếp giữa 2 dòng qua
một bề mặt ngăn cách là ống xoắn
-
Tính toán hiệu xuất 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 KTN của thiết bị từ đó so sánh với kết quả
tính toán theo lý thuyết KLT.
6.4. THỰC NGHIỆM [2]
6.4.1. Sơ đồ hệ thống thí nghiệm truyền nhiệt loại ống xoắn
Hình 6-3: Sơ đồ hệ thống thí nghiệm truyền nhiệt loại ống xoắn
7
Hệ thống khảo sát gồm 2 loại thiết bị chính
Thiết bị truyền nhiệt loại ống xoắn 𝑻𝑩𝟐 có vỏ ngoài bằng thủy tinh 𝑻𝑩𝟏
Hình 6-4: Sơ đồ tủ điện
Thiết bị truyền nhiệt loại ống xoắn 𝑻𝑩𝟏 có vỏ ngoài bằng thủy tinh 𝑻𝑩𝟐
Hệ thống thí nghiệm gồm 2 thùng chứa nước nóng 𝑻𝑵 (thùng nóng) và nước lạnh 𝑻𝑳
(thùng lạnh) được nối vào 2 bơm tương ứng bơm nóng 𝑩𝑵 và bơm lạnh 𝑩𝑳 để dẫn dòng
nóng và dòng lạnh và lần lượt 2 thiết bị truyền nhiệt loại ống xoắn qua 2 thiết bị đo lưu
lượng loại rotamet
Sự phân bố các dòng lưu chất vào thiết bị được điều chỉnh qua hệ thống van 𝑽𝑳𝒊 và
𝑽𝑵𝒋 (𝑖 = 1 ÷ 9, 𝑗 = 1 ÷ 7). Lưu lượng của dòng nóng và dòng lạnh được điều chỉnh nhờ
2 van VN và VL
Nhiệt độ đầu vào và ra của các dòng lần lượt được xác định nhờ các đầu cảm biến
nhiệt độ của cặp nhiệt điện loại K và truyền tín hiệu về tủ điều khiển và hiển thị trên đồng
hồ hiển thị RTC.
Nước trong thùng chứa nước nóng sẽ được gia nhiệt nhờ điện trở 3KW có kết nối với
bộ điều kiển ON/OFF trên tủ điều khiển để khống chế nhiệt độ trong thùng chứa theo yêu
cầu thí nghiệm
8
Chú ý: Đối với các van 𝑽𝑳𝒊 và 𝑽𝑳𝒋 khi đóng thì phải đóng hoàn toàn, khi mở thì phải mở
hoàn toàn.Hình 6-5: Sơ đồ tủ điện
Hệ thống tủ điện bao gồm
-
Đèn báo sáng khi có điện vào tủ điều khiển
-
Công tắc tổng (có đèn báo sáng khi mở)
-
Nút nhấn mở (màu xanh) nút nhất tắt (màu đỏ) của bơm nóng, bơm lạnh.
-
Công tắc điện trở.
-
Nút dừng khẩn cấp (nhấn vào khi có sự cố, xoay theo kim đồng hồ khi cần mở)
-
Đồng hồ hiển thị nhiệt độ dòng nóng T1, T3, T5, T7.
-
Đồng hồ hiển thị nhiệt độ dòng lạnh T2, T4, T6, T8.
-
Bộ cài đặt nhiệt độ thùng nóng T9.
6.4.2. Trang thiết bị, hóa chất
Bài thực hành được trang bị hệ thống tủ điều khiển hệ thống bơm, điện trở, cài đặt
nhiệt độ và các đầu báo nhiệt độ, cách thức hoạt động như sau:
-
Kết nối nguồn điện cung cấp cho tủ điều khiển (đèn báo sáng)
-
Bật công tắc tổng (đèn báo sáng)
-
Mở nắp thùng chứa nước nóng TN và lạnh TL (nếu có) kiểm tra nước đến hơn 2/3
thùng. Trước khi cho nước vào thùng phải đóng van xả đáy.
-
Đóng nắp thùng chứa nước nóng và nước lạnh 9 (nếu có).
