Nghiên cứu thực nghiệm quá trình ngưng tụ của bộ trao đổi nhiệt micro

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM QUÁ TRÌNH
NGƯNG TỤ CỦA BỘ TRAO ĐỔI NHIỆT MICRO

MÃ SỐ: SV2019-64

SKC 0 0 6 8 5 2

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 06/2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM QUÁ TRÌNH
NGƯNG TỤ CỦA BỘ TRAO ĐỔI NHIỆT
MICRO
Mã số đề tài: SV2019-64
Thuộc nhóm ngành khoa học: Kỹ thuật

TP Hồ Chí Minh, 06/2019

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM QUÁ TRÌNH
NGƯNG TỤ CỦA BỘ TRAO ĐỔI NHIỆT
MICRO
Mã số đề tài: SV2019-64
Thuộc nhóm ngành khoa học: Kỹ thuât
SV thực hiện: Nguyễn Trọng Tín

MSSV: 15147051

Nam, Nữ: Nam

MSSV: 15147018

Nam, Nữ: Nam

Phạm Trần Thúc Duy MSSV: 15147147

Nam, Nữ: Nam

Nguyễn Đức Lạc

Dân tộc: Kinh
Lớp, khoa: 15147CL2

Năm thứ:4 /Số năm đào tạo: 4

Ngành học: Công Nghệ Kỹ Thuật Nhiệt
Người hướng dẫn: KS. Đồn Minh Hùng

TP Hồ Chí Minh, 06/2019


LỜI CẢM ƠN
Chúng em xin tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới KS. Đoàn Minh Hùng.
Người ln tận tình hướng dẫn, chỉ đạo ân cần về mặt nghiên cứu khoa học. Thầy đã
nhiệt tình quan tâm, động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho chúng em
trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành đề tài nghiên cứu khoa học “ Nghiên cứu
thực nghiệm quá trình ngưng tụ của bộ trao đổi nhiệt micro”
Xin chân thành cảm ơn tất cả quý thầy cô khoa đào tạo chất lượng cao Trường Đai học
Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, các anh chị sinh viên khóa trước, các bạn sinh viên cùng
khóa đã ln hết lịng giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài.
Do thời gian có hạn nên cịn nhiều thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến
chân thành của tất cả quý thầy cô và các bạn.

1


MỤC LỤC
Chương 1: TỔNG QUAN ............................................................................................. 9
1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................9
1.2. Tổng quan các nghiên cứu liên quan ................................................................9
1.2.1. Tình hình nghiên cứu nước ngồi..................................................................9
1.2.2. Nghiên cứu trong nước ................................................................................15
1.3. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu ....................................................................16

1.3.1. Mục tiêu nghiên cứu ....................................................................................16
1.3.2. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................16
1.3.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...............................................................16
1.3.4. Giới hạn nghiên cứu ....................................................................................17
1.3.5. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................17
Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ............................................................................... 18
2.1. Lý thuyết về truyền nhiệt .................................................................................18
2.2. Dòng chảy lưu chất ...........................................................................................18
2.3. Các phương trình tính tốn .............................................................................19
2.4. Lý thuyết đo gió: ...............................................................................................22
Chương 3: THIẾT LẬP THÍ NGHIỆM .................................................................... 23
3.1. Sơ đồ thực nghiệm ............................................................................................23
3.2. Thiết bị thí nghiệm ...........................................................................................24
3.2.1. Lò hơi mini ..................................................................................................24
3.2.2. Dàn ngưng tụ kênh micro ............................................................................25
3.2.3. Dụng cụ thí nghiệm .....................................................................................29
3.3. Thiết lập thí nghiệm .........................................................................................35
3.4. Quá trình thực nghiệm .....................................................................................38
3.4.1. Chuẩn bị thực nghiệm .................................................................................38
3.4.2. Tiến hành thực nghiệm ................................................................................38
3.4.3. Kết thúc thực nghiệm ..................................................................................39
2


3.5. Quá trình thu thập dữ liệu ...............................................................................39
Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................................. 41
4.1. Mối liên hệ giữa lưu lượng hơi vào và nhiệt độ .............................................41
4.2. Mối liên hệ giữa lưu lượng hơi vào và công suất ...........................................42
4.3. Mối liên hệ giữa lưu lượng hơi vào và hệ số truyền nhiệt.............................44
4.4. Mối liên hệ giữa lưu lượng hơi vào và mật độ dòng nhiệt ............................45

4.5. Mối liên hệ giữa lưu lượng hơi vào và độ chênh áp ......................................46
4.6. So sánh mối liên hệ giữa lưu lượng hơi vào và nhiệt độ hơi vào của 2 dàn
ngưng tụ kênh micro mẫu 1 và mẫu 2 ...................................................................47
4.7. So sánh mối liên hệ lưu lượng hơi vào và mật độ dòng nhiệt, hệ số truyền
nhiệt của 2 dàn ngưng tụ kênh micro mẫu 1 và mẫu 2 ........................................48
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................. 49
5.1. Kết luận .............................................................................................................49
5.2. Kiến nghị ...........................................................................................................49
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 50
PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 52

3


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1: Đồ thị T-s q trình ngưng tụ ........................................................................19
Hình 3.1 Sơ đồ thực nghiệm ..........................................................................................23
Hình 3.2 Lị hơi mini .....................................................................................................24
Hình 3.3 Kích thước lị hơi mini ...................................................................................25
Hình 3.4 Kích thước mẫu 1 ...........................................................................................26
Hình 3.5 Hình ảnh thực tế mẫu 1 ..................................................................................27
Hình 3.6 Kích thước mẫu 2 ...........................................................................................28
Hình 3.7 Hình ảnh thực tế mẫu 2 ..................................................................................29
Hình 3.8 Cân vi lượng ...................................................................................................30
Hình 3.9 Lưu tốc kế .......................................................................................................31
Hình 3.10 Hình ảnh thực tế ampe kìm ..........................................................................32
Hình 3.11 Bộ cảm biến nhiệt độ ....................................................................................33
Hình 3.12 Nhóm nghiên cứu kiểm tra bộ cảm biến ......................................................34
Hình 3.13 Bộ cảm biến chênh lệch áp suất ...................................................................35
Hình 3.14 Mơ hình thí nghiệm ......................................................................................36

