M CL C TRANG LÝ L CH KHOA H C i L I CAM ĐOAN ii C M T iii TÓM T T iv ABSTRACT v DANH M C CÁC KÝ HI U VÀ VI T T T x DANH M C HÌNH NH xi DANH M C B NG BI U .xiv CH NG T NG QUAN 1.1 Tính cấp thi t c a đ tài 1.2 Tổng quan nghiên c u liên quan 1.2.1 Nghiên c u nư c 1.2.2 Nghiên c u nư c 1.3 M c đích đ tài .7 1.4 Nhi m v gi i h n đ tài 1.5 Phương pháp nghiên c u CH NG C SỞ LÝ THUY T 2.1 Lý thuy t truy n nhi t 2.2 Làm l nh ậ gia nhi t đối lưu h số truy n nhi t .11 2.3 Đối lưu tự nhiên ậ h số Grashof 14 2.4 H số Nusselt 15 2.5 Dòng ch y lưu chất 16 vi 2.6 Mô hình dòng ch y rối k-ε 22 CH NG PH NG PHÁP MỌ PH NG S B NG COMSOL MULTIPHYSICS 24 3.1 Xây dựng mô hình mô 24 3.1.1 Thi t k mô hình .24 3.1.2 V mô hình mô Inventor 25 3.2 Mô COMSOL MULTIPHYSICS 4.3b 25 3.2.1 Nh p mô hình hình h c phương trình gi i 25 3.2.2 Cài đặt mi n u ki n biên 26 3.2.3 Cài đặt v t li u cho mô hình 28 3.2.4 T o lư i gi i mô hình 29 3.2.5 Xử lý hi n th k t qu 30 CH NG PH NG PHÁP TH C NGHI M 32 4.1 Mô hình trao đổi nhi t kênh mini (Minichannel Heat Exchanger) 32 4.1.1 Kích thư c trao đổi nhi t 32 4.1.2 Hoàn thi n mẫu thí nghi m 34 4.2 Mô hình thực nghi m 34 4.3 D ng c thí nghi m .36 4.3.1 Bơm 36 4.3.2 Bộ gia nhi t 36 4.3.3 Bộ thi t b đo lư ng nhi t độ .37 4.4 Đo đ t số li u 38 4.4.1 Đo nhi t độ 38 4.4.2 Đo lưu lư ng 38 4.5 Phân tích sai số 38 vii CH NG K T QU MÔ PH NG S VÀ TH C NGHI M 40 5.1 Các k t qu mô 40 5.1.1 V n tốc gió 0,8 m/s 41 5.1.2 V n tốc gió 1,2 m/s 43 5.1.3 V n tốc gió 2,2 m/s 45 5.1.4 V n tốc gió m/s 46 5.1.5 V n tốc gió 3,5 m/s 48 5.2 K t qu thực nghi m 50 5.2.1 Lưu lư ng khối lư ng c a nư c 1,64 g/s 50 5.2.2 Lưu lư ng khối lư ng c a nư c 2,46 g/s 52 5.2.3 Lưu lư ng khối lư ng nư c 3,28 g/s .53 5.2.4 Lưu lư ng khối lư ng nư c 4,1 g/s 55 5.2.5 Thay đổi lưu chất làm vi c hỗn h p nư c ethylene 57 5.2.6 So sánh kênh mini pass kênh mini pass v i lưu chất làm vi c hỗn h p nư c-ethylene 58 5.3 So sánh k t qu thực nghi m mô số 59 5.3.1 Lưu lư ng gió đư c giữ cố đ nh 3m/s 59 5.3.2 K t qu v i lưu lư ng khối lư ng nư c đư c giữ cố đ nh t i 4,1g/s 60 5.4 Thực nghi m v i công ngh hàn nhôm thay th công ngh dán UV Light PMMA trao đổi nhi t kênh mini pass .61 CH NG K T LU N VÀ KI N NGH 64 6.1 K t lu n .64 6.2 Ki n ngh 65 TÀI LI U THAM KH O 66 viii PH L C 69 K t qu phân tích dòng ch y lưu chất truy n nhi t két nư c làm mát xe ô tô .69 K t qu mô thực nghi m trao đổi nhi t kênh mini pass 71 2.1 K t qu mô 71 2.2 K t qu thực nghi m .72 2.3 So sánh k t qu thực nghi m mô 73 ix DANH M C CÁC KÝ HI U VÀ VI T T T Ac : di n tích mặt c t, m2 BTĐN : trao đổi nhi t Dh : đư ng kính quy c, m F : h số ma sát Fanning H : h số tỏa nhi t đối lưu, W/m2K k : h số truy n nhi t tổng, W/m2K L : chi u dài kênh mini, m m : lưu lư ng khối lư ng, kg/s NTU : ch số truy n nhi t đơn v (Number of Transfer Unit) Nu : ch số Nusselt p : áp suất, Pa P : đư ng kính t, m Q : nhi t lư ng trao đổi qua trao đổi nhi t, W q : m t độ dòng nhi t, W/m2 Re : ch số Reynolds T : nhi t độ, oC / oK  : độ nh t động lực h c, Ns/m2  : khối lư ng riêng, kg/m3  : h số dẫn nhi t, W/m K ω : v n tốc, m/s η : hi u suất nhi t  : ch số hoàn thi n, W/kPa T : nhi t độ chênh l ch, oC p : tổn thất áp