18 Hình 1.20 Sơ đồ mô hình dòng chảy, cơ chế truyền nhiệt và sự thay đổi hệ số truyền nhiệt đối với dòng môi chất sôi trong ống nằm ngang ..... 1.3 T ổng quan các nghiên cứu về ống micro
TỔ NG QUAN
Thi ế t b ị trao đổ i nhi ệ t và ứ ng d ụ ng trong các ngành công nghi ệ p
Thiết bịtrao đổi nhiệt (TBTĐN) là thiết bị trong đó thực hiện các quá trình trao đổi nhiệt giữa các chất mang nhiệt ở các nhiệt độ khác nhau
Thiết bị trao đổi nhiệt có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, từ các hệ thống lạnh công nghiệp (khí hóa lỏng) và hệ thống HVAC cho tòa nhà cao tầng, khu trung tâm thương mại đến các máy điều hòa dân dụng; trong công nghệ tàu thủy với các ứng dụng như làm lạnh dầu trục cam và hệ thống làm lạnh trung tâm bằng nước biển, làm mát dầu; trong ngành công nghệ hóa chất và công nghệ sản xuất giấy; trong ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống để thanh trùng, tiệt trùng và bảo quản; trong công nghệ dệt; trong ngành khí đốt và than đá; trong công nghiệp điện với thiết bị làm mát dầu tuabin sử dụng nước hồ, nước suối; và trong hệ thống năng lượng mặt trời Có thể nói khả năng ứng dụng của thiết bị trao đổi nhiệt là vô cùng lớn.
Phân lo ại TBTĐN
TBTĐNđược phân loại dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau, một trong đó có thểđược phân loại như sau:
1 Thiết bị thu hồi nhiệt/ hoàn nhiệt
2 Phương thức truyền nhiệt: truyền nhiệt trực tiếp, gián tiếp
3 Theo cơ chế truyền nhiệt: một pha và hai pha
4 Theo cách bố trí dòng chảy: song song, ngược nhau và cắt nhau
5 Cấu trúc hình học của thiết bị: ống, tấm và tăng cường bề mặt
Phân loại theo kiểu thu hồi nhiệt/ hoàn nhiệt
Hình 1.1 Nguyên lý của TBTĐN kiểu thu hồi nhiệt, hoàn nhiệt [1]
Kiểu thu hồi nhiệt giữa hai môi chất (TBTĐN) có nguyên lý được trình bày tại Hình 1.1(a): dòng môi chất A nhận một phần nhiệt từ dòng môi chất B khi hai dòng môi chất chuyển động qua nhau Quá trình trao đổi nhiệt diễn ra nhờ sự tiếp xúc giữa hai dòng chất và chênh lệch nhiệt độ giữa chúng, cho phép thu hồi nhiệt từ B sang A mà không trộn lẫn hoàn toàn Hiệu quả thu hồi nhiệt phụ thuộc vào các yếu tố như tốc độ lưu lượng, nhiệt độ ban đầu của hai dòng và cấu hình dòng chảy, nhằm tối ưu hóa tiết kiệm năng lượng cho hệ thống.
Đối với TBTĐN kiểu hoàn nhiệt, nguyên lý hoạt động được thể hiện như Hình 1.1(b): dòng lưu chất có nhiệt độ cao A đi qua thiết bị dự trữ nhiệt, tự quay quanh trục và phần nhiệt được lưu trữ chuyển qua cho dòng môi chất nhiệt độ thấp B để thải nhiệt cho dòng B Nhiệt lượng không bị mất đi mà được hoàn lại/tái sinh nên nó được gọi là TBTĐN kiểu hoàn nhiệt.
