Thiết bị truyền nhiệt ống chùm

.02 -4885.68 336.56 7 0.167 0.216 2754.34 5424.18 -2669.84 196.93 8 0.167 0.267 2755.46 5564.48 -2809.03 201.94 9 0.216 0.116 1790.32 2436.60 -646.28 136.10 10 0.216 0.167 3580.64 3479.33 101.31 97.17 11 0.216 0.216 4478.52 4521.14 -42.62 100.95 12 0.216 0.267 3582.09 6675.91 -3093.82 186.37 13 0.267 0.116 2204.36 974.00 1230.37 44.18 14 0.267 0.167 3305.88 3479.33 -173.45 105.25 15 0.267 0.216 2204.36 5426.56 -3222.20 246.17 16 0.267 0.267 3307.22 6678.85 -3371.63 201.95 Bảng 4.15: Hệ số truyền nhiệt TN QL ∆t max ∆t min ∆tlog F KTN αN αL KLT 1 1461.32 29.00 21.00 24.81 1.15 84.53 6852.72 167.52 160.53 2 2086.68 28.00 19.00 23.24 1.15 108.35 6826.56 224.98 212.51 3 3616.12 28.00 17.00 22.07 1.15 133.11 6800.62 278.86 259.92 4 2224.33 25.00 14.00 18.99 1.15 199.03 6698.97 332.46 305.68 5 4382.03 31.00 18.00 23.94 1.15 100.11 9150.67 169.13 162.97 6 6951.02 30.00 17.00 22.91 1.15 78.43 9186.05 228.27 217.20 7 5424.18 29.00 19.00 23.68 1.15 101.23 9150.67 278.86 262.50 8 5564.48 28.00 19.00 23.24 1.15 103.19 9080.79 327.67 305.23 9 2436.60 30.00 23.00 26.37 1.15 59.07 11287.76 165.95 160.24 10 3479.33 30.00 21.00 25.26 1.15 123.34 11287.76 222.84 213.20 11 4521.14 28.00 18.00 22.66 1.15 171.99 11159.00 277.52 262.66 12 6675.91 28.00 18.00 22.66 1.15 137.56 11201.56 329.25 308.57 13 974.00 26.00 22.00 23.97 1.15 80.02 13225.74 168.32 163.11 14 3479.33 29.00 21.00 24.81 1.15 115.93 13276.41 222.84 213.81 15 5426.56 28.00 20.00 23.80 1.15 80.58 13225.74 276.20 262.43 16 6678.85 28.00 19.00 23.24 1.15 123.85 13175.48 326.11 307.07 Trường hợp ngược chiều Bảng 4.16: Bảng tra cứu các giá trị phụ trợ cho việc xử lý số liệu đối với dòng nóng ttb nóng V nóng (m3/s) ρ(kg/m3) Cp(J/kg.K) độ nhớt (μ) (kg.s/m2) λ (W/m.độ) Re Pr WN (m/s) 35,5 0,00012 992,50 4152,709 0,00075897 0,6085 24293,617 5,1796 2,322 35,5 0,00012 992,50 4152,709 0,00075897 0,6085 24293,617 5,1796 2,322 35,5 0,00012 992,50 4152,709 0,00075897 0,6085 24293,617 5,1796 2,322 35,0 0,00012 992,66 4153,547 0,0007669 0,608 24046,337 5,2391 2,322 34,5 0,00017 992,82 4154,385 0,00077483 0,6075 34005,884 5,2987 3,317 34,0 0,00017 992,98 4155,223 0,00078276 0,607 33666,869 5,3584 3,317 33,5 0,00017 993,15 4156,061 0,00079069 0,6065 33334,654 5,4182 3,317 33,5 0,00017 993,15 4156,061 0,00079069 0,6065 33334,654 5,4182 3,317 33,5 0,00022 993,15 4156,061 0,00079069 0,6065 43335,051 5,4182 4,313 33,5 0,00022 993,15 4156,061 0,00079069 0,6065 43335,051 5,4182 4,313 33,0 0,00022 993,31 4156,899 0,00079862 0,606 42911,748 5,4782 4,313 33,0 0,00022 993,31 4156,899 0,00079862 