Thí nghiệm trình thiết bị TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG BÀI 6: TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG Mục đích thí nghiệm - Làm quen với thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống, dụng cụ đo nhiệt độ lưu lượng lưu chất - Xác định hệ số truyền nhiệt trình truyền nhiệt hai dòng lạnh nóng qua vách kim loại chế dộ chảy khác - Thiết lập cân nhiệt lượng Cơ sở lý thuyết 2.1 Các khái niệm • Truyền nhiệt Truyền nhiệt trình phức tạp xảy đồng thời dạng trao đổi nhiệt: trao đổi nhiệt dẫn nhiệt, trao đổi nhiệt đối lưu nhiệt trao đổi nhiệt xạ nhiệt • Chiều trình Trong tự nhiên trình truyền nhiệt xảy theo chiều từ nơi có nhiệt độ cao tới nơi có nhiệt độ thấp • Chất tải nhiệt Chất tải nhiệt chất mang nhiệt từ nơi tới môi trường khác theo quy luật tự nhiên • Truyền nhiệt trực tiếp Truyền nhiệt trực tiếp trình truyền nhiệt mà chất tải nhiệt tiếp xúc trực tiếp với vật liệu • Truyền nhiệt gián tiếp Truyền nhiệt gián tiếp lầ trình truyền nhiệt mà chất tải nhiệt không tiếp xúc trực tiếp với vật liệu mà thông qua vật ngăn • Truyền nhiệt ổn định Thí nghiệm trình thiết bị TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG Truyền nhiệt ổn định trình truyền nhiệt mà nhiệt độ thay đổi theo không gian mà không thay đổi theo thời gian • Truyền nhiệt không ổn định Truyền nhiệt không ổn định trình truyền nhiệt mà nhiệt độ thay đổi theo không gian thời gian • Trường nhiệt Trường nhiệt đặc trưng cho độ nóng vật nhiệt độ (toC, toK) Tập hợp tất giá trị nhiệt độ vật môi tường gọi trường nhiệt • Nhiệt trường ổn định Nhiệt trường ổn định nhiệt trường mà nhiệt độ thay đổi theo không gian mà thay đổi theo thời gian t=f(x,y,z) • Nhiệt trường không ổn định Nhiệt trường không ổn định nhiệt trường mà nhiệt độ thay đổi theo không gian thời gian t=f(x,y,z,t) • Mặt đẳng nhiệt Mặt đẳng nhiệt tập hợp điểm có nhiệt độ Quá trình dẫn nhiệt không xảy mặt đẳng nhiệt, mà dẫn nhiệt từ mặt đẳng nhiệt đến mặt đẳng nhiệt 2.2 Các trình truyền nhiệt Trong thực tế trình truyền nhiệt diễn theo phương thức truyền nhiệt sau • Dẫn nhiệt Dẫn nhiệt truyền nhiệt từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp truyền động dao động va chậm vào nhau, chuyển rời vị trí phân tử vật chất dẫn nhiệt xảy truyền nhiệt chất rắn truyền nhiệt chất lỏng, chất khí đứng yên hay chuyển động dòng  Định luật Fourien Thí nghiệm trình thiết bị TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG Xét mặt phẳng có diện tích F có dòng nhiệt dẫn qua theo phương vuông góc với mặt phẳng, định luật Fourien phát biểu sau: Mật độ dòng nhiệt truyền qua phương thức dẫn nhiệt theo phương quy định tỷ lệ thuận với diện tích vuông góc với Phương truyền nhiệt gradian nhiệt độ theo phương Q x = −λ F qx = ∂T (W) ∂x Qx ∂T = −λ (W/m2) F ∂x Qx: dòng nhiệt truyền qua diện tích F (j/s) qx: mật độ dòng nhiệt (W/m2) F: diện tích bề mặt truyền nhiệt vuông góc với phương x (m2) λ: hệ số dãn nhiệt W/m.