Phân loại theo phương thức truyền nhiệt
Theo phương thức truyền nhiệt, TBTĐN loại này được chia làm 2 loại, tiếp xúc trực tiếp và tiếp xúc gián tiếp
Trong phương pháp truyền nhiệt trực tiếp (TBTĐN) kiểu tiếp xúc trực tiếp, nhiệt được trao đổi trực tiếp giữa hai môi chất có nhiệt độ khác nhau mà không có tường, ống hoặc vách ngăn giữa chúng, như minh họa trong Hình 1.2(a) Dòng môi chất của TBTĐN kiểu tiếp xúc trực tiếp có thể là hai dòng không hòa tan, có thể là một cặp khí–lỏng hoặc sự kết hợp giữa hạt rắn và chất lỏng Ngược lại, ở TBTĐN kiểu tiếp xúc gián tiếp, nhiệt trao đổi giữa hai dòng môi chất thông qua một bề mặt/ thành ống/ vách truyền nhiệt và hai môi chất không tiếp xúc trực tiếp với nhau, như minh họa trong Hình 1.2(b).
Phân loại theo cơ chế truyền nhiệt
Khi phân loại theo cơ chế truyền nhiệt, ta xác định các dạng đối lưu nhỏ hơn gồm: đối lưu một pha ở cả hai phía; đối lưu một pha ở một phía và đối lưu hai pha ở phía kia; đối lưu hai pha ở cả hai phía Những dạng đối lưu này cho biết cách nhiệt được truyền giữa hai bề mặt hoặc hai môi trường khác nhau, giúp tối ưu hóa thiết kế hệ thống làm lạnh và sưởi ấm.
Nguyên lý của các TBTĐN loại này được minh họa rõ trong Hình 1.3, mô tả chế độ trao đổi nhiệt của dòng môi chất hai pha Hình 1.3(a) cho thấy chế độ trao đổi nhiệt giữa hai dòng môi chất ở trạng thái hai pha Trong Hình 1.3(b), chất lỏng A đang được hóa hơi và nhận nhiệt từ chất lỏng B Trong Hình 1.3(c), chất lỏng A đang được ngưng tụ và truyền nhiệt cho chất lỏng B.
Hình 1.3 Nguyên lý phân loại TBTĐN theo cơ chế truyền nhiệt [1]
Phân loại theo bố trí dòng chảy
Trong thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt, TBTĐN được phân loại dựa trên hướng của dòng môi chất đi qua thiết bị và thường được chia thành ba hướng đi cơ bản: dòng chảy song song, dòng chảy ngược dòng và dòng chảy chéo nhau, như minh họa trong Hình 1.4 Việc xác định hướng dòng chảy giúp tối ưu hiệu suất trao đổi nhiệt và nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống Dòng chảy song song cho hai môi chất di chuyển cùng chiều, dòng chảy ngược dòng có hai dòng đối nghịch nhau để tăng cường trao đổi nhiệt trên toàn chiều dài, còn dòng chảy chéo nhau pha trộn đặc tính của cả hai hướng để phù hợp với các điều kiện dòng chảy phức tạp.
Hình 1.4 Nguyên lý TBTĐN phân bố dòng chảy môi chất [1]
Trong các thiết bị trao đổi nhiệt, có ba kiểu dòng chất lỏng chính: dòng song song, khi hai dòng chất lỏng đi vào một đầu và chảy theo cùng một hướng, rồi rời nhau ở đầu kia; dòng ngược dòng, khi hai dòng chất lỏng chảy ngược chiều nhau; và dòng chéo đơn, khi một chất lỏng chảy qua bề mặt truyền nhiệt theo góc vuông với đường dẫn của chất lỏng kia.
Phân loại theo cấu trúc hình học
Kiểu TBTĐN loại này thước có ba dạng như đã nói: dạng ống, dạng tấm và dạng tăng cường bề mặt trao đổi nhiệt
Hình 1.5 Nguyên lý TBTĐN phân loại theo cấu trúc hình học [1]
Thiết bị được cấu thành từ các ống hình tròn, trong đó một môi chất chảy bên trong ống và môi chất kia chảy ra bên ngoài các ống như hình Hình 1.5(a) Thiết kế cho phép thay đổi đường kính ống, số lượng ống, chiều dài ống, cao độ và cách sắp xếp ống, nhờ đó mang lại tính linh hoạt cao về thiết kế và công năng sử dụng Theo TBTĐN, kiểu ống có thể được phân loại thành: a) TBTĐN ống đôi.