suất, Pa x DANH M C HÌNH NH TRANG Hình 1.1: Sự phân bố lư ng xe Hình 2.1: Tám lo i làm mát đối lưu 13 Hình 3.1: Kích thư c thi t k mô hình 24 Hình 3.2: Bộ trao đổi nhi t đư c v Inventor 25 Hình 3.3: K t qu trình nh p mô hình vào COMSOL 26 Hình 3.4: Cài đặt mi n .26 Hình 3.5: Cài đặt giá tr ban đầu 27 Hình 3.6: Cài đặt u ki n biên cho mô hình truy n nhi t .28 Hình 3.7 Cài đặt v t li u cho mô hình .28 Hình 3.8 K t qu phân lư i 29 Hình 3.9 Lựa ch n l i gi i cho mô hình 29 Hình 3.10: Phân bố v n tốc kênh mini .30 Hình 3.11: Trư ng nhi t độ biên c a trao đổi nhi t .30 Hình 3.12: Trư ng nhi t độ c a dòng nư c trao đổi nhi t 31 Hình 3.13: Phân bố áp suất dòng nư c 31 Hình 4.1: Bộ trao đổi nhi t kênh Mini .32 Hình 4.2: So sánh kích thư c hai trao đổi nhi t kênh mini 33 Hình 4.3: Bộ trao đổi nhi t kênh mini két nư c dùng v t li u Nhôm 33 Hình 4.4: Bộ trao đổi nhi t sau hoàn thành thử kín 34 Hình 4.5: Sơ đồ l p đặt h thống thí nghi m 35 Hình 4.6: Màn hình u ch nh gia nhi t 36 Hình 4.7 Màn hình hi n th thi t b đo lư ng nhi t độ 37 Hình 5.1: Trư ng nhi t độ c a t n nhi t kênh mini pass 40 Hình 5.2: Biên d ng c a gradient nhi t độ c a t n nhi t lo i pass 41 Hình 5.3 Độ chênh l ch nhi t độ c a kênh mini pass kênh mini pass v n tốc gió 0,8m/s 42 Hình 5.4: Nhi t lư ng trao đổi nư c không khí mini pass kênh mini pass kênh v n tốc gió 0,8 m/s 43 xi Hình 5.5: Độ chênh l ch nhi t độ c a kênh mini pass kênh mini pass v n tốc gió 1,2 m/s 43 Hình 5.6: Nhi t lư ng trao đổi nư c không khí mini pass kênh mini pass kênh v n tốc gió 1,2 m/s 44 Hình 5.7: Độ chênh l ch nhi t độ c a kênh mini pass kênh mini pass v n tốc gió 2,2 m/s 45 Hình 5.8 Nhi t lư ng trao đổi nư c không khí mini pass kênh mini pass kênh v n tốc gió 2,2 m/s 46 Hình 5.9 Độ chênh nhi t độ c a kênh mini pass kênh mini pass v n tốc gió m/s 47 Hình 5.10 Nhi t lư ng trao đổi nư c không khí mini pass kênh mini pass kênh v n tốc gió 3m/s 48 Hình 5.11 Độ chênh l ch nhi t độ c a kênh mini pass kênh mini pass v n tốc gió 3,5 m/s .49 Hình 5.12 Nhi t lư ng trao đổi nư c không khí mini pass kênh mini pass kênh v n tốc gió 3,5 m/s .49 Hình 5.13 Độ chênh l ch nhi t độ kênh mini pass kênh mini pass lưu lư ng 1,64 g/s .50 Hình 5.14 Nhi t lư ng trao đổi nư c không khí mini pass kênh mini pass kênh lưu lư ng 1,64 g/s 51 Hình 5.15 Độ chênh l ch nhi t độ c a kênh mini pass kênh mini pass lưu lư ng 2,46 g/s 52 Hình 5.16 Nhi t lư ng trao đổi nư c không khí mini pass kênh mini pass kênh lưu lư ng 2,46 g/s 53 Hình 5.17 Độ chênh nhi t độ c a kênh mini 5pass kênh mini pass lưu lư ng 3,28 g/s .54 Hình 5.18 Nhi t lư ng trao đổi nư c không khí mini pass kênh mini pass kênh lưu lư ng 3,28 g/s .55 Hình 5.19 Độ chênh nhi t độ c a kênh mini pass kênh mini pass lưu lư ng 4,1 g/s 56 xii Hình 5.20 Nhi t lư ng trao đổi nư c không khí mini pass kênh mini pass kênh lưu lư ng 4,1 g/s 57 Hình 5.21 Độ chênh nhi t độ hỗn h p nư c-ethylene nư c cho t n nhi t kênh mini pass 57 Hình 5.22 Độ chênh nhi t độ kênh mini pass kênh mini pass dùng hỗn h p nư c-ethylene 58 Hình 5.23 So sánh k t qu thực nghi m mô số t i v n tốc gió 3m/s 59 Hình 5.24 So sánh k t qu thực nghi m mô số t i lưu lư ng khối lư ng 4,1g/s 60 