độ Thực nghiệm chứng tỏ λ thông số vật lý biểu diển khả dẫn nhiệt vật liệu Hệ số dẫn nhiệt phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ, vật liệu, cấu trúc vật liệu Hệ số dẫn nhiệt chất khí khoảng 0,006÷0,6 (W/m.độ) Hệ số dẫn nhiệt chất khí khoảng 0,007÷0,7 (W/m.độ) Hệ số dẫn nhiệt chất rắn phụ thuộc vào kết cấu, độ xốp độ ẩm vật liệu Từ định luật Fourien người ta đưa dạng phương trình truyền nhiệt cho trường hợp cụ thể Ở ta nêu trường hợp dẫn nhiệt ổn định qua ống • Dẫn nhiệt ổn định qua ống Nghiên cứu trình dẫn nhiệt qua vách trụ (ống) nhiệt độ bề mặt vách t1, nhiệt độ vách t2 không thay đổi vật liệu có hệ số dẫn nhiệt λ không đổi Ta có phương trình dẫn nhiệt sau: Thí nghiệm trình thiết bị Q= TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG 2π λ.L ( t1 − t ) = t1 − t d d ln ln (W) d1 2πλL d L: chiều dài ống (m) d1, d2: đường kính ống (m) Còn δ = d − d1 (m) Và diện tích bề mặt trung bình: F= π ( d1 − d ) L d (m2) ln d1 Tỷ số d2/d1 10000: Nu = 0,021 Re 0,8 Pr , 43  Pr     Prt  , 25 ε P Thí nghiệm trình thiết bị TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG Trong giá trị C phụ thuộc Re theo bảng sau: Re 2100 2200 2300 2400 2500 C 1,9 2,2 3,3 3,8 4,4 Re 3000 4000 5000 6000 8000 10000 C 6,0 10,3 15,5 19,5 27,0 33,0 Giá trị εL phụ thuộc vào tỉ lệ L/d Re < 10000 L/d 1,0 2,0 5,0 10,0 15,0 29,0 30,0 40,0 ≥50,0 εL 1,9 1,7 1,44 1,28 1,18 1,13 1,05 1,02 1,00 Khi Re >10000 hệ số εP phụ thuộc vào Re L/d sau: 10,0 20,0 30,0 40,0 ≥50 1.104 1,23 1,13 1,07 1,03 1,00 2.104 1,18 1,10 1,05 1,02 1,00 5.104 1,13 1,08 1,04 1,02 1,00 1.105 1,10 1,06 1,03 1,02 1,00 1.106 1,05 1,03 1,02 1,01 1,00 L/d Re  Chuẩn số Grashof (Gr) Thí nghiệm trình thiết bị TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG Chuẩn số Grashof đặc trưng cho quan hệ lực ma sát phân tử lực kéo tỉ trọng khác nhau, điểm có nhiệt độ không giống dòng lưu chất (nước) g d td β ∆t g d td β ∆t.ρ Gr = = ν2 µ2 3 Trong Gr: chuẩn số Grashof ν: độ nhớt động học lưu chất (m2/s) dtd: đường kính tương đương tiêt diện dòng chảy (m) ρ: khối lượng riêng lưu chất (nước), (kg/m3) µ: độ nhớt động lực học nước (N.S/m2) ∆t: hiệu nhiệt độ lưu chất thành ống, thí nghiệm ta lấy ∆t=6 C o β: hệ số giãn nở thể tích (phụ thuộc vào nhiệt độ), (1/oC) T(oC) β(1/oC) -0,6.10-4 2,1.10-4 20 40 60 80 100 120 3,9.10-4 5,3.10-4 6,3.10-4 7,5.10-4 8,6.10-4 9,81(m / s ).6( o C ).d td ρ β µ2 ⇒ Gr = Thiết bị thí nghiệm: Hệ thống thiết bị thí nghiệm có thiết bị thành phần sau: Nồi đun nước nóng gia công