Ống đôi (TBTĐN) là hệ trao đổi nhiệt gồm một đường ống được đặt đồng tâm bên trong một ống có đường kính lớn hơn, có các bộ phận định hướng để hai dòng môi chất di chuyển trong và ngoài ống nhằm thực hiện trao đổi nhiệt giữa chúng Trong cấu hình này, hai dòng chất được tách biệt bởi thành ống, cho phép truyền nhiệt hiệu quả qua sự tiếp xúc giữa hai môi chất qua thành ống Dạng ống-vỏ (ống-vỏ) là một phương án phổ biến của TBTĐN, tối ưu hóa diện tích trao đổi nhiệt và thuận tiện cho lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng.
TBTĐN là loại thiết bị trao đổi nhiệt được chế tạo bằng các ống tròn gắn trong vỏ hình trụ lớn, với trục ống song song với trục vỏ Trong quá trình làm việc, một trong hai dòng môi chất chảy qua các ống, trong khi dòng chất lỏng còn lại chảy ở phía vỏ ngoài, có thể theo hướng ngang hoặc dọc theo ống Ngoài ra, TBTĐN còn có kiểu ống xoắn ốc, nhằm tăng diện tích tiếp xúc và cải thiện hiệu quả trao đổi nhiệt của thiết bị.
Loại TBTĐN này gồm các cuộn dây quấn xoắn ốc được đặt trong một vỏ, giúp hệ số truyền nhiệt của ống xoắn cao hơn ống thẳng Dạng ống xoắn của TBTĐN thường được chọn cho môi chất có hệ số giãn nở nhiệt lớn, và thiết bị này rất khó vệ sinh, làm sạch, nên được áp dụng khi cần sự gia tăng hiệu suất trao đổi nhiệt đồng thời yêu cầu các biện pháp vệ sinh và bảo dưỡng phù hợp.
Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm được chế tạo từ các tấm mỏng ghép lại thành các kênh dòng chảy của môi chất như hình 1.5(b) Các kênh này được ngăn cách bởi tấm phẳng nhẵn hoặc giữa các tấm có vây và nếp gấp Dạng TBTĐN dạng tấm có thể được phân loại thành tấm đệm, tấm xoắn ốc hoặc các lá mỏng, a) TBTĐN kiểu tấm đệm.
Một hệ TBTĐN kiểu tấm đệm (Gasketed Plate Heat Exchangers) gồm nhiều tấm kim loại mỏng hình chữ nhật được bịt kín quanh các cạnh bằng gioăng đệm và liên kết với nhau thành một khung, tạo thành một cụm tấm trao đổi nhiệt gọn và dễ tháo lắp Các tấm kim loại được dập nổi thành mặt bị sóng (hoặc gợn sóng) nhằm tăng diện tích truyền nhiệt; trên mỗi mặt của tấm có các rãnh dọc và quanh mép tấm là một miếng đệm làm kín (gasket) để ngăn rò rỉ và tối ưu luồng chất làm việc Ngoài ra, TBTĐN dạng tấm xoắn ốc là một cấu hình khác của công nghệ này.
TBTĐN dạng tấm xoắn ốc được cấu tạo bằng cách cuộn hai tấm dài song song thành một đường xoắn ốc và hàn các cạnh của các tấm liền kề để tạo thành một kết cấu xoắn ốc chắc chắn Quá trình cuộn và hàn này giúp tạo nên sự đồng nhất về kích thước và khả năng chịu lực của sản phẩm, đồng thời tối ưu hóa tính thẩm mỹ và hiệu suất sử dụng vật liệu Dạng tấm xoắn ốc phù hợp cho các ứng dụng trong xây dựng và cơ khí, nơi yêu cầu phân bổ lực theo đường xoắn và tiết kiệm vật liệu mà vẫn đảm bảo độ bền cao.
5 các rãnh Các TBTĐN này khá nhỏ gọn nhưng tương đối đắt tiền do được chế tạo chuyên dụng c) TBTĐN kiểu lá mỏng
TBTĐN kiểu lá mỏng (Ramen) là một hệ thống trao đổi nhiệt gồm các tấm mỏng đặt song song trong vỏ, được hàn lại hoặc ghép thành các phiến hình ống phẳng hoặc kênh chữ nhật Những ống dẹt này được hình thành từ hai dải tấm, được định hình và hàn điểm hoặc hàn đường nối liên tục trong quá trình sản xuất Việc hình thành các dải tạo ra không gian bên trong phiến, đóng vai trò như khoảng đệm cho các dòng chất lỏng bên ngoài phiến ở mặt vỏ, từ đó cải thiện hiệu suất trao đổi nhiệt.