xiii DANH M C B NG BI U TRANG B ng 2.1: Các số mô hình dòng ch y rối 23 B ng 4.1: Độ xác d i thang đo c a d ng c thử nghi m 37 B ng 1.1: K t qu thực nghi m [1] 69 B ng 1.2: Tóm t t k t qu CFD 69 B ng 1.3: So sánh k t qu thực nghi m k t qu CFD 70 B ng 1.4: K t qu nh hư ng c a kho ng cách 71 B ng 2.2 K t qu mô số h c COMSOL Multiphysics 71 B ng 2.3 Tổng h p k t qu thực nghi m .72 B ng 2.4 So sánh k t qu thực nghi m mô .73 xiv CH NG T NG QUAN 1.1 Tính cấp thi t đ tài Hi n nay, giao thông Vi t Nam ch y u sử d ng xe máy đ di chuy n Trên th trư ng có nhi u lo i xe c a hãng xe khác có lo i là: xe số xe tay ga Xe tay ga đư c ưa chuộng h thống truy n động vô cấp cho phép ngư i sử d ng không cần sang số tăng tốc, d di chuy n đư ng phố Đ có ưu m h thống làm mát xe tay ga có nhi u khác bi t so v i xe số Toàn thân bao kín, động đặt thông không khí thấp dù xe chuy n động giữa, tốc độ lưu tốc độ cao, không t n d ng đư c dòng không khí cưỡng b c từ chuy n động c a xe đ làm mát động Ngoài ra, hầu h t xe tay ga đ u sử d ng h truy n động vô cấp So v i lo i truy n động xích xe số h thống sinh nhi u nhi t Nhà s n xuất thư ng lựa ch n hai gi i pháp: dùng qu t thổi gió cưỡng b c vào động thi t k h thống làm mát dung d ch V i ki u thổi gió cưỡng b c, động truy n công suất làm quay qu t Không khí từ bên đư c hút vào, ch y theo đư ng hư ng gió làm mát thân máy Động ho t động qu t quay làm gi m công suất c a động Nên đ đ t đư c hi u suất động lo i xe thư ng có dung tích xylanh l n Tuy nhiên, h số tỏa nhi t đối lưu c a không khí nhỏ nhi u so v i h số tỏa nhi t đối lưu c a dung d ch Ngoài ra, ph i tính đ n nh hư ng c a lư ng nóng tỏa động đư c làm mát gió Trong đó, động làm mát dung d ch v i kh ki m soát trình đốt nhiên li u tốt hi u suất ho t động độ ổn đ nh cao so v i gi i pháp làm mát gió cưỡng b c H thống làm mát dung d ch đư c sử d ng số dòng xe m i như: Air Blade, SH, Lead, Nouvo LX… Tuy nhiên thực t , két nư c làm mát xe tay ga số c m như: cánh t n nhi t mỏng d b móp méo, d b bám bẩn Bên k t qu không mong muốn K t qu thu đư c từ trình hoàn toàn phù h p quy lu t đồng thu n v i 5.4 Th c nghi m v i công ngh hàn nhôm thay th công ngh dán UV Light PMMA trao đ i nhi t kênh mini pass Trong u ki n thực nghi m [19], lưu lư ng khối lư ng c a nư c thay đổi từ 1,64 g/s đ n 4.1 g/s, v n tốc gió đư c giữ cố đ nh m/s Dòng nư c đư c tuần hoàn h thống kín theo sơ đồ hình 4.5 Nhi t độ môi trư ng 30oC, nhi t độ đầu vào nư c 62oC Hình 5.25 Nhiệt độ nước đầu nhiệt lượng trao đổi vận tốc gió m/s 61 Khi lưu lư ng nư c tăng, nhi t độ đầu c a nư c tăng lên, u dẫn đ n độ chênh l ch nhi t độ c a nư c gi m nhi t lư ng trao đổi gia tăng, k t qu thực nghi m hình 5.25 Tuy nhiên lưu lư ng nư c l n g/s, lư ng nhi t truy n từ nư c nóng sang không khí c a trao đổi nhi t tăng ch m l i Đi u đư c gi i thích lưu lư ng nư c thấp, áp lực nư c y u, hàn nhôm vách c a kênh kho n trống Nư c đư c dẫn qua kênh Nhưng lưu lư ng nư c cao, áp lực nư c l n s làm cho nư c ch y qua vách ngăn hàn nhôm kênh Vì v y dòng ch y chất lỏng không dòng ch y kênh mini nên nhi t lư ng trao đổi tăng ch m l i Thực nghi m so sánh độ chênh nhi t độ hàn nhôm PMMA c a trao đổi nhi t kênh mini