thép không gỉ có dạng lăng trụ đứng với đường kính D=395mm, chiều cao nồi H=500mm Thành nồi có lớp bảo ôn dày 30mm, nồi có hai điện trở gia nhiệt để đun sôi nước Một bơm nước nóng có công suất 0,5 HP dùng để bơm nước nóng từ nồi đun đế hệ thống trao đổi nhiệt Hộp điều khiển hệ thống thiết bị Thí nghiệm trình thiết bị TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG Tính diện tích tiết diện dòng nóng FN π d 3,1416.0, 0182 −4 FN = = = 2,5447.10 ( m ) Tính tốc độ dòng chảy dòng nóng �N (m/s) ωN = GN′ với Lít/phút = 3.10-3 m3 / p F 60 = = 0,1965 (m/s) = = 0,3929 (m/s) = = 0,5895 (m/s) Tính chuẩn số Re dòng nóng ReN tNV=80oC, tNR=72oC tLV=30oC, tLR= 36oC Tính μN cho điểm nhiệt độ trung bình dòng nóng Sử dụng phương pháp nội suy để tính μN , bảng thông số hóa lý nước Tương tự cách trình bày phần trên, ta có TNV=800C, TNR=720C tNTB =760C Áp dụng công thức tính μ nhiệt độ trung bình tNTB =760C Gọi (x, y)=( tNTB, μNtb), (x1, y1)=(60, 983 ) (x1,y1) = (60, 983 ) (Kết hợp bảng công thức, bảng hóa lý nước) Thế vào công thức nội suy ta được: y= = = 0,00038 (N.s/m2) ReN3 = =9067,75 Bảng 4: Chuẩn số Re dòng nóng ReN G’ (l/p) (m2) dtdN (m) �N tNV tNR tNTB �N (kg/m3) �N (N.s/m2) ReN Thí nghiệm trình thiết bị TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG (m/s) Ch ảy nga ng 2,5447.10-4 0,018 0,1965 80 72 76 974,200 0,00038 9067,75 2,5447.10-4 0,018 0,1965 80 73 76,5 973,925 0,00038 9065,19 2,5447.10-4 0,018 0,1965 80 72 76 974,200 0,00038 9067,75 2,5447.10-4 0,018 0,3929 80 76 78 973,100 0,00037 18599,89 2,5447.10-4 0,018 0,3929 80 78 79 972,550 0,00036 19105,74 2,5447.10-4 0,018 0,3929 80 77 78,5 972,825 0,00036 19111,15 2,5447.10-4 0,018 0,5895 80 78 79 972,550 0,00036 28665,91 2,5447.10-4 0,018 0,5895 80 75 77,5 973,375 0,00037 27914,82 2,5447.10-4 0,018 0,5895 80 72 76 974,200 0,00038 27203,25 2,5447.10-4 0,018 0,1965 80 76 78 973,100 0,00037 9302,31 2,5447.10-4 0,018 0,1965 80 77 78,5 972,825 0,00037 9299,68 2,5447.10-4 0,018 0,1965 80 79 79,5 972,275 0,00036 9552,02 2,5447.10-4 0,018 0,3929 80 76 78 973,100 0,00037 18599,89 2,5447.10-4 0,018 0,3929 80 76 78 973,100 0,00037 18599,89 2,5447.10-4 0,018 0,3929 80 75 77,5 973,375 0,00037 18605,14 2,5447.10-4 0,018 0,5895 80 73 76,5 973,95 0,00038 27196,27 2,5447.10-4 0,018 0,5895 80 70 75 974,75 0,00038 27218,61 2,5447.10-4 0,018 0,5895 80 70 75 974,75 0,00038 27218,61 chả y dọc Thí nghiệm trình thiết bị TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG Tốc độ chảy dòng lạnh ω2 (m/s) ωL = GL′ 60.FL Với giá trị ω L = GL′ ∈ {3, 6, 9} tương ứng cho giá trị ωL G’L = lít/phút = 3.10-3 (m3 / p) = = 0,15 (m/s) = = 0,31 (m/s) = = 0,46 (m/s) Tính chuẩn số Reynol dòng lạnh ω d ρ Re L = L td 2 µL Chú ý