TBTĐN kiểu tăng cường bề mặt trao đổi nhiệt
T ổ ng quan các nghiên c ứ u v ề ố ng micro-fin
Trên phạm vi toàn cầu, các nghiên cứu về TBTĐN được thực hiện với quy mô lớn nhằm tối ưu hóa thiết bị trong hệ thống nhiệt Các hướng nghiên cứu chủ yếu tập trung vào cải tiến vật liệu chế tạo, tối ưu hóa hình dạng và cấu trúc thiết bị, lựa chọn môi chất phù hợp và các phương pháp tăng cường truyền nhiệt Trong đó, phần lớn các công trình tập trung vào nâng cao hiệu suất truyền nhiệt của thiết bị.
Có nhiều phương pháp tăng cường truyền nhiệt, nổi bật là chế tạo cánh để tăng cường truyền nhiệt cho thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm và cho hệ thống trao đổi nhiệt dạng ống (TBTĐN) với hai loại cánh: ngoài ống và trong ống Phương pháp tăng cường trao đổi nhiệt bằng cánh trong ống hiện nay được ứng dụng phổ biến và tiếp tục nghiên cứu sâu hơn, bởi vì cánh trong ống làm tăng độ hỗn loạn của dòng chảy, từ đó nâng cao hệ số trao đổi nhiệt Với cùng một loại môi chất, khi hệ số trao đổi nhiệt tăng lên thì kích thước của TBTĐN có thể giảm và lượng môi chất sử dụng cho hệ thống giảm, giúp tiết kiệm chi phí và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
Hiện nay, nhiều nghiên cứu tập trung vào tăng cường hệ số trao đổi nhiệt trong ống micro-fin, với một trong những kiểu tăng cường bề mặt phổ biến là phương pháp tạo cánh trong ống Việc tạo cánh giúp tăng diện tích mặt truyền nhiệt và thúc đẩy sự hỗn lưu, từ đó nâng cao hiệu suất trao đổi nhiệt và giảm kích thước hệ thống Các kết quả nghiên cứu cho thấy ống micro-fin với cánh có tiềm năng ứng dụng rộng rãi và đang được tối ưu hóa về hình học, vật liệu và điều kiện vận hành Công nghệ này phù hợp cho các hệ thống trao đổi nhiệt compact trong HVAC, công nghiệp năng lượng và xe điện, đồng thời đi kèm với các phương pháp phân tích CFD và thử nghiệm thực nghiệm để đánh giá và cải thiện hiệu suất.
Nghiên cứu mang tựa đề “Đặc điểm truyền nhiệt trong quá trình bay hơi của môi chất R410A đối với ống trơn/ống micro-fin đường kính 7,0 và 9,52 mm” được thực hiện năm 2002 bởi Yongchan Kim, Kookjeong Seo và Jin Taek Chung Bài viết tập trung phân tích đặc điểm truyền nhiệt trong quá trình bay hơi của môi chất R410A khi đi qua hai loại ống là ống trơn và ống micro-fin, có đường kính 7,0 mm và 9,52 mm, nhằm so sánh hiệu suất trao đổi nhiệt giữa chúng và làm sáng tỏ tác động của cấu trúc bề mặt ống lên quá trình bay hơi.
Nghiên cứu này của các tác giả tập trung đánh giá khả năng tăng cường truyền nhiệt của ống micro-fin và ống trơn khi sử dụng môi chất R410A, xem xét sự thay đổi lưu lượng khối lượng môi chất từ 70 đến 211 kg/m^2·s và mật độ dòng nhiệt biến thiên trong một khoảng nhất định Kết quả cho thấy ống micro-fin mang lại hiệu suất truyền nhiệt cao hơn so với ống trơn ở các điều kiện vận hành được khảo sát, từ đó làm rõ ưu thế của công nghệ rãnh micro-fin cho hệ thống làm lạnh dùng R410A và cung cấp dữ liệu tham khảo cho thiết kế cũng như tối ưu hóa vận hành.