cho k t qu hình 5.26 Hinh5.26 So sánh kết thực nghiệm độ chênh lệch nhiệt độ hàn nhôm PMMA Khi lưu lư ng khối lư ng nư c thấp 3g/s, tốc độ truy n nhi t c a trao đổi nhi t kênh mini hàn nhôm cao so v i PMMA độ dẫn nhi t c a nhôm cao PMMA Tuy nhiên lưu lư ng khối lư ng nư c cao 3g/s 62 tốc độ truy n nhi t l i thấp b i nư c ch y qua vách ngăn c a kênh Trong thực nghi m cho thấy vi c hàn nhôm cho trao đổi nhi t kênh mini có hi u suất thấp so v i PMMA 63 CH NG K T LU N VÀ KI N NGH 6.1 K t lu n Mô số (sử d ng phần m m COMSOL MULTIPHYSICS) đư c thực hi n cho t n nhi t kênh mini v i pass Trong mô k t qu thu đư c từ mô số phù h p v i k t qu từ thực nghi m v i sai số cực đ i 2,5% Và hoàn toàn v i đặc tính truy n nhi t c a dòng ch y kênh mini Nghiên c u tổng quan đư c k t qu nghiên c u liên quan đ n trao đổi nhi t két nư c kênh Mini K t qu mô số h c phầm m m COMSOL đư c thực hi n cho trao đổi nhi t kênh mini pass Trong u ki n nhau, k t qu thu đư c từ trao đổi nhi t kênh mini pass tốt so v i trao đổi nhi t kênh mini pass tốt nhi u so v i k t qu thu đư c từ két nư c Đặc bi t v n tốc gió đư c thi t l p 1,2 m/s đ n 3,5 m/s lưu lư ng c a lưu chất thay đổi từ 2,46 g/s đ n 4,1 g/s Phương pháp thực nghi m cho thấy hi u qu truy n nhi t c a nư c qua trao đổi nhi t l n hi u qu truy n nhi t c a hỗn h p nư cethylene K t qu đồng thu n v i nghiên c u liên quan trư c Nghiên c u thực nghi m thay th công ngh UV light đ dán nhôm PMMA công ngh hàn nhôm cho minichannel heat exchanger (MNHE) [19] cho t n nhi t pass hi u qu so v i phương pháp PMMA lưu lư ng khối lư ng nư c l n g/s đối v i nhi t độ nư c đầu vào 62C tốc độ gió m/s Đây li u quan tr ng đ thi t k c i ti n trao đổi nhi t kênh mini Qua k t qu thu đư c từ mô thực nghi m, vi c sử d ng trao đổi nhi t kênh mini (03 pass 05 pass) hoàn toàn có th sử d ng thay th két nư c truy n thống tương lai không xa chúng cần tiêu tán lư ng nhi t 64 Có th dùng hỗn h p dung d ch làm mát khác đ ngăn trình oxi hóa tăng hi u qu truy n nhi t 6.2 Ki n ngh Do áp suất dòng ch y nên lư ng nư c không th n kín đư c h t kênh, dẫn đ n gi m di n tích trao đổi nhi t n hi u qu trao đổi nhi t không mong muốn Những khó khăn hoàn toàn có th kh c ph c đư c N u có u ki n có th tối ưu hóa áp suất dòng ch y đ t o nhi u dòng lưu thông, tăng th i gian lưu chất ch y trao đổi nhi t kênh mini Hoàn thi n công ngh hàn nhôm v i kênh đ lưu chất không tràn qua kênh từ tăng hi u qu truy n nhi t c a trao đổi nhi t Cần sử d ng công ngh gia công xác đ kh c ph c b mặt b cong vênh Tối ưu hóa kho ng cách cánh t n nhi t đ tăng hi u qu trao đổi nhi t đối lưu cánh t n nhi t không khí 65 TÀI LI U THAM KH O [1] P K Trivedi N B.Vasava, Effect of Variation in Pitch of Tube on Heat Transfer Rate in Automobile Radiator by CED Analysis, International Journal of Engineering and Advanced Technology (IJEAT), Volume-1, Issue-6, 2012, pp 180183 [2] Thanhtrung Dang, Daly Minh Nao, Ngoctan Tran, and Jyh-Tong Teng, A Novel Design for a Scooter Radiator Using Minichannel International Journal Of Computational Engineering Research (IJCER), June 2013, Vol 03, Issue 6, pp 4149 [3] Pawan S Amrutkar, Sangram R Patil, Automotive Radiator Performance ậ Review, International Journal of Engineering and Advanced Technology (IJEAT), ISSN: 2249 ậ 8958, Volume-2, Issue-3, February 2013 [4] S.M Peyghambarzadeh, S.H Hashemabadi, S.M Hoseini, M Seifi Jamnani, Experimental study of heat transfer enhancement using water/ethylene glycol based Nanofluids as a new coolant for car radiators International Communications in Heat and Mass Transfer, Volume 38, Issue 9, November 2011, Pages 1283ậ1290 [5] Saad Ayub Jajja, Wajahat Ali, Hafiz Muhammad Ali, Aysha Maryam Ali, Water cooled minichannel heat sinks for microprocessor cooling: Effect of fin spacing Applied Thermal Engineering Volume 64, Issues 1ậ2, March 2014, Pages 76ậ82 [6] C.J Ho, Wei-Chen Chen, Wei-Mon Yan, Experiment on thermal performance of water-based suspensions of Al2O3 nanoparticles and MEPCM particles in a minichannel heat sink International Journal of Heat and Mass Transfer Volume 69, February 2014, Pages 276ậ284 [7] Jonn Are Myhren, Sture Holmberg, Performance evaluation of ventilation radiators Applied Thermal Engineering Volume 51, Issues 1ậ2, March 2013, Pages 315ậ324 66 [8] X.L Xie, Z.J Liu, Y.L He, W.Q Tao, Numerical study of laminar heat transfer and pressure drop characteristics in a water-cooled minichannel heat sink Applied Thermal Engineering Volume 29, Issue 1, January 2009, Pages 64ậ74 [9] X L Xie, W Q Tao and Y L He, Numerical Study of Turbulent Heat Transfer and Pressure Drop Characteristics in a Water-Cooled Minichannel Heat Sink Journal of Electronic Packaging, Volume 129, Issue [10] K.Shahril, Nurhayati Binti Mohd Kasim, and M.Sabri, Heat transfer simulation of motorcycle fins under varying velocity using CFD method 2nd International Conference on Mechanical Engineering Research (ICMER 2013) [11] Thanhtrung Dang, Jyh-tong Teng, Jiann-cherng Chu, A study on the simulation and experiment of a microchannel counter-flow heat exchanger Applied Thermal Engineering Volume 30, Issues 14ậ15, October 2010, Pages 2163ậ2172 [12] JP Yadav, Bharat Raj Singh, Study on Performance Evaluation of Automotive Radiator, S-JPSET: ISSN: 2229-7111, Vol 2, Issue 2, 2011 [13] Suhas V Patankar, Numerical Heat Transfer and Fluid Flow (Hemisphere Series on Computational Methods in Mechanics and Thermal Science) CRC Press (January 1, 1980) [14] Satish Kandlikar, Srinivas Garimella, Dongqing Li, Stephane Colin, Michael King, Heat Transfer and Fluid Flow in Minichannels and Microchannels Elsevier, November 2005 [15] Pulkit Agarwal, Mayur Shrikhande P Srinivasan, Heat Transfer Simulation by CFD from Fins of an Air Cooled Motorcycle Engine under Varying Climatic Conditions, Proceedings of the World Congress on Engineering 2011 Vol III, WCE 2011, July ậ 8, 2011, London, U.K [16] Masao YOSHIDA, Soichi ISHIHARA, Yoshio MURAKAMI, Kohei NAKASHIMA Masago YAMAOTO, Air ậ cooling effects of Fins on a Motorcycle Engine, JSME International Juornal, Series B, Vol 49, No 3, 2006 67 [17] J.P Holman, Experimental methods for engineers, McGraw-Hill, New York, 1984 [18] Thanhtrung Dang, Thanhnghia Nguyen, Ducduy Nguyen, Truclinh T Dang, Kimlam Co, Hoangdu Pham, Minhtuan Pham, and Thaihuy Vo, Numerical simulation on heat transfer