-
Cài đặt nhiệt độ trên bộ điều khiển ON/OFF cho thùng chứa nước nóng TN
-
Bật công tắc điện trở
-
Khi nhiệt độ trong thùng chứa nước nóng TN đạt giá trị cài đặt thì bắt đầu tiến hành
thí nghiệm
-
Trên thiết bị ống xoắn bố trí dòng chảy xuôi chiều hay ngược chiều chỉ cần điều
chỉnh dòng lạnh, còn dòng nóng thì luôn bố trí có định một chiều từ trên xuống.
Các kí hiệu
∆𝑇𝑁 : Hiệu số nhiệt độ giữa đầu vào và đầu ra của dòng nóng
∆𝑇𝐿 : Hiệu số nhiệt độ giữa đầu vào và đầu ra của dòng lạnh
𝜂𝑁 : Hiệu suất nhiệt độ của dòng nóng
9
𝜂𝐿 : Hiệu suất nhiệt độ của dòng lạnh
𝜂ℎ𝑖 : Hiệu suất nhiệt độ hữu ích
𝜂: Hiệu suất truyền nhiệt
𝑉𝑁 : Lưu lượng thể tích của dòng nóng (𝑚3 ⁄𝑠)
𝑉𝐿 : Lưu lượng thể tích của dòng lạnh (𝑚3 ⁄𝑠)
𝐺𝑁 : Lưu lượng thể tích của dòng nóng (𝐾𝑔⁄𝑠)
𝐺𝐿 : Lưu lượng thể tích của dòng lạnh (𝐾𝑔⁄𝑠)
𝐶𝑁 : Nhiệt dung riêng của dòng nóng (𝐽⁄𝐾𝑔. ℃) (tra bảng)
𝐶𝐿 : Nhiệt dung riêng của dòng lạnh (𝐽⁄𝐾𝑔. ℃) (tra bảng)
𝜌𝑁 : Khối lượng riêng của dòng nóng (𝐾𝑔⁄𝑚3 ) (tra bảng)
𝜌𝐿 : Khối lượng riêng của dòng lạnh (𝐾𝑔⁄𝑚3 ) (tra bảng)
𝑄𝑁 : Nhiệt lượng do dòng nóng tỏa ra
𝑄𝐿 : Nhiệt lượng do dòng lạnh thu vào (𝑊 )
𝑄𝑓 : Nhiệt lượng tổn thất (𝑊 )
∆𝑡1 : Hiệu số nhiệt độ giữa dòng nóng và dòng lạnh tại đầu trên của thiết bị
∆𝑡2 : Hiệu số nhiệt độ giữa dòng nóng và dòng lạnh tại dưới trên của thiết bị
∆𝑡𝑙𝑜𝑔 : Hiệu số nhiệt độ hữu ích logarit
𝐾: Hệ số truyền nhiệt (𝑊 ⁄𝑚2 . ℃)
𝐹: Diện tích trao đổi nhiệt (𝑚2 )
Đối với kí hiệu kích thước ống xoắn:
𝑑𝑖 : Đường kính trong của ống xoắn (𝑚)
𝑑𝑜 : Đường kính ngoài của ống xoắn (𝑚)
𝐷1 : Đường kính trong của thiết bị inox (𝑚)
𝐷2 : Đường kính trong của ống thủy tinh (𝑚)
𝐿1 : Chiều dài của ống xoắn trong thiết bị inox TB1 (𝑚)
10
𝐿2 : Chiều dài của ống xoắn trong thiết bị thủy tinh TB2 (𝑚)
Bảng 6-1: Bảng kích thước ông xoắn
𝒅𝒊
𝒅𝒐
𝑫𝟏
𝑫𝟐
𝑳𝟏
𝑳𝟐
15mm
17mm
250mm
100mm
12mm
6mm
6.4.3. Tiến hành thí nghiệm
6.4.3.1. Khảo sát trường hợp xuôi chiều thiết bị
6.4.3.1.1. Các bước tiến hành thí nghiệm
-
Bước 1: Mở van cho nước vào khoảng 2⁄3 thể tích thùng nóng và thùng lạnh.
-
Bước 2: Mở công tắc tổng cấp nguồn cho tủ điện, mở công tắc điện trở và cài đặt
nhiệt độ cho thùng nóng ở 80℃.