15 kW/m 2 , nhiệt độ bay hơi thay đổi -15 ÷ 5 ºC và thực nghiệm đối với ống có đường kính 7,0 và 9,52 mm, chiều dài 3000 mm
Sơ đồ thiết bị thí nghiệm để đo đặc tính truyền nhiệt của môi chất bay hơi bên trong một ống do Yongchan Kim và cộng sự trình bày, được thể hiện tại Hình 1.8 Thiết bị thí nghiệm gồm các thành phần chính là bơm chất lỏng, đồng hồ đo lưu lượng khối lượng, bộ gia nhiệt, bình ngưng và cụm thiết bị để thử nghiệm.
Môi chất được bơm qua mô hình thí nghiệm bằng một bơm chuyên dụng, đảm bảo lưu lượng dòng chảy phù hợp cho quá trình thử nghiệm Lưu lượng của môi chất được đo bằng lưu lượng kế để kiểm tra và điều chỉnh lưu lượng qua bơm nhằm đạt điều kiện vận hành mong muốn Trạng thái của môi chất khi vào mô hình thí nghiệm được điều chỉnh bằng bộ gia nhiệt, cho phép thiết lập nhiệt độ và điều kiện đầu vào phù hợp với yêu cầu thí nghiệm Các thiết bị này phối hợp giúp mô phỏng điều kiện làm việc thực tế và tối ưu hóa kết quả thí nghiệm.
8 chất sau khi qua thiết bị tử nghiệm có nhiệt cao được đi qua bình ngưng, được giải nhiệt trước khi vào bơm.
Hình 1.8 Mô hình thí nghiệm sử dụng trong nghiên cứu [2]
Kết quả thí nghiệm cho thấy hệ số truyền nhiệt tăng theo mật độ dòng nhiệt và lưu lượng khối đối với tất cả các ống được thử nghiệm Đối với ống trơn và ống micro-fin có đường kính 7,0 mm, hệ số truyền nhiệt của quá trình bay hơi tăng khi nhiệt độ bay hơi giảm xuống ở mật độ dòng nhiệt thấp (5 kW/m^2); ngược lại, ở điều kiện mật độ dòng nhiệt cao (15 kW/m^2), hệ số này tăng lên cùng với sự tăng của nhiệt độ bay hơi Đối với ống có đường kính 9,52 mm (ống trơn/ống micro-fin), nhiệt độ bay hơi có ảnh hưởng không đáng kể đến hệ số truyền nhiệt Hệ số truyền nhiệt của ống micro-fin có đường kính 9,52 mm và 7,0 mm cao hơn so với ống trơn lần lượt là 80–150% và 10–60% ở cùng điều kiện thử nghiệm Sự giảm áp suất của cả hai loại ống đều tăng lên khi nhiệt độ bay hơi và lưu lượng khối lượng tăng lên, và ống micro-fin 7,0 mm có độ giảm áp suất cao hơn 15–160% so với ống trơn tương ứng.
Nghiên cứu của S Wellsandt và L Vamling (2005) phân tích sự bay hơi của hai môi chất lạnh R-407C và R-410A trong ống micro-fin dạng xương cá nằm ngang, tập trung vào quá trình truyền nhiệt và tổn thất áp suất Bài viết trình bày dữ liệu thực nghiệm về hiệu suất trao đổi nhiệt và áp suất mất trong cấu hình ống này, so sánh hai môi chất và đánh giá ảnh hưởng của thiết kế ống đến hiệu quả làm lạnh Kết quả cung cấp những thông tin quan trọng cho việc chọn môi chất và tối ưu hóa thiết kế hệ thống điều hòa và làm lạnh dùng ống micro-fin xương cá nằm ngang.
Các tác giả thực hiện thí nghiệm nhằm khảo sát quá trình bay hơi của hai chất lạnh R410A và R407C trong ống micro-fin dạng xương cá, được minh hoạ bởi Hình 1.9, đồng thời công bố các thông số kỹ thuật của ống trong Bảng 1.1 để làm căn cứ cho phân tích hiệu suất và sự trao đổi nhiệt của hệ thống làm lạnh.