tính dtđ cho mặt cắt ướt dtdL = Dt – dng tính theo chu vi ướt dtđ = 4F/ U với U = (Dt + dng ); F = đó: U chu vi ướt; D t đường kính ống ngoài, d ng đường kính ống Dt = 30 mm = 0,03 m; dng = 22 mm = 0,022 m dtdL = Dt – dng = 0,03 – 0,022 = 0,008 (m) F= = = 3,266.10-4 (m2) – U = (Dt + dng) = (0,03 + 0.022) = 0,163 (m) dtđ = 4F/ U = 4.3,266.10-4 / 0,163 = 0,008 (m) suy ra: dtđ = dtdL Bảng 5: Chuẩn số Re dòng lạnh ReL G’ (l/p) (m2) Ch 3,266.10-4 dtdL (m) �L 0,008 0,15 (m/s) TL TL �L (N.s/m2) ReL R TLTB � L (kg/m3) V 30 36 33 7,78.10-4 1533,32 994,1 Thí nghiệm trình thiết bị chả y dọc TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG 3,266.10-4 0,008 0,15 30 37 33,5 993,95 7,69 10-4 1551,03 3,266.10-4 0,008 0,15 30 37 33,5 993,95 7,69 10-4 1551,03 3,266.10-4 0,008 0,31 30 37 33,5 993,95 7,69 10-4 3205,46 3,266.10-4 0,008 0,31 30 37 33,5 993,95 7,69 10-4 3205,46 3,266.10-4 0,008 0,31 30 38 34 993,8 7,61 10-4 3238,67 3,266.10-4 0,008 0,46 30 36 33 994,1 7,78.10-4 4702,17 3,266.10-4 0,008 0,46 30 37 33,5 993,95 7,69 10-4 4756,48 3,266.10-4 0,008 0,46 30 37 33,5 993,95 7,69 10-4 4756,48 3,266.10-4 0,008 0,15 30 47 38,5 992,45 6,82 10-4 1746,25 3,266.10-4 0,008 0,15 30 48 39 6,73 10-4 1769,33 3,266.10-4 0,008 0,15 30 47 38,5 992,45 6,82 10-4 1746,25 3,266.10-4 0,008 0,31 30 46 38 6,91.10-4 3562,44 3,266.10-4 0,008 0,31 30 47 38,5 992,45 6,82 10-4 3608,91 3,266.10-4 0,008 0,31 30 46 38 6,91.10-4 3562,44 3,266.10-4 0,008 0,46 30 45 37,5 992,75 6,99.10-4 5226,49 3,266.10-4 0,008 0,46 30 46 38 992,6 6,91.10-4 5286,21 3,266.10-4 0,008 0,46 30 46 38 992,6 6,91.10-4 5286,21 992,3 992,6 992,6 Bảng 6:Chuẩn số Pranlt dòng nóng Pr1 tNV(0C) tNR(0C) tNTB(0C) C1(j/kg.độ) �1(N.s/m2) λ1 (w/m.độ) Pr1 Thí nghiệm trình thiết bị TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG 80 72 76 4190 0,00038 0,669 2,38 80 73 76,5 4190 0,00038 0,669 2,38 80 72 76 4190 0,00038 0,669 2,38 80 76 78 4190 0,00037 0,671 2,31 80 78 79 4190 0,00036 0,671 2,25 80 77 78,5 4190 0,00036 0,671 2,25 80 78 79 4190 0,00036 0,671 2,25 80 75 77,5 4190 0,00037 0,670 2,31 80 72 76 4190 0,00038 0,669 2,38 80 76 78 4190 0,00037 0,671 2,31 80 77 78,5 4190 0,00037 0,671 2,31 80 79 79,5 4190 0,00036 0,672 2,24 80 76 78 4190 0,00037 0,671 2,31 80 76 78 4190 0,00037 0,671 2,31 80 75 77,5 4190 0,00037 0,670 2,31 80 73 76,5 4190 0,00038 0,669 2,38 80 70 75 4190 0,00038 0,668 2,38 80 70 75 4190 0,00038 0,668 2,38 Dựa vào bảng tra thông số hóa lý lưu chất, áp dụng công thức nội suy để tính λ1 Thí nghiệm trình thiết bị TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG 10 Tính chuẩn số Prank dòng nóng PrN = C N µ N λN Bảng 7:Chuẩn Pranlt dòng lạnh Pr2 tLV(0C) tLR(0C) tLTB(0C) C2(j/kg.độ) �2(N.s/m2) Pr2 (w/m.