phenomena of a minichannel heat exchanger with five passes, The 2nd International Conference on Green Technology and Sustainable Development 2014 (GTSD14), Ho Chi Minh city, Oct 29-30, 2014, pp 266-271 [19] Thanhtrung Dang, Thanhnghia Nguyen, TrongHieu Nguyen, An Experimenatl Study on Heat Transfer Behaviors of A Welded - Aluminum Minichannel Heat Exchanger, International Journal of Computational Engineering Research, Feb 2015,Volume 05, Issue 02, pp 39-45 [20] Hoàng Đình Tín, Truy n Nhi t Và Tính Toán Thi t B Trao Đổi Nhi t, NXB Khoa h c Kỹ thu t, 10/2007 [21] COMSOL Multiphysics version 4.3b, Documentation, May 2013 [22] Đặng Thành Trung Đoàn Minh Hùng, Nghiên c u nh hư ng lực tr ng trư ng đ n đặc tính truy n nhi t lưu chất trao đổi nhi t Microchannel, Đ tài cấp Trư ng Tr ng m 2011 ậ Trư ng Đ i h c Sư ph m Kỹ thu t Tp HCM, 2011 [23] Đặng Thành Trung Đoàn Minh Hùng, Nghiên c u nh hư ng tính chất v t lý c a lưu chất microchannel heat sink, Đ tài cấp Trư ng tr ng m 2012 ậ Trư ng Đ i h c Sư ph m Kỹ thu t Tp HCM, 2012 68 PH L C K t qu phân tích dòng ch y l u chất truy n nhi t két n c làm mát xe ô tô B ng 1.1: Kết thực nghiệm [1] S V tt c Nhi t độ Nhi t độ Nhi t độ mặt Nhi t độ mặt bên xe phía đầu phía đầu bên ngoƠi đầu (km/h) vƠo, oC (th c đầu vƠo, oC (th c nghi m), oC nghi m), oC 30 95 87.12 35 60.52 40 95 86.92 35 62.15 50 95 86.52 35 63.52 60 95 86.14 35 63.89 70 95 85.95 35 64.52 80 95 85.14 35 65.57 90 95 84.96 35 66.29 100 95 84.52 35 68.26 B ng 1.2: Tóm tắt kết CFD V n S Nhi t t c độ đầu xe (km/h) vào, o C Nhi t độ đầu ra, oC Nhi t Nhi t độ độ mặt mặt Kh i H s Hi u phía phía l ng truy n suất không nhi t , nhi t đầu đầu ra, khí, g W/m K η vào, oC o C 30 95 86,94 35 61,25 2,013 53,36 42,86 40 95 86,65 35 63,21 2,64 76,47 44,63 50 95 86,24 35 63,98 3,36 98,2 45,29 60 95 85,96 35 64,94 4,026 121,74 46,1 69 70 95 85,79 35 65,2 4,7 143,28 46,32 80 95 84,15 35 66,28 5,37 169,59 47,2 90 95 83,86 35 67,12 195,91 47,85 100 95 83,15 35 69,23 6,71 231,98 49,44 B ng 1.3: So sánh kết thực nghiệm kết CFD Nhi t độ V n Số tốc xe km/h Nhi t đầu độ c a ống đầu (thực vào nghi m), o C Nhi t Nhi t độ độ đầu mặt Nhi t độ đầu c a mặt phía c a ống, o C đầu vào, o C (thực nghi m), o C Nhi t độ đầu c a mặt phía trong, o C Phần trăm bi n thiên nhi t độ ống, % Phần trăm bi n thiên nhi t độ hai mặt bên, % 30 95 87,12 86,94 35 60,52 61,25 0,2066 1,2062 40 95 86,92 86,652 35 62,15 63,21 0,3083 1,6954 50 95 86,52 86,24 35 63,52 63,98 0,3236 0,7241 60 95 86,14 85,96 35 63,89 64,94 0,2089 1,6434 70 95 85,95 85,79 35 64,52 65,2 0,1861 1,0539 80 95 85,14 84,15 35 65,27 66,28 1,1745 1,5474 90 95 84,96 83,86 35 66,29 67,12 1,2947 1,2520 100 95 84,52 83,15 35 68,26 69,23 1,6209 1,4210 70 B ng 1.4: Kết ảnh hưởng khoảng cách Kho ng Nhi t độ Nhi t Nhi t Nhi t H s cách phía độ phía độ phía độ phía truy n Hi t suất ng, ng đầu ng đầu v đầu v đầu nhi t, , nhi t η mm vào, oC ra, oC vào, oC ra, oC W/m K 12 95 86,94 35 61,25 53,37 42,85 10 95 88,1 35 59,3 49,41 40,98 14 95 85,14 35 60,12 51,1 41,78 S K t qu mô ph ng th c nghi m trao đ i nhi t kênh mini pass 2.1 Kết qu mô B ng 2.2 Kết mô số học COMSOL Multiphysics L u l ng kh i l ng m_in, g/s Nhi t