Hình 3.15 Nhóm nghiên cứu đang lắp đặt mơ hình thí nghiệm ....................................37
Hình 3.16 Nhóm nghiên cứu đang lắp đặt mơ hình thí nghiệm ....................................38
Hình 3.17 Nhóm nghiên cứu đang thu thập dữ liệu ......................................................40
Hình 4.1 Biểu đồ lưu lượng hơi vào và nhiệt độ dàn ngưng micro mẫu 1 ....................41
Hình 4.2 Biểu đồ lưu lượng hơi vào và nhiệt độ ở dàn ngưng micro mẫu 2.................41
Hình 4.3 Biểu đồ lưu lượng hơi vào và công suất dàn ngưng tụ micro mẫu 1 .............42
Hình 4.4 Biểu đồ lưu lượng hơi vào và cơng suất dàn ngưng tụ micro mẫu 2 .............43
Hình 4.5 Biểu đồ lưu lượng hơi vào và hệ số truyền nhiệt dàn ngưng micro mẫu 1 ....44
Hình 4.6 Biểu đồ lưu lượng hơi vào và hệ số truyền nhiệt dàn ngưng micro mẫu 2 ....44
Hình 4.7 Biểu đồ lưu lượng hơi vào và mật độ dòng nhiệt dàn ngưng micro mẫu 1 ....45
Hình 4.8 Biểu đồ lưu lượng hơi vào và mật độ dịng nhiệt dàn ngưng micro nhỏ........45
Hình 4.9 Biểu đồ lưu lượng hơi vào và độ chênh áp dàn ngưng tụ micro mẫu 2 .........46
Hình 4.10 Biểu đồ so sánh nhiệt độ hơi vào giữa hai dàn ngưng micro theo lưu lượng
hơi vào ...........................................................................................................................47
Hình 4.11 Biểu đồ so sánh hệ số truyền nhiệt giữa hai dàn ngưng tụ micro theo lưu lượng
hơi vào ...........................................................................................................................48
4


Hình 4.12 Biểu đồ so sánh mật độ dịng nhiệt giữa hai dàn ngưng tụ micro theo lưu ..48

5


DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
G: Lưu lượng khối lượng (kg/s)
Qc: Nhiệt lượng hơi nước nhả ra để ngưng tụ (kW)
Qa: Nhiệt lượng khơng khí giải nhiệt (kW)
q: Mật độ dịng nhiệt (kW/m2 )
Ftđn là diện tích trao đổi nhiệt (m2)

k là hệ số truyền nhiệt tổng (kW/ m2.K)
r: ẩn nhiệt hóa hơi ứng với Ts (kJ/kg).
Cp : Nhiệt dung riêng đẳng áp (J/kg.K)
∆Tlm độ chênh nhiệt độ trung bình Logarit (oC)
ρ: Khối lượng riêng (kg/m3)
w: tốc độ (m/s)
Va: Lưu lượng thể tích (m3/s)
T: Nhiệt độ (0C)

6


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
1. Thông tin chung:
- Tên đề tài: Nghiên cứu thực nghiệm quá trình ngưng tụ của bộ trao đổi nhiệt micro.
- SV thực hiện: Nguyễn Trọng Tín

Mã số SV: 15147051

Nguyễn Đức Lạc

15147018

Phạm Trần Thúc Duy

15147147

- Lớp: 15147CL2 Khoa: Đào Tạo Chất Lượng Cao Năm thứ: 4 Số năm đào tạo: 4
- Người hướng dẫn: KS. Đoàn Minh Hùng
2. Mục tiêu đề tài:
Tìm ra các kết quả thực nghiệm quá trình ngưng tụ của bộ trao đổi nhiệt micro nhằm
tăng cường hiệu quả truyền nhiệt.
3. Tính mới và sáng tạo:
Cơng nghệ kênh micro là hướng nghiên cứu mới nhằm thu gọn kích thước và tăng
hiệu quả làm việc của các bộ trao đổi nhiệt.
4. Kết quả nghiên cứu:
Tìm ra các kết quả về mối liên hệ giữa lưu lượng hơi vào với nhiệt độ, công suất, độ
chênh áp, hệ số truyền nhiệt và mật độ dòng nhiệt của dàn ngưng tụ kênh micro.
5. Đóng góp về mặt giáo dục và đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng và
khả năng áp dụng của đề tài:
- Bài nghiên cứu của nhóm có thể sử dụng làm nguồn tài liệu cho các nhóm nghiên
cứu sau trong lĩnh vực nghiên cứu thiết bị kênh micro.
- Kết quả nghiên cứu cũng có thể được sử dụng cho các nghiên cứu sau để góp phần
thu gọn kích thước của các thiết bị trao đổi nhiệt.
TP. Hồ Chí Minh. Ngày 11 tháng 6 năm 2019
SV chịu trách nhiệm chính
thực hiện đề tài
(kí, họ và tên)

7


Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp khoa học của SV thực hiện đề
tài:
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………
Ngày

Xác nhận của Trường

tháng

năm

Người hướng dẫn

(kí tên và đóng dấu)

(kí, họ và tên)

8


Chương 1: TỔNG QUAN
1.1. Đặt vấn đề
Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển của cả nước, các ngành kỹ thuật
nói chung và ngành cơng nghệ nhiệt lạnh nói riêng đã và đang phát triển rất mạnh và
ngày càng trở nên quen thuộc, gần gũi với đời sống con người nhiều hơn. Nhưng đi cùng
với sự phát triển của cả nước là tốc độ đơ thị hóa ngày càng cao nên việc địi hỏi về diện
tích mặt bằng là một vấn đề hết sức khó khăn cho tất cả các ngành kỹ thuật. Song song
với vấn đề diện tích mặt bằng thì việc địi hỏi những thiết bị kỹ thuật có hiệu quả, cơng
suất cao, tiết kiệm chi phí là những yêu cầu thiết yếu của người tiêu dùng.
Rất nhiều các nghiên cứu được đưa ra nhằm thu nhỏ kích thước của thiết bị liêu
tục được tìm hiểu. Các thiết bị với kích thước mini, micro và nano đang dần được chứng
minh được hiệu quả mang lại. Ngoài đặc tính nhỏ gọn về kích thước thì các thiệt bị cịn

mang lại hiệu suất rất tốt, chi phí chế tạo và lắp đặt cũng rất hợp lý.
Để tăng hiệu quả truyền nhiệt cũng như tăng tính thuận nghịch trong các thiết bị
trao đổi nhiệt, các thiết bị truyền nhiệt truyền thống sẽ được thay bằng các thiết bị truyền
nhiệt kênh mini hay micro. Các thiết bị truyền nhiệt này có mật độ dịng nhiệt cao và
thiết bị truyền nhiệt nhỏ gọn. Do đó, q trình giải nhiệt để ngưng tụ môi chất trở nên
hiệu quả hơn. Việc ngưng tụ môi chất trong thiết bị giải nhiệt kênh micro ảnh hưởng bởi
nhiều yếu tố khác nhau. Để nghiên cứu chi tiết về vấn đề này, phương pháp thực nghiệm
được thực hiện với các thiết bị thực tế nhằm cho thấy được tổng quan và đưa ra các kết
luận về quá trình ngưng tụ của bộ trao đổi nhiệt micro .
1.2. Tổng quan các nghiên cứu liên quan
Khoa học thì ngày càng phát triển đã cho ra đời nhiều cơng trình nghiên cứu các
giải pháp tối ưu hóa q trình ngưng tụ cho bộ trao đổi nhiệt. Do đó, nhóm nghiên cứu
đã chọn một số cơng trình nghiên cứu tiêu biểu về quá trình ngưng tụ ở bộ trao đổi nhiệt
micro.
1.2.1. Tình hình nghiên cứu nước ngồi
Liên quan đến nghiên cứu về các môi chất sử dụng trong kênh, đã được nhiều nhà
nghiên cứu quan tâm. Hoo–Kyu Oh và Chang-Hyo Son [1] đã nghiên cứu thực nghiệm
9


đặc tính trao đổi nhiệt khi ngưng của R-22, R-134A và R-410A với mẫu ống đồng trịn
đường kính trong 1,77 mm, dài 160 mm. Thực nghiệm được thực hiện với các điều kiện
lưu lượng dòng chất 450 – 1050 kg/m2s, nhiệt độ bão hòa 40oC. Kết quả thực nghiệm
cho thấy hệ số truyền nhiệt ngưng tụ của R-410A cao hơn so với R-22 và R-134A tại
dòng chất xác định. Trong khi đó, hệ sộ truyền nhiệt ngưng tụ của R-22 có giá trị tương
tự như R-134A. Cũng bằng phương pháp thực nghiệm. Jatuporn Kaew-On cùng các
cộng sự [2] đã khảo sát các đặc tính truyền nhiệt ngưng tụ của R134a chảy trong một
ống tròn và 3 ống đồng dẹt. Ống trịn có đường kính trong 3,51 mm, và các ống dẹt được
làm từ ống trịn với đường kính trong 3,51 mm. Các phạm vi thực nghiệm bao gồm một
mật độ khối lượng 350-900 kg /m2 s, mật độ dòng nhiệt của 10-50 kW / m2, áp suất bão

hòa 8-12 bar. Biểu đồ mơ hình dịng chảy đã được khảo sát bằng cách so sánh nó với
bản đồ mơ hình dịng chảy hiện tại. Kết quả cho thấy rằng hệ số truyền nhiệt ngưng tụ
tăng khi gia tăng mật độ khối lượng, mật độ dòng nhiệt, và lượng hơi. Azizi và cộng sự
[3] cũng đã nghiên cứu hệ số truyền nhiệt đối lưu và hệ số ma sát của môi chất nano
đồng trong một thiết bị giải nhiệt kênh micro hình chữ nhật có đường kính thủy lực 526
µm và chiều dài 50 mm. Nghiên cứu được thực hiện cho môi chất nano đồng có tỷ lượng
theo khối lượng là 0.05%, 0.1 % và 0.3 %, mật độ dịng nhiệt có 2 giá trị là 35 là 50
kW/m2, và lưu lượng được điều chỉnh trong khoảng 0.5-2 l/phút. Kết quả thực nghiệm
cho thấy khi tỷ lượng theo khối lượng phân tử nano tăng từ 0.05% đến 0.3% thì nhiệt
trở giảm đến 21%. Sự có mặt của phân tử nano làm tăng số Nusselt đến 43% trong khi
hệ số ma sát tăng đến 45.5% so với nước nguyên chất.
Bên cạnh đó, Nghiên cứu về các loại hình dạng, kích thước khác nhau của kênh
cũng được các nhà nghiên cứu quan tâm. Lee cùng cộng sự [4] đã thực nghiệm ảnh
hưởng của vận tốc lưu chất di chuyển trong kênh micro khi thay đổi hướng đặt kênh
ngang, dọc, nghiêng. Kết quả đã chứng minh sự tồn tại một ngưỡng vận tốc mà quá trình
truyền nhiệt trong kênh giống nhau ở bất kể hướng nào. Cũng bằng phương pháp thực
nghiệm Wang cùng cộng sự [5] đã thực hiện quá trình truyền nhiệt ngưng tụ của hơi
nước trên các ống micro dọc. Thực nghiệm được thực hiện dưới vận tốc và áp suất hơi
nước khác nhau, bao gồm 4 ống với các đường kính khác nhau: 0.608 mm, 0.793 mm,
1.032 mm và 1.221 mm. Kết quả cho thấy, khi độ chênh nhiệt độ giữa hơi và bề mặt
tăng thì hệ số truyền nhiệt ngưng tụ giảm đều. Sakanova và cộng sự [6] đã nghiên cứu
việc cải tiến công suất truyền nhiệt trong thiết bị tản nhiệt kênh micro bằng cách sử dụng
10


hình dạng kênh gợn sóng và các loại mơi chất nano. Kênh có kích thước rộng W = 85
µm, cao H = 700 µm và dài L = 10 mm. 3 loại biên độ sóng 25 µm, 50 µm và 75 µm
với 2 loại bước sóng 250 µm và 500 µm với lưu lượng thể tích từ 0.152 L/phút đến 0.354
L/phút được khảo sát. 3 loại môi chất nano là: đồng- nước, oxit silic-nước và kim cương
với nồng độ thể tích từ 1% đến 5% được sử dụng. Kết quả cho thấy rằng năng suất truyền