-
Bước 3: Điều chỉnh lưu lượng dòng nóng (tránh điều chỉnh ở nhiệt độ cao sẽ làm hư
lưu lượng kế), sau đó mở van 𝑉𝑁4 khóa các van qua lưu lượng kế 𝑉𝑁2 và 𝑉𝑁3
-
Bước 4: Điều chỉnh đóng mở van để phù hợp với trường hợp chảy xuôi chiều
-
Bước 5: Đợi nước trong thùng nóng TN đạt đến nhiệt độ thích hợp thì tiến hành trao
đổi nhiệt.
-
Bước 6: Ghi lại các thông số nhiệt độ dòng nóng, nhiệt độ dòng lạnh, lưu lượng
dòng nóng, lưu lượng dòng lạnh trong quá trình trao đổi nhiệt.
6.4.3.2. Khảo sát trường hợp ngược chiều thiết bị
6.4.3.2.1. Các bước tiến hành thí nghiệm
-
Bước 1: Mở van cho nước vào khoảng 2⁄3 thể tích thùng nóng và thùng lạnh.
-
Bước 2: Mở công tắc tổng cấp nguồn cho tủ điện, mở công tắc điện trở và cài đặt
nhiệt độ cho thùng nóng ở 80℃.
-
Bước 3: Điều chỉnh lưu lượng dòng nóng (tránh điều chỉnh ở nhiệt độ cao sẽ làm hư
lưu lượng kế), sau đó mở van 𝑉𝑁4 khóa các van qua lưu lượng kế 𝑉𝑁2 và 𝑉𝑁3
-
Bước 4: Điều chỉnh đóng mở van để phù hợp với trường hợp chảy ngược chiều.
-
Bước 5: Đợi nước trong thùng nóng TN đạt đến nhiệt độ thích hợp thì tiến hành trao
đổi nhiệt.
-
Bước 6: Ghi lại các thông số nhiệt độ dòng nóng, nhiệt độ dòng lạnh, lưu lượng
dòng nóng, lưu lượng dòng lạnh trong quá trình trao đổi nhiệt.
11
6.4.3.3. Kết thúc thí nghiệm
-
Tắt bơm nóng và bơm lạnh
-
Tắt công tắc điện trở
-
Tắt công tắc tổng
-
Tắt cầu dao nguồn
-
Xả nước trong các thùng
-
Khóa van nước nguồn cấp
-
Vệ sinh máy và khu vực máy
6.5. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN [3]
6.5.1. Kết quả
6.5.1.1. Khảo sát trường hợp xuôi chiều thiết bị
Bảng 6-2: kết quả khảo sát thực nghiệm trường hợp chảy xuôi chiều thiết bị
Thí
𝑽𝑵ó𝒏𝒈
𝑽𝑳ạ𝒏𝒉
𝑻𝟕
𝑻𝟓
𝑻𝟔
𝑻𝟖
𝑻𝒏ồ𝒊
nghiệm
(LPM)
(LPM)
(lạnh vào)
(lạnh ra)
(nóng vào)
(nóng ra)
(℃ )
1
10
20
32
54
47
69
2
14
20
28
48
42
63
3
18
20
26
43
37
58
4
22
20
24
39
34
53
5
10
18
26
41
38
57
6
14
18
24
38
35
53
7
18
18
22
35
33
50
8
22
18
21
32
30
47
9
10
18
25
39
37
56
14
18
23
36
35
53
10
14
18
10
12
11
18
18
22
33
32
47
12
22
18
21
31
30
44
13
10
18
26
38
37
55
14
14
18
23
35
33
53
15
18
18
21
32
31
47
16
22
18
20
30
29
43
22
6.5.1.1.1. Tính toán kết quả khảo sát
Tính toán kết quả khảo sát được dựa theo các công thức được đưa ra ở mục 6.2.1.