độ n c đầu vào Tin, OC 1,64 62 53,07 8,93 61,33 2,46 62 55,5 6,5 66,97 3,28 62 56,89 5,11 70,19 4,1 62 57,81 4,19 71,95 1,64 62 51,57 10,43 71,64 2,46 62 54,3 7,7 79,33 3,28 62 55,9 6,1 83,79 4,1 62 56,94 5,06 86,88 1,64 62 49,45 12,55 86,20 2,46 62 52,48 9,52 98,08 3,28 62 54,35 7,65 105,09 STT V nt c không khí v_air, m/s 10 11 0,8 1,2 2,2 71 Nhi t độ Độ chênh n c đầu nhi t độ Tout, OC ΔT, OC Nhi t l ng Q, W 12 4,1 62 55,61 6,39 109,72 13 1,64 62 48,44 13,56 93,13 2,46 62 51,58 10,42 107,35 3,28 62 53,6 8,4 115,39 16 4,1 62 54,89 7,11 122,08 17 1.64 62 47.93 14.07 96.64 2,46 62 51,13 10,87 111,99 3,28 62 53,15 8,85 121,57 4,1 62 54,53 7,47 128,27 14 15 18 19 3,5 20 2.2 Kết qu thực nghiệm B ng 2.3 Tổng hợp kết thực nghiệm L u l ng kh i l ng m_in, g/s Nhi t độ n c đầu vào Tin, OC 1,64 62 53,4 8,6 58,95 2,46 62 55,8 6,2 63,75 3,28 62 57,3 4,7 64,56 4,1 62 57,9 4,1 70,27 1,64 62 52,8 9,2 63,07 2,46 62 55 71,98 3,28 62 56,7 5,3 72,80 4,1 62 57,2 4,8 82,26 1,64 62 50,3 11,7 80,21 2,46 62 53,3 8,7 89,46 3,28 62 55,3 6,7 92,04 STT V nt c không khí v_air, m/s 10 11 0,8 1,2 2,2 72 Nhi t độ Độ chênh n c đầu nhi t độ Tout, OC ΔT, OC Nhi t l ng Q, W 12 4,1 62 56,3 5,7 97,69 13 1,64 62 49,3 12,7 87,06 2,46 62 51,7 10,3 105,91 3,28 62 54,2 7,8 107,15 16 4,1 62 55,2 6,8 116,54 17 1,64 62 48,1 13,9 95,29 2,46 62 51,4 10,6 109,00 3,28 62 53,8 8,2 112,64 4,1 62 55 119,97 14 15 18 19 3,5 20 2.3 So sánh kết qu thực nghiệm mô B ng 2.4 So sánh kết thực nghiệm mô L u ng kh i l ng m_in, g/s Nhi t độ n c đầu vào Tin, O C Nhi t độ n c đầu (th c nghi m) Tout, OC Nhi t độ n c đầu (mô ph ng) Tout, OC Phần trăm bi n thiên nhi t độ, % 1,64 62 53,4 53,07 0,6199 2,46 62 55,8 55,5 0,5391 3,28 62 57,3 56,89 0,7181 4,1 62 57,9 57,81 0,1556 1,64 62 52,8 51,57 2,3570 2,46 62 55 54,3 1,2809 3,28 62 56,7 55,9 1,4210 4,1 62 57,2 56,94 0,4556 1,64 62 50,3 49,45 1,7043 2,46 62 53,3 52,48 1,5504 STT 10 V nt c không khí v_air, m/s 0,8 1,2 2,2 l 73 11 3,28 62 55,3 54,35 1,7328 12 4,1 62 56,3 55,61 1,2331 13 1,64 62 49,3 48,44 1,7598 2,46 62 51,7 51,58 0,2324 3,28 62 54,2 53,6 1,1132 16 4,1 62 55,2 54,89 0,5632 17 1,64 62 48,1 47,93 0,3541 18 2,46 62 51,4 51,13 0,5267 3,28 62 53,8 53,15 1,2155 4,1 62 55 54,53 0,8582 14 15 19 20 3,5 74 S K L 0 [...]... cấu bộ t n nhi t nhỏ g n, có th l p đư c trên nhi u lo i xe Từ đó có th thay th đư c các phương th c trao đổi nhi t trên xe g n máy liên quan 1.4 Nhi m v và gi i h n đ tài T p trung nghiên c u đánh giá quá trình mô phỏng số quá trình truy n nhi t trong bộ trao đổi nhi t kênh mini Lựa ch n thi t k bộ trao đổi nhi t phù h p đ thay th cho bộ t n nhi t két nư c trên xe tay ga hi n nay Phân tích đánh giá quá. .. a thầy PGS.TS Đặng ThƠnh Trung, h c viên quy t đ nh thực hi n đ tài Mô ph ng s quá trình truy n nhi t trong bộ trao đ i nhi t kênh mini dùng đ thay th két n c trong xe tay ga Đ tài nghiên c u và mô phỏng quá trình truy n nhi t trên bộ trao đổi nhi t kênh mini v i m c đích c i ti n nâng cao hi u suất gi i nhi t c a két nư c xe tay ga, làm cho động cơ ho t động ổn đ nh, nâng cao hi u suất làm vi c c... ch số hoàn thi n đ t đư c 10,7 W/kPa giá tr lưu lư ng 0,2 g/s Xa hơn nữa, toàn bộ bộ trao đổi nhi