nhiệt của kênh micro gợn sóng cao hơn nhiều so với kênh phẳng truyền thống khi môi
chất là nước. Tuy nhiên, khi thay nước bằng các mơi chất nano thì ưu thế này của kênh
gợn sóng khơng cịn đáng chú ý nữa. Na Liu và các cộng sự [7] đã nghiên cứu quá trình
truyền nhiệt và độ chênh áp trong suốt quá trình ngưng tụ của R-152A trong kênh Micro
trịn và vng bằng mơ hình thí nghiệm đường kính thủy lực của kênh Micro trịn là
1,152 mm, nhiệt độ bão hòa là 40 và 50oC , với mật độ khối lượng từ 200 – 800 kg/m2s
và chất lượng hơi từ 0,1 – 0,9. Kết quả 4 nghiên cứu cho thấy, hệ số truyền nhiệt và độ
chênh áp tăng khi tăng lưu lượng chất, chất lượng dòng hơi và giảm khi tăng nhiệt độ
bão hòa. Ashif Iqbal và Manmohan Pandey [8] đã thực hiện một nghiên cứu về sự dịch
chuyển thống qua của các pha khí và lỏng trong kênh micro được thực hiện. Một mơ
hình động lực học chất lỏng cho sự dịch chuyển khối lớn trong các kênh 200 μm được
phát triển và xác nhận với dữ liệu từ một nghiên cứu trực quan hóa dịng nước được thực
hiện trên các phần kiểm tra kênh micro thủy tinh có đường kính 200 μm bằng video tốc
độ cao. Vận tốc bề mặt, tỷ số chân không và độ dày màng được xác định bằng cách thực
hiện phân tích hình ảnh trên các video thu được. Các mơ hình dịch chuyển khối lớn cho
vận tốc chất lỏng được tìm thấy phù hợp tốt với dữ liệu cho sự dịch chuyển của khí bằng
chất lỏng, với sai số trung bình là 11%. Trong quá trình dịch chuyển khí bằng chất lỏng,
một chất lỏng chảy chậm làm sạch hồn tồn khí trong kênh mà ít có sự tương tác ở giao
diện khí-lỏng. Đối với sự dịch chuyển của chất lỏng bằng khí, sai số mơ hình trung bình
là 20% và các mơ hình dịng chảy quan sát được là dịng chảy khơ, màng mỏng, màng
vịng, dịng chảy gián đoạn và dòng chảy. Ali H.Al-Zaidi cùng cộng sự [9] thực hiện
một cuộc thí nghiệm nghiên cứu để nghiên cứu ảnh hưởng của dòng chất làm lạnh, chất
lượng hơi cục bộ, tốc độ dòng chất làm mát và nhiệt độ chất làm mát đầu vào đến hệ số
truyền nhiệt ngưng tụ cục bộ. Hình dung dịng chảy cũng được thực hiện để ghi lại các
dịng chảy trong q trình ngưng tụ dịng chảy bằng camera tốc độ cao được tích hợp
với kính hiển vi. HFE-7100, chất làm lạnh điện mơi và thân thiện với môi trường được
sử dụng trong đa vi hình chữ nhật với đường kính thủy lực 0,57 mm. Các thí nghiệm
11

được thực hiện ở nhiệt độ bão hòa 60°C, phạm vi lưu lượng khối lượng từ 48 - 126 kg /
(m2 s), phạm vi tốc độ dòng nước làm mát 0,5 - 1.1 L / phút và nhiệt độ nước làm mát
đầu vào 20 – 400C. Kết quả cho thấy hệ số truyền nhiệt ngưng tụ cục bộ tăng khi tăng
lưu lượng khối lượng và giảm khi lưu lượng hơi cục bộ giảm. Xiaoguang Fan và các
cộng sự [10] đã nghiên cứu về sự giảm áp trong quá trình ngưng tụ của kênh Micro hình
thang bằng phương pháp thực nghiệm với ba mẫu kênh có đường kính từ 134 µm đến
166 µm, dài 50 mm gồm 14 kênh song song. Thí nghiệm được tiến hành với lưu lượng
hơi thay đổi từ 130 kg/m2.s đến 340 kg/m2.s và lưu lượng nước giải nhiệt dao động từ
20 l/h đến 40 l/h. Thực nghiệm cho thấy lưu lượng hơi, chất lượng hơi, lưu lượng nước
giải nhiệt, đường kính kênh và đặc biệt hình dạng kênh ảnh hưởng quan trọng đến sự
giảm áp. Kết quả thí nghiệm đã bổ sung dữ liệu cho mơ hình Friedel trước đó. Ahmad
Odaymet và Hasna Louahlia-Gualous [11] đã nghiên cứu sự truyền nhiệt cục bộ quá
trình ngưng tụ dịng chảy chậm trong kênh Micro nhơm hình vng có đường kính 305
µm, dài 50mm, trên kênh được khoan các lỗ nhỏ cách đều nhau để gắn đầu đo nhiệt độ.
Thí nghiệm tiến hành với lưu lượng hơi vào thay đổi từ 14 kg/m2.s đến 31 kg/m2.s và áp
suất từ 101 kPa đến 115 kPa. Kết quả xác định được sáu dịng ngưng tụ trong kênh:
sương mù, chảy rối, hình khuyên, sên, dòng chất lỏng và bọt. Dữ liệu thực nghiệm cho
thấy khi lưu lượng hơi tăng thì sự truyền nhiệt cục bộ tăng và lớn nhất ở dòng ngưng tụ
sên. H. El Mghari và H. Louahlia-Gualous [12] đã thực nghiệm và phân tích số liệu q
trình truyền nhiệt ngưng tụ cục bộ khi dòng nhiệt thay đổi trong kênh Micro silic hình
chữ nhật có đường kính 305 µm dài 50 mm. Thí nghiệm được thực hiện với lưu lượng
hơi vào thay đổi từ 75 kg/m2.s đến 160 kg/m2.s trong khi lưu lượng nước giải nhiệt
không đổi. Kết quả cho thấy khi thay đổi lưu lượng hơi sẽ tạo ra các hình dạng ngưng
tụ khác nhau như: ngưng màng, hình vành khuyên, bọt, dòng chảy chậm làm thay đổi
hệ số truyền nhiệt. Hệ số truyền nhiệt trung bình tăng cùng với sự gia tăng của vận tốc
hơi đầu vào. Khi so sánh với các nghiên cứu khác, tác giả nhận thấy kết quả thực nghiệm
của mình có cơ sở, phù hợp với lý thuyết.
Trong khi đó, các nhà nghiên cứu cũng đã khảo sát các nghiên cứu về tổn thất áp
suất và sự truyền nhiệt trong kênh. Để cải tiến truyền nhiệt trong suốt quá trình ngưng
tụ microchannel bằng cách cải thiện chất lượng trung bình của mơi chất lạnh. Một bộ