-
Cơ sở lý thuyết
Bảng 6-3: Bảng tính các kết quả khảo sát xuôi chiều thiết bị
Thí
𝑻𝑵𝑻𝑩
𝑮𝑵
𝑸𝑵
(℃ )
(𝑘𝑔⁄𝑠)
(𝑊 )
𝜼𝑵
𝜼𝑳
𝑵𝒉𝒊
𝚫𝑻𝑵
𝝆𝑵
1
31.82
54.55
43.18
7
987.92
51
0.16
4817.75
2
30,00
40.00
35.00
6
990.32
45
0.17
4139.56
3
35,29
35.29
35.29
6
992.31
40
0.17
4147.87
4
33,33
26.67
30.00
5
993.59
37
0.17
3460.99
5
20,00
53.33
36.67
3
992.50
40
0.23
2904.06
6
21,43
42.86
32.14
3
993.59
37
0.23
2907.24
7
15,38
30.77
23.08
2
994.43
34
0.23
1939.81
8
18,18
27.27
22.73
2
995.38
31
0.23
1941.66
9
14,29
50.00
32.14
2
993.05
38
0.30
2490.58
nghiệm
13
Thí
𝑻𝑵𝑻𝑩
𝑮𝑵
𝑸𝑵
(℃ )
(𝑘𝑔⁄𝑠)
(𝑊 )
𝜼𝑵
𝜼𝑳
𝑵𝒉𝒊
𝚫𝑻𝑵
𝝆𝑵
10
7,69
38.46
23.08
1
993.93
36
0.30
1246.39
11
9,09
36.36
22.73
1
994.92
33
0.30
1247.63
12
10,00
30.00
20.00
1
995.53
31
0.30
1248.40
13
8,33
66.67
37.50
1
993.23
38
0.36
1522.30
14
16,67
41.67
29.17
2
994.43
34
0.36
3048.27
15
9,09
27.27
18.18
1
995.23
32
0.36
1525.35
16
10,00
20.00
15.00
1
995.82
30
0.37
1526.27
nghiệm
Bảng 6-4: Bảng tính các kết quả khảo sát xuôi chiều thiết bị
Thí
𝑻𝑳𝑻𝑩
𝑮𝑳
𝑸𝑳
𝑸𝒇
(℃ )
(𝑘𝑔⁄𝑠)
(𝑊 )
(𝑊 )
𝚫𝑻𝑳
𝝆𝑳
1
31,82
996.78
43.18
7
987.92
51
0.16
2
30,00
997.27
35.00
6
990.32
45
0.17
3
35,29
997.51
35.29
6
992.31
40
0.17
4
33,33
997.73
30.00
5
993.59
37
0.17
5
20,00
997.73
36.67
3
992.50
40
0.23
6
21,43
997.95
32.14
3
993.59
37
0.23
7
15,38
998.15
23.08
2
994.43
34
0.23
8
18,18
998.25
22.73
2
995.38
31
0.23
nghiệm
14
𝜼%
Thí
𝑻𝑳𝑻𝑩
𝑮𝑳
𝑸𝑳
𝑸𝒇
(℃ )
(𝑘𝑔⁄𝑠)
(𝑊 )
(𝑊 )
𝚫𝑻𝑳
𝝆𝑳
9
14,29
997.84
32.14
2
993.05
38
0.30
10
7,69
998.05
23.08
1
993.93
36
0.30
11
9,09
998.15
22.73
1
994.92
33
0.30
12
10,00
998.25
20.00
1
995.53
31
0.30
13
8,33
997.73
37.50
1
993.23
38
0.36
14
16,67
998.05
29.17
2
994.43
34
0.36
15
9,09
998.25
18.18
1
995.23
32
0.36
16
10,00
998.34
15.00
1
995.82
30
0.37
nghiệm
𝜼%
Bảng 6-5: Bảng tính các kết quả khảo sát xuôi chiều thiết bị
Thí
𝚫𝑻𝑴𝒂𝒙 𝚫𝑻𝑴𝒊𝒏 𝚫𝑻𝒍𝒐𝒈
𝝀𝑵
𝝑𝑵
𝝎𝑵
𝑹𝒆𝑵
𝑷𝒓𝑵
nghiệm
(℃)
(℃)
(℃)
(𝑚⁄𝑠)
1
34
15
23.22
931.75
0.76
18400110.34
0.65
4836.40
2
28
14
20.20
934.01
0.72
19424428.88
0.64
4657.92
3
23
11
16.27
935.89
0.73
19361070.38
0.63
4743.76
4
19
10
14.02
937.09
0.75
18854067.95
0.63
4927.36
5
23
12
16.91 1310.50
0.73