0,606 42911,748 5,4782 4,313 33,0 0,00027 993,31 4156,899 0,00079862 0,606 52814,460 5,4782 5,308 32,5 0,00027 993,47 4157,737 0,00080655 0,6055 52303,717 5,5383 5,308 32,0 0,00027 993,63 4158,575 0,00081448 0,605 51802,919 5,5985 5,308 31,5 0,00027 993,79 4159,413 0,00082241 0,6045 51311,780 5,6588 5,308 Bảng 4.17: Bảng tra cứu các giá trị phụ trợ cho việc xử lý số liệu của dòng lạnh ttb lạnh V lạnh (m3/s) ρ(kg/m3) Cp (J/kg.K) độ nhớt (μ) (kg.s/m2) λ (W/m.độ) WL (m/s) Re Pr 27 0,00012 995,25 4166,955 0,00089378 0,6 0,0001 106,5054 6,21 25,5 0,00017 995,74 4169,469 0,00091757 0,5985 0,0002 148,2781 6,39 25,5 0,00022 995,74 4169,469 0,00091757 0,5985 0,0003 192,7615 6,39 24,5 0,00027 996,06 4171,145 0,00093343 0,5975 0,0003 233,2898 6,52 29,5 0,00012 994,44 4162,765 0,00085413 0,6025 0,0001 111,3588 5,90 25,5 0,00017 995,74 4169,469 0,00091757 0,5985 0,0002 148,2781 6,39 25 0,00022 995,90 4170,307 0,0009255 0,598 0,0003 191,1409 6,45 24,5 0,00027 996,06 4171,145 0,00093343 0,5975 0,0003 233,2898 6,52 25 0,00012 995,90 4170,307 0,0009255 0,598 0,0001 102,9220 6,45 24,5 0,00017 996,06 4171,145 0,00093343 0,5975 0,0002 145,8061 6,52 24,5 0,00022 996,06 4171,145 0,00093343 0,5975 0,0003 189,5479 6,52 24 0,00027 996,22 4171,983 0,00094136 0,597 0,0003 231,3622 6,58 23,5 0,00012 996,39 4172,821 0,00094929 0,5965 0,0001 100,3917 6,64 24 0,00017 996,22 4171,983 0,00094136 0,597 0,0002 144,6013 6,58 23 0,00022 996,55 4173,659 0,00095722 0,596 0,0003 184,9272 6,70 21,5 0,00027 997,03 4176,173 0,00098101 0,5945 0,0003 222,1916 6,89 Bảng 4.18: Hiệu suất nhiệt độ TN ∆TN ∆TL ɳN (%) ɳL (%) ɳhi (%) 1 5 4 20.00 16.00 18.00 2 6 1 25.00 4.16 14.58 3 7 1 28.00 4.00 16.00 4 6 1 25.00 4.16 14.58 5 5 1 21.74 4.35 13.04 6 6 2 25.00 8.33 16.67 7 5 1 21.74 4.34 13.04 8 6 2 25.00 8.33 16.67 9 4 3 18.18 13.63 15.90 10 4 4 18.18 18.18 18.18 11 4 3 18.18 13.63 15.90 12 3 3 15.00 15.00 15.00 13 3 3 15.79 15.79 15.79 14 3 4 15.79 21.05 18.42 15 2 3 11.11 16.67 13.89 16 3 2 17.65 11.76 14.70 Bảng 4.19: Hiệu suất truyền nhiệt TN GN GL QL QN Qf ɳ (%) 1 0.116 0.116 1946.29 2412.49 466.20 80.68 2 0.116 0.167 695.25 2895.57 2200.31 24.01 3 0.116 0.217 904.23 3378.85 2474.62 26.76 4 0.116 0.267 1112.90 2896.74 1783.84 38.42 5 0.167 0.116 486.68 3447.80 2961.13 14.12 6 0.167 0.167 1390.82 4138.20 2747.39 33.61 7 0.167 0.217 904.23 3449.20 2544.97 26.22 8 0.167 0.267 2226.28 4139.87 1913.59 53.78 9 0.217 0.116 1460.03 3578.89 2127.85 40.69 10 0.217 0.167 2781.63 3589.34 807.71 77.50 11 0.217 0.217 2712.69 3589.34 876.65 75.58 12 0.217 0.267 3337.22 2692.55 -644.68 123.94 13 0.267 