ngưng tụ microchanel tách lỏng- hơi mới (LSMC) mới đã được T.M.Zhong cùng cộng
sự [13] trình bài trong bài báo này. So với bộ ngưng tụ microchannel song song phổ biến
12


(PFMC) thì bộ (LSMC) đã có cặp ống góp có thể thoát nước ngưng sau mỗi lần đi qua.
Hệ số truyền nhiệt trong ống và giảm áp suất của hai loại dàn ngưng microchannel với
diện tích trao đổi nhiệt giống nhau đã được so sánh lưu lượng dao động từ 450 Kg/(m2s)
đến 770 Kg/(m2s), nhiệt lượng từ 1.5 KW/m2 đến 2.45 KW/m2 và nhiệt độ ngưng tụ từ
450C đến 500C. Kết quả cho thấy hệ số truyền nhiệt trung bình(AHTC) của LSMC vượt
qua PFMC khi lưu lượng khối lượng lớn hơn 590 Kg/(m2s) hoặc chất lượng trung bình
lớn hớn 0.57. Sự sụt giảm áp của LSMC làm giảm đáng kể bằng 30,5% - 52,6% của
PFMC. Hiệu suất nhiệt động kết hợp của LSMC tốt hơn so với PFMC. RuiJiang cùng
cộng sự [14] đã nghiên cứu thực nghiệm về giảm áp suất dịng hai pha trong q trình
ngưng tụ microchannel trong hỗn hợp ethanol và hơi nước. Sự ngưng tụ hỗn hợp ethanol
và hơi nước cho thấy các kiểu dòng chảy khác nhau trong microchannel là do sự khác
biệt năng lượng tự do bề mặt tương đương. Điểm chuyển tiếp của mơ hình dịng chảy
sọc đã được giới thiệu trong bài báo được tìm thấy có liên quan chặt chẽ với sự sụt giảm
áp lực ma sát của dòng chảy hỗn hợp ethanol và hơi nước trong microchannels. Bốn loại
vi mạch hình thang và tam giác đa cổng có đường kính thủy lực trong phạm vi 126 155μm đã được sử dụng. Độ giảm áp được xác định trong lưu lượng khối lượng hơi giữa
259,2 và 504,8kg m − 2 s - 1 khi nồng độ trọng lượng ethanol đầu vào thay đổi từ 1% đến
60%.. Một bộ dàn ngưng tụ microchanel lỏng- hơi kép (D-LMSC) đã được Tianming
cùng cộng sự [15] trình bày, và sơ đồ đi ống đã được sự dụng tối ưu hóa bằng phương
pháp lý thuyết. Một loạt các thí nghiệm đã được thực hiện để nghiên cứu tải nhiệt, hệ số
truyền nhiệt trung bình (AHTC) và giảm áp suất của D-LSMC là tối ưu. Kết quả thí
nghiệm được so sánh với thiết bị ngưng tụ kép song song (D-PFMC). Các kết quả nghiên
cứu cho thấy, ở lưu lượng khối lượng đầu vào từ 585 kgm − 2 s − 1 đến 874 kgm − 2 s − 1,
AHTC của D-LSMC cao hơn 3,3% so với D-PFMC 3,3%. Tuy nhiên, mức giảm áp suất
của D-LSMC chỉ bằng 43,4% HP52,1% so với D-PFMC. Khả năng trao đổi nhiệt của
hàng sau yếu hơn gần một nửa so với hàng trước. Ngoài ra, nhiệt độ thành ống của hàng

sau giảm nhanh hơn so với hàng trước, điều này cho thấy hàng sau có áp suất giảm lớn
hơn. Một nghiên cứu thực nghiệm đã được Sheng Wang cùng cộng sự [16] thực hiện để
nghiên cứu các đặc tính truyền nhiệt, giảm áp suất và dịng chảy khơng ổn định liên quan
đến mơ hình dịng chảy của nước khử ion trong q trình đun sơi hai pha trong một ống
tản nhiệt kênh micro dựa trên silicon được phủ bằng dây nano silicon (SiNW) so với
thiết bị tường trơn. Thiết bị đường ống kênh micro có các kênh micro ngang song song
13