27032712.80
0.63
4764.35
6
20
11
15.05 1311.93
0.75
26395695.13
0.63
4927.36
7
17
11
13.78 1313.05
0.77
25646045.75
0.62
5112.59
15
(𝑚⁄𝑠
2)
(𝑊⁄𝑚2 . 𝐾 )
Thí
𝚫𝑻𝑴𝒂𝒙 𝚫𝑻𝑴𝒊𝒏 𝚫𝑻𝒍𝒐𝒈
𝝎𝑵
𝝑𝑵
(𝑚⁄𝑠)
(𝑚⁄𝑠 2 )
𝝀𝑵
𝑹𝒆𝑵
𝑷𝒓𝑵
nghiệm
(℃)
(℃)
8
14
9
11.32 1314.30
0.80
24553965.90
0.62
5391.59
9
21
12
16.08 1685.86
0.74
34398958.20
0.63
4837.54
10
18
12
14.80 1687.35
0.75
33578463.05
0.63
4996.21
11
15
10
12.33 1689.02
0.78
32299841.18
0.62
5244.45
12
13
9
10.88 1690.07
0.81
31315161.63
0.62
5444.03
13
20
11
15.05 2060.87
0.74
41868418.55
0.63
4865.66
14
17
10
13.19 2063.36
0.77
40300929.03
0.62
5112.59
15
14
10
11.89 2065.01
0.80
38889273.28
0.62
5340.85
16
12
9
10.43 2066.24
0.82
37635686.18
0.62
5554.90
(℃)
(𝑊⁄𝑚2 . 𝐾 )
Bảng 6-6: Bảng tính các kết quả khảo sát xuôi chiều thiết bị
Thí
nghiệm
𝜶𝟏
𝑵𝒖𝑵
𝝎𝑳
(𝑊⁄ 2 )
𝑚 . độ
(𝑚⁄𝑠)
𝝀𝑳
𝝑𝑳
(𝑚⁄𝑠
2)
𝑹𝒆𝑳
(𝑊⁄ 2 )
𝑚 .𝐾
1
522901.76
21195496.10
95.76
0.88
1632682.75
0.61
2
537304.69
21525769.15
134.12
0.92
2193797.18
0.60
3
540126.70
21402520.33
172.49
0.94
2760624.59
0.59
4
537486.54
21109783.75
210.86
0.96
3300342.40
0.59
5
706760.99
27970066.10
95.85
0.96
1500155.64
0.59
6
703509.59
27630338.98
134.21
0.98
2053093.71
0.59
16
Thí
nghiệm
𝜶𝟏
𝑵𝒖𝑵
𝝀𝑳
𝝑𝑳
𝝎𝑳
(𝑊⁄ 2 )
𝑚 . độ
(𝑚⁄𝑠)
(𝑚⁄𝑠
2)
𝑹𝒆𝑳
(𝑊⁄ 2 )
𝑚 .𝐾
7
698475.64
27258011.92
172.60
1.00
2578975.29
0.58
8
690168.34
26726768.92
210.97
1.02
3114957.52
0.60
9
862668.90
34010721.56
95.86
0.97
1483338.33
0.59
10
857992.07
33611839.16
134.23
0.99
2029488.94
0.59
11
849279.15
33015727.08
172.60
1.00
2578975.29
0.58
12
841916.31
32561113.43
210.97
1.02
3114957.52
0.60
13
1012044.58
39849255.47
95.85
0.96
1500155.64
0.59
14
1002736.86
39131806.13
134.23
0.99
2029488.94
0.58
15
993014.69
38504144.45
172.61
1.02
2548601.60
0.60
16
983807.20
37944213.93
210.99
1.03
3077841.32
0.58
Bảng 6-7: Bảng tính các kết quả khảo sát xuôi chiều thiết bị
Thí
𝜶𝟐
𝑲𝑳𝑻
𝑲𝑻𝑵
2
(𝑚 ⁄𝑠)
(𝑊 ⁄𝑚2 . ℃)
(𝑊 ⁄𝑚2 . ℃)
𝑷𝒓𝑳
𝑵𝒖𝑳
1
6047.59
82912.74
1007472.67
648.11
687,98
2
6377.15
107440.02
1291214.11
640.66
679,55
3
6618.98
131209.50
1552995.63
633.72
845,34
4
6839.27
153504.36
1798457.06
628.16
818,40
5