0.116 1460.03 3315.24 1855.21 44.04 14 0.267 0.167 2780.41 3315.24 534.83 83.87 15 0.267 0.217 2711.49 2210.61 -500.89 122.66 16 0.267 0.267 2224.33 3316.58 1092.25 67.07 Bảng 4.20: Hệ số truyền nhiệt TN QL ∆tmax ∆tmin ∆tlog F KTN α N αL KLT 1 1946.29 21.00 20.00 20.52 1.15 102.31 6749.38 171.60 164.21 2 695.25 23.00 18.00 20.42 1.15 123.38 6724.07 227.16 214.36 3 904.23 24.00 18.00 20.88 1.15 140.81 6698.97 277.52 258.61 4 1112.90 23.00 18.00 20.42 1.15 123.43 6674.07 327.67 301.58 5 486.68 22.00 18.00 19.96 1.15 150.34 8911.07 170.77 164.41 6 1390.82 22.00 18.00 19.96 1.15 180.44 8877.94 226.07 215.04 7 904.23 22.00 18.00 19.96 1.15 150.40 8845.08 277.52 261.05 8 2226.28 22.00 18.00 19.96 1.15 180.51 8812.48 326.11 303.56 9 1460.03 19.00 18.00 18.52 1.15 168.61 10870.58 170.77 164.96 10 2781.63 18.00 18.00 18.52 1.15 168.64 10791.10 226.07 215.96 11 2712.69 19.00 18.00 18.52 1.15 168.67 10791.10 277.52 262.45 12 3337.22 17.00 17.00 17.76 1.15 154.45 10751.82 330.85 309.62 13 1460.03 16.00 16.00 16.67 1.15 172.56 12603.04 170.77 165.30 14 2780.41 15.00 16.00 15.51 1.15 185.97 12630.04 228.27 218.61 15 2711.49 15.00 16.00 15.51 1.15 124.00 12557.73 280.21 265.77 16 2224.33 15.00 14.00 14.51 1.15 198.88 12512.76 332.46 312.30 Đồ thị Thiết bị 1: Trường hợp xuôi chiều BIỂU ĐỒ THỂ HIỆN MỐI QUAN HỆ GIỮA LƯU LƯỢNG VỚI HỆ SỐ TRUYỀN NHIỆT LÝ THUYẾT KTN Trong đó: + Trục tung là KTN (W/m2K) + Trục hoành là VN (l/ph) Trường hợp ngược chiều BIỂU ĐỒ THỂ HIỆN MỐI QUAN HỆ GIỮA LƯU LƯỢNG VỚI HỆ SỐ TRUYỀN NHIỆT THỰC NGHIỆM KLT Trong đó: +Trục tung là KLT (W/m2K) + Trục hoành là VN (l/ph) ĐỒ THỊ THỂ HIỆN MỐI QUAN HỆ GIỮA KTN VỚI KLT QUA CÁC LẦN THÍ NGHIỆM Trong đó: + Trục tung là giá trị của KTN và KLT (W/m2K) + Trục hoành là các lần thí nghiệm Thiết bị 2: Trường hợp xuôi chiều: BIỂU ĐỒ THỂ HIỆN MỐI QUAN HỆ GIỮA LƯU LƯỢNG VỚI HỆ SỐ TRUYỀN NHIỆT LÝ THUYẾT KTN Trong đó: + Trục tung là KTN (W/m2K) + Trụng hoành là VN (l/ph) BIỂU ĐỒ THỂ HIỆN MỐI QUAN HỆ GIỮA LƯU LƯỢNG VỚI HỆ SỐ TRUYỀN NHIỆT THỰC NGHIỆM KLT Trong đó: + Trục tung là KLT (W/m2K) + Trục hoành là VN (l/ph) ĐỒ THỊ THỂ HIỆN MỐI QUAN HỆ GIỮA KTN VỚI KLT QUA CÁC LẦN THÍ NGHIỆM Trong đó: + Trục tung là giá trị của KTN và KLT (W/m2K) + Trục hoành là các lần thí nghiệm Trường hợp ngược chiều: BIỂU ĐỒ THỂ HIỆN MỐI QUAN HỆ GIỮA LƯU LƯỢNG VỚI HỆ SỐ TRUYỀN NHIỆT LÝ THUYẾT KTN Trong đó: + Trục tung là KTN (W/m2K) + Trụng hoành là VN (l/ph) BIỂU ĐỒ THỂ HIỆN MỐI QUAN HỆ GIỮA LƯU LƯỢNG VỚI HỆ SỐ TRUYỀN NHIỆT THỰC NGHIỆM KLT Trong đó: + Trục tung là KLT (W/m2K) + Trục hoành là VN (l/ph) ĐỒ THỊ THỂ HIỆN MỐI QUAN HỆ GIỮA KTN VỚI KLT QUA CÁC LẦN THÍ NGHIỆM Trong đó: + Trục tung là giá trị của KTN và KLT (W/m2K) + Trục hoành là các lần thí nghiệm Nhận xét và bàn luận: Trong trường hợp hai lưu chất chảy xuôi dòng, khi giữ nguyên lưu lượng dòng nóng, tăng dần lưu lượng dòng lạnh thì ta thấy hệ số truyền nhiệt lí thuyết có xu hướng không thay đổi hoặc thay đổi không đáng kể (gần như là một hằng số cùng với sự thay đổi của thể tích lưu chất ).Trong khi đó, hệ số truyền nhiệt thực nghiệm nhìn chung là tăng nhưng không đều đặn, có những lúc tăng mạnh hay nhẹ rồi sau đó giảm .Và khi so sánh giữa hệ số truyền nhiệt lý thuyết Klt và thực nghiệm Ktn thì thấy Ktn ở những lưu lượng dòng nóng nhỏ cùng với sự tăng của lưu lượng dòng lạnh thì nó tăng dần theo quy luật,nhưng lưu lượng dòng nóng lớn thì nó bắt đầu tăng không theo quy luật. Ngược lại, Klt luôn tăng đều đặn. Cùng với đó, khi lưu lượng nhỏ, Ktn và Klt có giá trị gần như nhau, nhưng khi lưu lượng lớn thì chúng bắt đầu có sự sai khác đáng kể. Tương tự như trường hợp xuôi chiều, trường hợp hai lưu chất chảy ngược dòng thì Klt cũng gần như là 1 hằng số khi thể tích dòng nóng và dòng lạnh tăng dần.Trong khi đó Ktn biến đổi biến đổi không theo quy luật rõ ràng ( tăng giảm không ổn định ), Khi so sánh giữa Klt và Ktn thì biến thiên giữa Klt và Ktn tương đối lớn. Nhưng Klt biến đổi ổn định hơn Ktn rất nhiều. Trong quá trình tiến hành thí nghiệm, ở cả hai trường hợp hai lưu chất chảy xuôi dòng và ngược dòng, ta thấy có một vài sai sót. Cụ thể là hiệu suất giữa nhiệt lượng dòng nóng và dòng lạnh có một vài thí nghiệm vượt 100% hay nói cách khác là nhiệt lượng thu vào của dòng lạnh lớn hơn nhiệt lượng do dòng nóng toả ra. Nguyên nhân của việc đó có thể do quá trình tiến hành thí nghiệm có ma sát giữa lưu chất với thành ống truyền nhiệt ,làm xuất hiện nhiệt lượng,dẫn tới hiện tượng trên. Đồng thời cảm biến đo nhiệt độ đầu ra và đầu vào của thiết bị theo thời gian cũng đã giảm chính xác, điều này đã gây ra sai số. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Bộ môn máy và thiết bị, Bảng tra cứu quá trình cơ học, truyền nhiệt – truyền khối, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, 2012. [2]. Bộ môn quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất (Khoa hóa trường Đại học Bách Khoa Hà Nội), Sổ tay Quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 1, NXB Khoa học và kĩ thuật, 1978. [3]. Khoa máy và thiết bị, Quá trình thiết bị truyền nhiệt, Đại học Công nghiệp TP.HCM, 2011. [4]. Khoa công nghệ hóa học, giáo trình hướng dẫn thực hành QTTB truyền nhiệt, trường đại học Công nghiệp TP.HCM, 201