được khắc trên đế silicon và các vi mạch dọc được khắc trên tấm kính. Các dây nano
silicon được tạo ra ở phía dưới và các cạnh của các vi mạch silicon. Một hệ thống thí
nghiệm vịng kín được xây dựng để chứng minh hiệu suất nhiệt và thủy lực. Kết quả thí
nghiệm đã được trình bày với các thơng lượng khối lượng từ 250 đến 1250kg / m2 và
nhiệt độ đầu vào được làm mát từ 15K đến 65K. Kết quả cho thiết bị SiNWs cho thấy
sự cải thiện khoảng 20 % khả năng loại bỏ thông lượng nhiệt so với thiết bị tường trơn
trong cùng điều kiện quá nhiệt tường. Thiangtham và cộng sự [17] đã nghiên cứu bằng
thực nghiệm các kiểu dịng chảy và các đặc tính truyền nhiệt của dịng sơi với mơi chất
R134a trong kênh micro. Kênh có độ sâu 470 µm, chiều rộng 382 µm và chiều dài 40
mm. Điều kiện thực nghiệm gồm nhiệt độ ngưng tụ là 13, 18 và 230C, lưu lượng khối
lượng 150, 400 và 600 kg/m2s và mật độ dòng nhiệt từ 3 đến 127 kW/m2. Kết quả cho
thấy hệ số truyền nhiệt tại nhiệt độ ngưng tụ cao (230C) thì cao hơn tại nhiệt độ ngưng
tụ thấp (130C) với mật độ dòng nhiệt từ 40-120 kW/m2. Với mật độ dòng nhiệt cao hơn,
hệ số truyền nhiệt tăng cùng với lưu lượng khối lượng. Cơ chế truyền nhiệt sôi đối lưu
đóng vai trị chính trong kiểu dịng chảy hình khun và dịng chảy gợn sóng (wavy
flow). Với mật độ dịng nhiệt cao hơn 80 kW/m2 thì sự tồn tại của hiện tượng khô cục
bộ làm giảm hệ số truyền nhiệt.
Các nhà khoa học còn thực nghiệm bằng cách áp dụng các phương pháp nghiên
cứu khác nhau. Chẳng hạn như một mơ hình dựa trên thể tích giới hạn tổng quát để mô
phỏng Bộ trao đổi nhiệt Microchannel (MCHX) với hình dạng ống và cánh tản nhiệt
biến đổi bằng phương pháp UA-AMTD ba luồng được LongHuang cùng cộng sự [18]

trình bày trong bài viết này. Các MCHX với hình dạng biến đổi có thể có kích thước
cổng, kích thước ống và bề mặt cánh tản nhiệt khác nhau trong lõi trao đổi nhiệt và có
thể có một hàng ống hay nhiều ống. Mơ hình được xác nhận dựa trên 227 điểm dữ liệu
thử nghiệm cho tám chất lỏng khác nhau và mười tám hình học MCHX, bao gồm bốn
bộ microchanel hình học biến đổi khác nhau. Nỗ lực xác nhận này là xác nhận mơ hình
MCHX tồn diện nhất được trình bày trong tài liệu mở. Độ lệch cơng suất tuyệt đối
trung bình giữa các giá trị dự đốn và đo được là 2,7%. ChengbinZhang cùng cộng sự
[19] đã nghiên cứu thực nghiệm về ngưng tụ dòng chảy hỗn hợp trong microchannel
tránh tiếp xúc với nước Các mơ hình ngưng tụ của dòng hỗn hợp nước và ethanol trong
một phạm vi rộng thì nồng độ khối lượng ethanol bên trong một microchanel không tiếp
xúc với nước được nghiên cứu thực nghiệm thơng qua một hệ thống hình ảnh tốc độ
14


cao. Ảnh hưởng của độ ẩm bề mặt kênh và nồng độ ethanol đến ngưng tụ dòng chảy
được so sánh và thảo luận. Các kết quả thí nghiệm chỉ ra rằng sự biến đổi kỵ nước bề
mặt và nồng độ ethanol đóng một vai trị quan trọng trong q trình ngưng tụ dòng chảy
của hỗn hợp trong một microchanel. Một sự sắp xếp dòng chảy mới của dòng chảy so
le (dòng chất lỏng chảy dọc theo mỗi lớp) được Yuling Zhai cùng cộng sự [20] trình bày
để loại bỏ thơng lượng nhiệt cao hơn và thu được nhiệt độ đáy đồng đều hơn trong các
tản nhiệt kênh micro hai lớp. Sự phân phối của tổng nhiệt độ, nhiệt độ đáy trung bình,
chênh lệch nhiệt độ tối đa và độ bền nhiệt được trình bày cho các cách bố trí dịng chảy
khác nhau dưới công suất bơm tương tự. Kết quả cho thấy sự sắp xếp dòng chảy với
dòng chảy so le 2 (chất lỏng chảy dọc theo hướng x ở lớp thứ hai, trong khi chất lỏng đi
dọc theo hướng y ở lớp thứ nhất) cung cấp nhiệt độ tối đa thấp nhất và đồng đều nhất
trong điều kiện làm việc tương tự. Hơn nữa, độ bền nhiệt của dòng chảy so le 2 thấp hơn
nhiều so với dòng chảy ngược và dịng chảy so le 1 dưới cơng suất bơm tương tự, điều
này cho thấy rằng nó có khả năng làm mát tốt hơn để làm mát vi điện tử. Szczukiewicz
và cộng sự trong [21] đã khảo sát nhiều nghiên cứu với mục tiêu mơ tả đặc tính truyền
nhiệt địa phương của dịng sơi trong kênh micro, bao gồm thực nghiệm, các phương pháp

dự đốn dịng sơi mới, và các mơ phỏng số của dịng chảy đứt đoạn (slug flow) với sự
bay hơi. Khảo sát cho thấy rằng các tính tốn có mục tiêu có thể cung cấp những hiểu
biết sâu sắc về cấu trúc dòng địa phương và các cơ chế truyền nhiệt, và do đó có thể
được dùng để cải tiến các phương pháp dự đoán về cơ chế truyền nhiệt của dịng sơi.
1.2.2. Nghiên cứu trong nước
Ở Việt Nam, truyền nhiệt kênh Micro còn rất mới mẻ, xa lạ nhưng cũng đã có các
nhà khoa học chuyên ngành nhiệt nghiên cứu về vấn đề này.
Thanhtrung Dang cùng cộng sự [22] đã thực nghiệm quá trình ngưng tụ của hơi trong
kênh micro vuông. Các kênh micro vuông này có cạnh 500 mm và dài 52 mm. Trong
nghiên cứu này, nhiệt độ chênh lệch của phía nước làm mát tăng khi tăng lượng hơi vào.
Ở tại một giá trị lưu lượng hơi, nhiệt độ chênh lệch của phía nước làm mát tỉ lệ nghịch
với lưu lượng nước giải nhiệt. Ở một giá trị lưu lượng nước giải nhiệt, khi lưu lượng hơi
tăng, tổn thất áp suất cũng tăng. Tại lưu lượng nước 1,028 g/s, hệ số truyền nhiệt của
thiết bị ngưng tụ kênh micro tăng từ 1704 đến 5200 W/m2.K khi tăng lưu lượng hơi từ
0,008993 đến 0,038923 g/s. Tuy nhiên, hệ số truyền nhiệt giảm khi lưu lượng hơi tăng
15