6756.23
81264.58
963797.88
632.77
569,49
nghiệm
17
Thí
𝜶𝟐
𝑲𝑳𝑻
𝑲𝑻𝑵
2
(𝑚 ⁄𝑠)
(𝑊 ⁄𝑚2 . ℃)
(𝑊 ⁄𝑚2 . ℃)
𝑷𝒓𝑳
𝑵𝒖𝑳
6
6970.69
105865.63
1245403.32
628.07
640,31
7
7181.68
128692.80
1504676.17
624.13
466,64
8
7108.20
149017.65
1781655.05
619.37
568,89
9
6862.08
81075.11
957659.24
630.37
513,47
10
7067.65
105515.65
1238753.74
626.47
279,27
11
7226.18
129035.08
1499387.60
621.73
335,46
12
7108.20
149017.65
1781655.05
618.57
380,53
13
6811.36
81549.07
959343.31
629.58
335,28
14
7111.26
105795.14
1234417.65
624.07
766,15
15
7108.20
126916.35
1517411.89
620.14
425,43
16
7465.04
150737.04
1737093.61
616.87
485,28
nghiệm
6.5.1.1.2. Tóm tắt kết quả xuôi chiều
Bảng 6-8: Tóm tắt kết quả khảo sát trường hợp chảy xuôi chiều
Thí
nghiệm
𝑽𝒏ó𝒏𝒈
1
2
3
10
𝑲𝑳𝑻
𝑲𝑻𝑵
(𝑊 ⁄𝑚2 . ℃)
(𝑊 ⁄𝑚2 . ℃)
10
648.11
687,98
14
640.66
679,55
18
633.72
845,34
𝑽𝒍ạ𝒏𝒉
18
Thí
nghiệm
𝑽𝒏ó𝒏𝒈
𝑽𝒍ạ𝒏𝒉
𝑲𝑳𝑻
𝑲𝑻𝑵
(𝑊 ⁄𝑚2 . ℃)
(𝑊 ⁄𝑚2 . ℃)
4
22
628.16
818,40
5
10
632.77
569,49
6
14
628.07
640,31
7
18
624.13
466,64
8
22
619.37
568,89
9
10
630.37
513,47
10
14
626.47
279,27
11
18
621.73
335,46
12
22
618.57
380,53
13
10
629.58
335,28
14
14
624.07
766,15
15
18
620.14
425,43
16
22
616.87
485,28
14
18
22
19
700
687.98
648.11
628.07
640.31
621.73
616.87
600
485.28
500
400
K lý thuyết
335.46
K thực nghiệm
300
200
100
0
1
2
3
4
Biểu đồ 6-1: Biểu đồ so sánh sự tương quan giữa 𝐾𝐿𝑇 và 𝐾𝑇𝑁 trong trường hợp xuôi chiều
thiết bị với 𝑉𝑁 = 𝑉𝐿
6.5.1.2. Khảo sát trường hợp ngược chiều thiết bị
Bảng 6-9: kết quả khảo sát thực nghiệm trường hợp chảy ngược chiều thiết bị
Thí
𝑽𝑵ó𝒏𝒈
𝑽𝑳ạ𝒏𝒉
𝑻𝟓
𝑻𝟕
𝑻𝟔
𝑻𝟖
𝑻𝒏ồ𝒊
nghiệm
(LPM)
(LPM)
(lạnh vào)
(lạnh ra)
(nóng vào)
(nóng ra)
(℃ )
1
10
18
24
39
36
55
2
14
18
22
36
34
51
3
18
17
21
34
31
50
4
22
17
20
32
30
46
5
10
17
24
38
36
55
6
14
17
23
35
34
49
7
18
17
21
33
31
46
8
22
17
20
31
30
43
10
14
20
9
10
17
24
37
35
54
10
14
17
22
34
34
50
11
18
17
21
32
31
46
12
22
17
20
30
29
44
13
10
17
25
36
35
53
14
14
17
22
33
33
49
15
18
17
20
31
31
45
16
22
17
20
30
29
43
18
22
6.5.1.2.1. Tính toán kết quả khảo sát
Tính toán kết quả khảo sát được dựa theo các công thức được đưa ra ở mục 6.2.1.