t kênh micro gồm các kênh, ống góp, tấm đ gia công kênh micro (substrate) cũng như tấm n p phía trên đã đư c mô phỏng số b i sử d ng phần m m mô phỏng chuyên nghi p CFD ậ ACE+ 1.3 M c đích đ tài Đ tài này t p trung nghiên c u mô phỏng số quá trình truy n nhi t trong bộ trao đổi nhi t kênh mini khi thay. .. quá trình trao đổi nhi t c a bộ t n nhi t kênh mini 5 pass đã lựa ch n so v i bộ t n nhi t kênh mini 3 pass bằng phương pháp thực nghi m và mô phỏng số Dựa vào k t qu mô phỏng số bộ trao đổi nhi t kênh mini 5 pass đưa ra các gi i pháp hoàn thi n bộ t n nhi t két nư c trên xe g n máy liên quan và các ng d ng khác trong thực t Do kh năng và th i gian có h n nên nghiên c u ch t p trung vào phân tích quá. .. nhi t trong bộ trao đổi nhi t kênh mini khi thay th két nư c c a h thống làm mát bằng dung d ch trên xe tay ga Tìm ra sự nh hư ng c a lưu lư ng khối lư ng nư c và v n tốc gió đ n quá trình truy n nhi t trong bộ t n nhi t kênh mini Dựa vào k t qu mô phỏng 7 số và thực nghi m quá trình truy n nhi t kênh mini đ tối ưu hóa k t cấu bộ trao đổi nhi t kênh mini làm tăng hi u qu làm mát c a động cơ, ti t ki... nư c tinh khi t trong bộ trao đổi nhi t kênh mini K t qu cho thấy hi u qu trao đổi nhi t ph thuộc đáng k vào lưu chất nano và PCM dựa trên tốc độ dòng ch y c a nó trong bộ trao đổi nhi t Myhren và Holmberg [7] sử d ng CFD mô phỏng và các phương pháp tính toán đ phân tích nh hư ng c a các dòng ch y khác nhau t i cơ ch truy n nhi t Vi c mô phỏng truy n nhi t cho bộ trao đổi nhi t kênh mini và micro đã... c a những bộ trao đổi nhi t microchannel Trong nghiên c u này, hai bộ trao đổi nhi t đã đư c dùng làm thực nghi m v i đi u ki n tăng lưu lư ng khối lư ng phía l nh Trung và Hùng [23] cũng đã nghiên c u nh hư ng tính chất v t lý c a lưu chất trong bộ trao đổi nhi t kênh micro Trong nghiên c u này, các đặc tính truy n nhi t và tổn thất áp suất c a lưu chất một pha bên trong bộ trao đổi nhi t kênh micro... gió quá thấp, do v y mà nhi t độ giữa chúng s tăng lên Ngoài ra kích thư c cánh tối ưu khi xe đ ng yên là 20 mm và khi xe di chuy n là 8 mm 1.2.2 Nghiên cứu trong nước Dựa trên tầm quan tr ng c a vi c gi i nhi t trên xe g n máy Dang cùng cộng sự [2] đã nghiên c u c i ti n két nư c trên xe tay ga bằng bộ t n nhi t kênh mini 3 pass, sử d ng phương pháp thực nghi m K t qu cho thấy, bộ trao đổi nhi t kênh. .. nhi t kênh mini (3 pass) đã công bố trong [2] đã đư c nghiên c u trư c đó và ch bằng 55% so v i két nư c c a nhà s n xuất 3.1.2 Vẽ mô hình mô phỏng trên Inventor Mô hình v bằng phần m m Inventor bao gồm 4 mi n con: bộ trao đổi nhi t, tấm PMMA, phần nư c và khối không khí bao phía cánh t n nhi t Hình 3.2: Bộ trao đổi nhiệt được vẽ bằng Inventor 3.2 Mô ph ng b ng COMSOL MULTIPHYSICS 4.3b 3.2.1 Nhập mô hình... đã đư c Xie và các cộng sự mô phỏng đặc tính truy n nhi t và áp suất rơi trên dòng ch y tầng [8] và dòng ch y rối c a bộ trao đổi nhi t kênh mini [9] K t qu cho thấy bộ trao đổi nhi t kênh mini có th cho một nhi t lư ng khá cao v i áp suất rơi nhỏ trên kênh Shahril cùng cộng sự [10] đã sử d ng CFD và phần m m ANSYS đ mô phỏng đặc tính truy n nhi t c a cánh t n nhi t trên xe g n máy dư i các đi u ki