từ 0,042767 đến 0,067150 g/s. Thêm vào đó, hai cơng thức thể hiện mối quan hệ giữa
hệ số truyền nhiệt và tổn thất áp suất cũng đã được đưa ra. Những kết quả trong nghiên
cứu này đã bổ sung những dữ liệu quan trọng trong các nghiên cứu về quá trình ngưng
tụ trong kênh micro.
Trung và Hùng [23] đã nghiên cứu quá trình trao đổi nhiệt ngưng tụ của thiết bị ngưng
tụ kênh Micro hình vng có đường kính thủy lực 375 , 265 µm. Kết quả cho thấy rằng
hiệu suất trao đổi nhiệt thu được từ dòng chảy ngược chiều lớn hơn so với dòng chảy
cùng chiều là 1.04 1.05 lần, và dòng hai pha cho hiệu suất tốt hơn so với dịng một pha.
Thêm vào đó, hệ số trao đổi nhiệt ngưng tụ của thiết bị trao đổi nhiệt kênh Micro giảm
khi tăng nhiệt độ đầu vào nước làm mát.
Qua các kết quả nghiên cứu trên cho thấy rằng, hiện nay ở Việt Nam cũng như trên
thế giới vẫn chưa có nhiều nghiên cứu về q trình ngưng tụ trong bộ trao đổi nhiệt kênh

Micro hình vng, đặc biệt là phương pháp nghiên cứu thực nghiệm. Vì vậy, việc nghiên
cứu thực nghiệm quá trình ngưng tụ trong bộ trao đổi nhiệt Micro là hết sức cần thiết.
1.3. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu
1.3.1. Mục tiêu nghiên cứu
Tìm ra các kết quả thực nghiệm quá trình ngưng tụ của bộ trao đổi nhiệt micro nhằm
tăng cường hiệu quả truyền nhiệt.
1.3.2. Phương pháp nghiên cứu
Từ các nghiên cứu trước đây được cơng bố trên các tạp chí uy tín trên thế giới, nhóm
nghiên cứu đã thực hiện một nghiên cứu tổng quan về đối tượng liên quan đến đề tài, từ
đó thấy được những vấn đề các nghiên cứu trước đã được giải quyết, những vấn đề chưa
giải quyết và cần giải quyết. Nhóm nghiên cứu đã đưa ra đối tượng nghiên cứu, thiết kế
mơ hình, thiết lập thí nghiệm.
1.3.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Nhóm nghiên cứu thiếp lập mơ hình dàn ngưng kênh micro và thí nghiệm thực nghiệm
về quá trình ngưng tụ của dàn ngưng kênh micro với hơi được lấy từ mini boiler.

16


1.3.4. Giới hạn nghiên cứu
Do thời gian có giới hạn, nhóm nghiên cứu chỉ tập trung nghiên cứu thực nghiệm về q
trình ngưng tụ kênh micro. Nhóm nghiên cứu chưa thực nghiệm nghiên cứu bằng
phương pháp mô phỏng số để so sánh với các kết quả thực nghiệm.
1.3.5. Nội dung nghiên cứu
Tổng quan các nghiên cứu liên quan
Đưa ra đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Lắp đặt hệ thống thực nghiệm
Vận hành hệ thống lấy kết quả thực nghiệm

17

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Lý thuyết về truyền nhiệt
Nghiên cứu về truyền nhiệt là nghiên cứu về sự biến đổi năng lượng dưới dạng nhiệt
năng từ các nguồn năng lượng khác nhau. Dịng nhiệt ln có xu hướng truyền từ nơi
có nhiệt độ thấp đến nơi có nhiệt độ cao, khi muốn quá trình thay đổi lại thì ta phải tiêu
tốn một cơng.
Hiện nay về cơ bản có ba dạng truyền nhiệt phổ biến:
Dẫn nhiệt trực tiếp: Là q trình nhiệt năng được truyền từ nơi có nhiệt độ cao đến
nơi có nhiệt độ thấp do sự truyền động năng hoặc va chạm của các phân tử và nguyên
tử.
Trao đổi nhiệt bức xạ: Là quá trình trao đổi năng lượng giữa nhiệt năng và năng
lượng sóng điện từ. Đây là q trình trao đổi nhiệt khơng tiếp xúc, chủ yếu là do trao
đổi của năng lượng sóng điện từ. (có thể bỏ qua trong nghiên cứu này)
Trao đổi nhiệt đối lưu: Chất lỏng khi chảy qua bề mặt vật rắn có sự chênh lệch
nhiệt độ giữa bề mặt vật rắn và chất lỏng thì chúng sẽ trao đổi nhiệt với nhau. Sự truyền
nhiệt xảy ra do hệ quả của sự dịch chuyển tương đối giữa các bề mặt và chất lỏng đồng
thời với sự chênh lệch nhiệt độ.
2.2. Dịng chảy lưu chất
Để đơn giản q trình phân tích đặc tính truyền nhiệt và dịng chảy lưu chất, chúng
ta có thể đưa ra một số giả thiết như sau:
-

Có thể bỏ qua truyền nhiệt bức xạ.

-

Lưu chất có tính liên tục.

-

Truyền nhiệt của lưu chất được xem như ổn định.
Các phương trình truyền nhiệt hiện nay bao gồm:

 Phương trình liên tục:
 u v w 




u
v
w    0
t
x
y
z
 x y z 

 Phương trình động lượng:
18


u
u
u
u
1 p    2u  2u  2u 
u v  w  

 



t
x
y
z
 x   x 2 y 2 z 2 

v
v
v
v
1 p    2v  2v  2v 
u v  w  
 



t
x
y
z
 y   x 2 y 2 z 2 

w
w
w
w

1 p    2 w  2 w  2 w 
u
v
w

 



t
x
y
z
 z   x 2 y 2 z 2 
 Phương trình năng lượng:
T
T
T
T
   2T  2T  2T  qv
u
v
w





t
x

y
z
 C p  x 2 y 2 z 2  c 

Trong đó: qv là nguồn nhiệt bên trong vật (w/m3), T là nhiệt độ (K), Cp là nhiệt
dung riêng đẳng áp (J/kg K),  là hệ số dẫn nhiệt (W/m.K). μ là độ nhớt động lực, ρ là
mật độ, u là vận tốc trong phương x, v là vận tốc trong phương y, w là vận tốc trong
phương z, p là áp lực.
2.3. Các phương trình tính tốn
Dựa trên các nghiên cứu về sự ngưng tụ trong kênh micro, ta sử dụng đồ thị T-s
thể hiện như hình 2.1 để biểu diễn quá trình ngưng tụ hơi nước trong đề tài này.