-
Cơ sở lý thuyết
Bảng 6-10: : Bảng tính các kết quả khảo sát ngược chiều thiết bị
Thí
nghiệm
𝜼𝑵
𝜼𝑳
𝑵𝒉𝒊
𝚫𝑻𝑵
𝝆𝑵
𝑻𝑵𝑻𝑩
𝑮𝑵
𝑸𝑵
(℃)
(𝑘𝑔⁄𝑠)
(𝑊)
1
20.00
40.00
30.00
3
993.23
38
0.17
2075.86
2
14.29
28.57
21.43
2
994.10
35
0.17
1385.12
3
23.08
30.77
26.92
3
994.92
33
0.17
2079.38
4
16.67
25.00
20.83
2
995.38
31
0.17
1386.90
5
14.29
50.00
32.14
2
993.41
37
0.23
1937.81
6
8.33
50.00
29.17
1
994.27
35
0.23
969.74
7
16.67
33.33
25.00
2
995.07
32
0.23
1941.06
21
Thí
nghiệm
𝜼𝑵
𝜼𝑳
𝑵𝒉𝒊
𝚫𝑻𝑵
𝝆𝑵
𝑻𝑵𝑻𝑩
𝑮𝑵
𝑸𝑵
(℃)
(𝑘𝑔⁄𝑠)
(𝑊)
8
9.09
27.27
18.18
1
995.53
31
0.23
970.97
9
15.38
53.85
34.62
2
993.76
36
0.30
2492.35
10
0.00
41.67
20.83
0
994.43
34
0.30
0.00
11
9.09
36.36
22.73
1
995.23
32
0.30
1248.02
12
10.00
30.00
20.00
1
995.82
30
0.30
1248.76
13
9.09
72.73
40.91
1
993.93
36
0.36
1523.37
14
0.00
45.45
22.73
0
994.76
33
0.36
0.00
15
0.00
27.27
13.64
0
995.38
31
0.36
0.00
16
10.00
30.00
20.00
1
995.82
30
0.37
1526.27
Bảng 6-11: : Bảng tính các kết quả khảo sát ngược chiều thiết bị
Thí
nghiệm
𝚫𝑻𝑳
𝝆𝑳
𝑻𝑳𝑻𝑩
𝑮𝑳
𝑸𝑳
𝑸𝒇
(℃)
(𝑘𝑔⁄𝑠)
(𝑊)
(𝑊)
𝜼%
1
6
997.95
21
0.17
4181.39
-2105.53
201.43
2
4
998.15
20
0.23
3903.43
-2518.31
281.81
3
4
998.34
19
0.30
5019.67
-2940.30
241.40
4
3
998.44
19
0.37
4601.80
-3214.90
331.81
5
7
998.05
21
0.17
4878.79
-2940.98
251.77
6
6
998.15
20
0.23
5855.14
-4885.40
603.78
7
4
998.34
19
0.30
5019.67
-3078.61
258.61
22
Thí
nghiệm
𝚫𝑻𝑳
𝝆𝑳
𝑻𝑳𝑻𝑩
𝑮𝑳
𝑸𝑳
𝑸𝒇
(℃)
(𝑘𝑔⁄𝑠)
(𝑊)
(𝑊)
𝜼%
8
3
998.44
19
0.37
4601.80
-3630.82
473.94
9
7
998.05
21
0.17
4878.79
-2386.44
195.75
10
5
998.25
20
0.23
4879.77
-4879.77
-
11
4
998.34
19
0.30
5019.67
-3771.66
402.21
12
3
998.44
19
0.37
4601.80
-3353.03
368.51
13
8
997.95
21
0.17
5575.19
-4051.82
365.98
14
5
998.25
20
0.23
4879.77
-4879.77
-
15
3
998.44
19
0.30
3765.11
-3765.11
-
16
3
998.44
19
0.37
4601.80
-3075.53
301.51
Bảng 6-12: : Bảng tính các kết quả khảo sát ngược chiều thiết bị
Thí
𝚫𝑻𝑴𝒂𝒙 𝚫𝑻𝑴𝒊𝒏 𝚫𝑻𝒍𝒐𝒈
𝝀𝑵
𝝑𝑵
𝑽𝑵
𝑹𝒆𝑵
(𝑊⁄ 2 )
𝑚 .𝐾
𝑷𝒓𝑵
nghiệm
(℃)
(℃)
(℃)
1
18
15
16.45
936.76
0.74
19031099.34
0.63
4865.66
2
16
14
14.98
937.58
0.76
18547338.62
0.63
5033.26
3
14
13
13.49
938.35
0.78
17944356.21
0.62
5244.45
4
13
12
12.49
938.78
0.80
17538547.07
0.62
5391.59
5
19
14
16.37 1311.70
0.74
26523722.91
0.63
4895.61
6
17
12
14.36 1312.83
0.76
25809304.94
0.63
5072.06
(𝑚⁄𝑠
23
2)