độ) 30 36 33 4176,75 7,78.10-4 1,74 1,86 30 37 33,5 4176,625 7,69 10-4 1,68 1,91 30 37 33,5 4176,625 7,69 10-4 1,68 1,91 30 37 33,5 4176,625 7,69 10-4 1,68 1,91 30 37 33,5 4176,625 7,69 10-4 1,68 1,91 30 38 34 4176,5 7,61 10-4 1,61 1,97 30 36 33 4176,75 7,78.10-4 1,74 1,87 30 37 33,5 4176,625 7,69 10-4 1,68 1,91 30 37 33,5 4176,625 7,69 10-4 1,68 1,91 30 47 38,5 4175,375 6,82 10-4 0,53 5,37 30 48 39 4175,25 6,73 10-4 0,36 7,79 30 47 38,5 4175,375 6,82 10-4 0,53 5,37 30 46 38 4175,5 6,91.10-4 0,69 4,18 30 47 38,5 4175,375 6,82 10-4 0,53 5,37 30 46 38 4175,5 6,91.10-4 0,69 4,18 Thí nghiệm trình thiết bị TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG 30 45 37,5 4175,625 6,99.10-4 0,84 3,48 30 46 38 4175,5 6,91.10-4 0,69 4,18 30 46 38 4175,5 6,91.10-4 0,69 4,18 Dựa vào bảng tra thông số hóa lý lưu chất, áp dụng công thức nội suy để tính λ2 11 Tính chuẩn số Prank dòng lạnh PrL = CL µ L λL Tính chuẩn số Pranlk nhiệt độ tường dòng nóng trung bình 60C Áp dụng để tính cho hang đầu tiên, hàng sau tương tự tTtb=76 – = 70 0C Từ điểm nhiệt độ này, ta sử dụng bảng tra thông số hóa lý lưu chất giáo trình để sử dụng phương pháp nội suy tìm µ , C , λ = = (4,1265.10-4 4190) / 0,6195 = 2,791 Bảng 8: Hệ số cấp nhiệt dòng nóng �1 Re1 Pr1 Pr1 PrT Nu1 Dtd1 (m) λ1 (w/m.độ) �1 (W/m2.độ) 9067,75 2,38 0,853 79,12 0,018 0,669 2940,63 9065,19 2,38 0,853 79,12 0,018 0,669 2940,63 9067,75 2,38 0,853 79,12 0,018 0,669 2940,63 18599,89 2,31 0,828 119,39 0,018 0,671 4450,59 19105,74 2,25 0,806 119,41 0,018 0,671 4451,34 19111,15 2,25 0,806 119,43 0,018 0,671 4452,09 28665,91 2,25 0,806 152,33 0,018 0,671 5678,52 Thí nghiệm trình thiết bị TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG 27914,82 2,31 0,828 153,59 0,018 0,670 5716,96 27203,25 2,38 0,853 152,95 0,018 0,669 5684,64 9302,31 2,31 0,828 42,25 0,018 0,671 1574,97 9299,68 2,31 0,828 42,25 0,018 0,671 1574,97 9552,02 2,24 0,803 42,39 0,018 0,672 1582,56 18599,89 2,31 0,828 74,76 0,018 0,671 2786,89 18599,89 2,31 0,828 74,76 0,018 0,671 2786,89 18605,14 2,31 0,828 74,78 0,018 0,670 2783,48 27196,27 2,38 0,853 103,39 0,018 0,669 3842,66 27218,61 2,38 0,853 103,46 0,018 0,668 3839,52 27218,61 2,38 0,853 103,46 0,018 0,668 3839,52 12 Tính chuẩn số Nulsselt dòng nóng NuN Giá trị tính toán bảng 13 Tính hệ số cấp nhiệt cho dòng nóng α1 Áp dụng công thức : α1 = Nu1.λ1 dtd1 Bảng 9: Hệ số cấp nhiệt dòng lạnh �2 Re2 Pr2 Pr2 PrT Nu2 Dtd2 (m) λ2 (w/m.độ) �2 (W/m2.độ) 1533,32 1,86 0,373 84,14 0,008 1,74 18300,45 1551,03 1,91 0,383 88,82 0,008 1,68 18652,2 Thí nghiệm trình thiết bị - TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG 1551,03 1,91 0,383 88,82 0,008 1,68 18652,2 3205,46 1,91 0,383 160,41 0,008 1,68 33686,1 3205,46 1,91 0,383 160,41 0,008 1,68 33686,1 3238,67 1,97 0,395 164,92 0,008 1,61 32385,15 4702,17 1,87 0,375 215,07 0,008 1,74 46777,73 4756,48 1,91 0,383 219,97 0,008 1,68 46193,7 4756,48 1,91 0,383 219,97 0,008 1,68 46193,7 1746,25 5,37 1,077 189,26 0,008 0,53 12538,48 1769,33 7,79 1,562 241,76 0,008 0,36 10879,2 1746,25 5,37 1,077 189,26 0,008 0,53 12538,48 3562,44 4,18 0,838 285,89 0,008 0,69 24658,01 3608,91 5,37 1,077 338,29 0,008 0,53 22411,71 3562,44 4,18 0,838 285,89 0,008 0,69 24658,01 5226,49 3,48 0,698 346,15 0,008 0,84 36345,75 5286,21 4,18 0,838 392,02 0,008 0,69 33811,73 5286,21 4,18 0,838 392,02 0,008 0,69 33811,73 Tính PrT2 Lấy khoảng chênh lệch nhiệt độ tường nhiệt độ môi trường 0C Vậy nhiệt độ tường nhiệt độ môi trường dd dòng lạnh trừ cho 40C Áp dụng cho hàng dòng lạnh tT= 38,5-4=34,50C Thí nghiệm trình thiết bị TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG Sử dụng bảng thông số hóa lý nước để tìm µ , C , λ điểm nhiệt độ tường xét đến phương pháp nội suy = (7,5198.10-4 4176) / 0,6296 = 4,988 = 14 Tính chuẩn số Nusselt dòng lạnh Nu2 15 Tính hệ số cấp nhiệt dòng lạnh α2 α2 = Nu2 λ2 dtd2 Ta tính kết bảng 16 Tính số truyền nhiệt lý thuyết KL KL = 3,14 r 1 d + ln + ∑ b + α1.d1 2.λinox d1 d b α1.d Áp dụng tính cho hàng bảng, giá trị tính tương tự KL = 3,14 / [(1/2940,63.0,018) (1/18300,45.0,022)] = KL = + (1/2.46,5).ln(0,022/0,018) + + 3,14 = 20, 4576 1 0, 022 (W/m.độ) + ln +0+ 0, 022 3881, 6988.0, 018 2.46,5 0, 018 331, 7403 Bảng 10:Hệ số truyền nhiệt dài lý thuyết KL �1 (W/m2.độ) �2 (W/m2.độ) d1 (m) d2 (m) λinox (w/m.độ) 2940,63 18300,45 0,018 0,022 46,5 132,03 2940,63 18652,2 0,018 0,022 46,5 133,69 2940,63 18652,2 0,018 0,022 46,5 133,69 4450,59 33686,1 0,018 0,022 46,5 196,37 4451,34 33686,1 0,018 0,022 46,5 196,40 4452,09 32385,15 0,018 0,022 46,5 195,76 5678,52 46777,73 0,018 0,022 46,5 243,17 rb ∑d b KL (W/m.độ) Thí nghiệm trình thiết bị TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG 5716,96 46193,7 0,018 0,022 46,5 244,18 5684,64 46193,7 0,018 0,022 46,5 243,13 1574,97 12538,48 0,018 0,022 46,5 76,48 1574,97 10879,2 0,018 0,022 46,5 75,46 1582,56 12538,48 0,018 0,022 46,5 76,79 2786,89 24658,01 0,018 0,022 46,5 77,46 2786,89 22411,71 0,018 0,022 46,5 130,18 2783,48 24658,01 0,018 0,022 46,5 131,18 3842,66 36345,75 0,018 0,022 46,5 175,75 3839,52 33811,73 0,018 0,022 46,5 174,72 3839,52 33811,73 0,018 0,022 46,5 174,72 Thí nghiệm trình thiết bị TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG Bảng 11:Quan hệ hệ số truyền nhiệt chế độ chảy dòng nóng Thí nghiệm trình thiết bị TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG ReL KL K* 1533,32 132,03 36,486 1551,03 133,69 36,486 1551,03 133,69 