Hình 2.1: Đồ thị T-s quá trình ngưng tụ

19


Như hình 2.1 đã thể hiện, quá trình ngưng tụ của hơi nước khi vào thiết bị ngưng
tụ kênh micro ống trịn sẽ thực hiện bởi 2 q trình sau: Đầu tiên, hơi ở trạng thái hơi
bão hịa khơ(1) đi vào thiết bị thực hiện quá trình ngưng tụ nhả nhiệt ẩn r cho khơng khí.
Sau đó, hơi sau khi đã hóa lỏng hồn tồn (2) sẽ tiếp tục nhả nhiệt cho khơng khí trở
thành lỏng q lạnh (3). Nhiệt lượng tạo ra từ hai quá trình này được thể hiện bằng các
phương trình bên dưới. Để phân tích các thơng số nhiệt động lực học và tính tốn hệ số
trao đổi nhiệt của quá trình ngưng tụ trên, một số phương trình chính [30] được đưa ra
dưới đây:
Nhiệt lượng mà hơi nước nhả ra để ngưng tụ thành nước hồn tồn được tính theo
phương trình sau:
Qc= Gs.(hs,in-hs,out)= Q12 + Q23
Trong đó Q12 và Q23 lần lượt là nhiệt lượng ần của quá trình ngưng tụ, nhiệt lượng của
quá trình q lạnh nước, và được tính bởi cơng thức:

Q12 + Q23 = Gs. [r + (Cp2.T2-Cp3T3)]
Trong đó:
Gs: lưu lượng khối lượng hơi vào [kg/s]
Cp2 là nhiệt dung riêng đẳng áp của nước ứng với trạng thái 2. (kJ/Kg.K)
Cp3 là nhiệt dung riêng đẳng áp của nước ứng với trạng thái 3. (kJ/Kg.K)
Nhiệt lượng khơng khí giải nhiệt nhận được qua q trình ngưng tụ hơi nước được xác
định theo cơng thức:
Qa = 𝜌𝑎 𝑉𝑎 (𝐶𝑝𝑏 𝑇𝑏 − 𝐶𝑝𝑎 𝑇𝑎 )
Phương trình cân bằng nhiệt từ phía hơi nước ngưng tụ và phía khơng khí giải nhiệt:
Q=Qc=Qa
Trong đó
𝜌𝑎 :Khối lượng riêng khơng khí [kg/m3]
𝑉𝑎 :Lưu lượng thể tích khơng khí [m3/s]
Cpa,Cpb: Nhiệt dung riêng đẳng áp khơng khí [kJ/Kg.K]

20


Phương trình truyền nhiệt:
Q=k.Ftđn. ∆𝑇𝑙𝑚
Trong đó:
Q: Nhiệt lượng (kW)
k: Hệ số truyền nhiệt (kW/m2.K).
∆𝑇𝑙𝑚 : Độ chênh nhiệt độ trung bình Logarit (oC)
Ftđn: Diện tích truyền nhiệt (m2)
Hệ số truyền nhiệt tổng k, được xác định như sau:
k=

Q
𝐹𝑡đ𝑛 .∆𝑇𝑙𝑚

Trong đó:
Ftđn: Diện tích trao đổi nhiệt (m2)
∆Tlm: Độ chênh nhiệt độ trung bình logarit. (oC)
Độ chênh nhiệt độ trung bình Logarit được xác định:
∆𝑇𝑙𝑚 =

∆𝑇𝑚𝑎𝑥 − ∆𝑇𝑚𝑖𝑛
∆𝑇
𝑙𝑛 𝑚𝑎𝑥
∆𝑇𝑚𝑖𝑛

Trong đó:
∆𝑇𝑙𝑚 : độ chênh nhiệt độ trung bình Logarit(K).
∆𝑇𝑚𝑎𝑥 : Độ chênh nhiệt độ lớn nhất (K).
∆𝑇𝑚𝑖𝑛 : Độ chênh nhiệt độ nhỏ nhất (K).
Hiệu suất kênh
𝜂=

𝑄𝑎
𝑄𝑐

.100%

Mật độ dòng nhiệt:
q=k.∆𝑇𝑙𝑚 [kW/m2]

21

2.4. Lý thuyết đo gió:
Bởi vì đề tài thực nghiệm trên bộ trao đổi nhiệt sử dụng phương pháp giải nhiệt bằng
khơng khí, nên việc đo lưu lượng khơng khí là một công việc rất quan trọng. Theo các
tài liệu đã tìm hiểu, người nghiên cứu lựa chọn cách đo lưu lượng gió tên là “Duct
Traversing” (là phương pháp đo luồng khơng khí đi ngang qua trong một ống gió hở).
Theo đó, lưu lượng gió đo theo cách này có thể đước xác định thông qua công thức sau:
Va = F. w
Trong đó:
Va: lưu lượng thể tích gió m3/s
F: diện tích mặt cắt ngang của ống gió, m2
w: tốc độ gió trung bình m/s
Để thuận lợi cho việc tính tốn công suất giải nhiệt cho thiết bị trao đổi nhiệt, ta cần
chuyển đổi lưu lượng thể tích thành lưu lượng khối lượng thông qua công thức quan hệ
sau:
G = 𝜌. 𝑉
Trong đó:
G: là lưu lượng khối lượng kg/s
V: Lưu lượng thể tích m3/s
𝜌: Khối lượng riêng kg/m3
Theo phương pháp đo đã nêu như trên, một lưu tốc kế được sử dụng để đo tốc độ gió tại
nhiều điểm đã tính trước qua một mặt cắt ngang của ống gió. Từ đây ta xác định tốc độ
gió trung bình thong qua công thức:

∑𝑛1 𝑤𝑖
𝑤
̅=
𝑛

22