32,343 3205,46 196,37 35,08 3205,46 196,40 17,12 3238,67 195,76 26,31 4702,17 243,17 25,38 4756,48 244,18 66,61 4756,48 243,13 110,81 1746,25 76,48 19,86 1769,33 75,46 14,91 1746,25 76,79 4,80 3562,44 77,46 39,12 3608,91 130,18 39,68 3562,44 131,18 49,47 5226,49 175,75 105,51 5286,21 174,72 158,02 5286,21 174,72 158,02 Thí nghiệm trình thiết bị Đồ thị • Chế độ chảy ngang • Chế độ chảy dọc TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG Thí nghiệm trình thiết bị Chú thích: TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG K: hệ số truyền nhiệt dài thực tế K*: hệ số truyền nhiệt dài lý thuyết • Nhận xét: Hệ số truyền nhiệt thực tế lý thuyết ống chảy ngang chảy dọc khác xa Trong thí nghiệm sai số lên tới hang trăm đơn vị Quá trình tính toán góp phần vào sai số nhiều Trong công nghiệp người ta thường áp dụng chảy dọc hệ số dẫn nhiệt cao hơn, tiết kiệm diện tích chi phí so với ống chảy ngang [...]... thiết bị TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG Ống kép chảy ngang là loại ống lồng ống mà lưu chất lạnh chảy ngang mặt ngoài của ống trong Ống kép chảy dọc là loại ống lồng ống đơn giản, lưu chất nóng chảy dọc mặt trong của ống trong và lưu chất lạnh chảy dọc trong khoảng không gian giữa hai ống Một lưu lượng kế dạng phao dùng để đo lưu lượng của nước nóng và nước lạnh Loại ống Kích thước Kích thước Chiều dài Ống. .. 174,72 158,02 Thí nghiệm quá trình và thiết bị Đồ thị • Chế độ chảy ngang • Chế độ chảy dọc TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG Thí nghiệm quá trình và thiết bị Chú thích: TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG K: hệ số truyền nhiệt dài thực tế K*: hệ số truyền nhiệt dài lý thuyết • Nhận xét: Hệ số truyền nhiệt thực tế và lý thuyết của ống chảy ngang và chảy dọc đều rất khác xa nhau Trong bài thí nghiệm này sai số lên tới hang... trình và thiết bị TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG 4 Tính hiệu nhiệt độ logarit tlog (tính mẫu hai số liệu) Áp dụng công thức tính tlog ∆t log = ∆t max − ∆t min ∆t max ln ∆t min  Xét trường hợp ống lồng ống song song ngược chiều G’L = 3L/p, tNV=80oC, tNR=76oC tLV=30oC, tLR= 47oC tmax = tNV – tLR = 80 – 47 = 33 oC tmin = tNR – tLV = 76 – 30 = 46 oC = = 39,14 oC  Xét trường hợp ống lồng ống vuông gốc G’L... 175,75 3839,52 33811,73 0,018 0,022 46,5 0 174,72 3839,52 33811,73 0,018 0,022 46,5 0 174,72 Thí nghiệm quá trình và thiết bị TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG Bảng 11:Quan hệ giữa hệ số truyền nhiệt và chế độ chảy của dòng nóng Thí nghiệm quá trình và thiết bị TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG ReL KL K* 1533,32 132,03 36,486 1551,03 133,69 36,486 1551,03 133,69 32,343 3205,46 196,37 35,08 3205,46 196,40 17,12 3238,67... 0,69 33811,73 Tính PrT2 Lấy khoảng chênh lệch giữa nhiệt độ tường và nhiệt độ môi trường là 4 0C Vậy nhiệt độ của tường bằng nhiệt độ môi trường dd ở dòng lạnh trừ cho 40C Áp dụng cho hàng đầu tiên tại dòng lạnh tT= 38,5-4=34,50C Thí nghiệm quá trình và thiết bị TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG Sử dụng bảng thông số hóa lý của nước để tìm ra µ , C , λ tại điểm nhiệt độ tường đang xét đến bằng phương pháp nội... – tLR = 76 – 36 = 40 oC = = 44,81 oC 5 Tính hệ số truyền nhiệt dài thực nghiệm K*L = QL/tlog*L Thí nghiệm quá trình và thiết bị K *L = TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG QL (với chiều dài ống L= 1050 mm=1,05m) ∆tlog * L Với QN=1632,424 (W), tNV=80oC, tNR=76oC tLV=30oC, tLR= 47oC K*L = = 39,721 (W/m.độ) Tương tự như trên áp dụng các công thức cho mỗi giá trị nhiệt độ, dòng nóng lạnh khác nhau, ta có bảng 3 Bảng... 46 38 992,6 4175,5 6631,36 9 Thí nghiệm quá trình và thiết bị TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG 0,09925 30 47 38,5 992,45 4175,375 7044,90 0,09926 30 46 38 992,6 4175,5 6631,36 0,14891 30 45 37,5 992,75 4175,625 9326,88 0,14889 30 46 38 992,6 4175,5 9947,04 0,14889 30 46 38 992,6 4175,5 9947,04 Thí nghiệm quá trình và thiết bị TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG 2 Tính suất lượng, khối lượng của dòng lạnh GL GL = L'ρ... NuN Giá trị tính toán ở bảng 8 13 Tính hệ số cấp nhiệt cho dòng nóng α1 Áp dụng công thức : α1 = Nu1.λ1 dtd1 Bảng 9: Hệ số cấp nhiệt của dòng lạnh �2 Re2 Pr2 Pr2 PrT 2 Nu2 Dtd2 (m) λ2 (w/m.độ) �2 (W/m2.độ) 1533,32 1,86 0,373 84,14 0,008 1,74 18300,45 1551,03 1,91 0,383 88,82 0,008 1,68 18652,2 Thí nghiệm quá trình và thiết bị - TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG 1551,03 1,91 0,383 88,82 0,008 1,68 18652,2 3205,46... Kích thước Chiều dài Ống trong (mm) Ống ngoài (mm) (mm) Chảy dọc Φ18/22 Φ30/34 1050 Chảy ngang Φ18/22 Φ30/34 1050 4 Sơ đồ nguyên lý thiết bị SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ Thí nghiệm quá trình và thiết bị TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG A Điện trở đun nước a Công tắc tổng B.Nồi đun nước nóng b Công tắc bơm C.Bơm nước nóng c Công tắc điện trở đun nóng D Lưu lượng kế d Đồng hồ hiển thị nhiệt độ E TBTN kiểu chảy ngang F TBTN... nghiệm Ống kép chảy ngang Lưu lượng dòng lạnh G’ (lít/ph) (lít/ph) Lưu lượng dòng nóng G’ Bảng số liệu từ phòng thí nghiệm 3 6 9 TLV TLR TNV TNR TLV TLR TNV TNR TLV TLR TNV TNR 3 80 36 80 72 80 37 80 76 80 37 80 78 6 80 37 80 73 80 37 80 78 80 38 80 75 9 80 36 80 72 80 37 80 77 80 37 80 72 3 80 47 80 76 80 48 80 76 80 47 80 73 6 80 46 80 77 80 47 80 76 80 46 80 70 TRUYỀN NHIỆT ỐNG LÒNG ỐNG Ống kép