Kết quả mong đợi của nghiên cứu là xác định sự phụ thuộc của hệ số truyền nhiệt và tổn thất áp suất đối với các trường hợp nhiệt độ bay hơi của chất làm lạnh R410A Thông qua dữ liệu thực nghiệm và phân tích mô hình, nghiên cứu sẽ xây dựng các mối quan hệ định lượng giữa nhiệt độ bay hơi và hai tham số này, từ đó tối ưu hóa hiệu suất chu trình lạnh và thiết kế hệ thống Kết quả dự án sẽ cung cấp biểu đồ, hệ số và công thức dự báo giúp các kỹ sư dự đoán hiệu suất, giảm tiêu thụ năng lượng và nâng cao hiệu quả vận hành của các hệ thống điều hòa không khí và làm lạnh dùng R410A.
-2,2 ÷ 9,5 o C, đối với môi chất R407C từ -5,5 ÷ 13,8 o C và sự thay đổi của lưu lượng khối từ 162 ÷ 366 kg/m 2 s
Hình 1.9 trình bày cấu tạo ống nghiên cứu với hai hình học chính: (a) mô hình xương cá và (b) mặt cắt cánh [3] Kết quả từ nghiên cứu này được dùng để so sánh với dữ liệu tương tự đối với môi chất R134a trong một công trình của tác giả đã thực hiện, đồng thời áp dụng kết quả của nghiên cứu dự đoán và nội suy cho các ống micro-fin có dạng xoắn tương tự.
Hình 1.10 Sơ đồ mô hình trong nghiên cứu
Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật của ống trong nghiên cứu Đường kính ngoài ống d0 (mm) 9.53
Khoảng cách giữhai đỉnh p (mm) 0.386
Tỉ lệ diện tích mặt trong ống microfin/ ống trơn Ar 1.84
Mô hình trong nghiên cứu của các tác giả được thể hiện như Hình 1.10, cho thấy hoạt động của mô hình tương tự như trong nghiên cứu này Từ đó, nghiên cứu đã rút ra một số nội dung chủ yếu liên quan đến cơ chế vận hành và các kết quả có thể đạt được của mô hình.
Hình 1.11 Tổn thất áp lực theo chiều dài ống [3]
Hệ số truyền nhiệt của các môi chất: Hình 1.12 là đồ thị kết quả thí nghiệm tại nhiệt độ bay hơi từ -2 đến 4 oC và mật độ dòng nhiệt q = 12 kW/m^2 Qua đồ thị cho thấy hệ số truyền nhiệt là một hàm của nhiệt độ bay hơi của môi chất và phụ thuộc vào lưu lượng môi chất ở các mức khác nhau Số liệu của R134a được lấy từ kết quả thí nghiệm do Wellsandt và Vamling thực hiện Hệ số truyền nhiệt của các môi chất được trình bày để so sánh ảnh hưởng của đặc tính môi chất và điều kiện thao tác lên hiệu quả trao đổi nhiệt.
R410A và R407C có hệ số truyền nhiệt thấp hơn R134a, và sự lệch lớn nhất được ghi nhận ở lưu lượng môi chất thấp nhất Khi lưu lượng môi chất ở mức thấp, hệ số truyền nhiệt của R410A và R407C tăng lên khi độ khô của môi chất tăng, cho thấy trạng thái chất làm lạnh ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả trao nhiệt.
Mô hình dòng ch ả y môi ch ấ t trong ố ng vi kênh (micro-channel)
Tổng quan về mô hình dòng chảy của môi chất sôi trong ống
Việc tìm hiểu mô hình dòng chảy và động lực học của bong bóng hình thành trong quá trình sôi của môi chất là nền tảng để hiểu dòng môi chất sôi, cơ chế hai pha trong ống vi kênh và ống vi kênh có cánh xoắn Tuy nhiên, đặc tính dòng chảy hai pha khi sôi của môi chất trong ống vi kênh khác với đặc tính dòng chảy khi sôi trong các ống thông thường Trong các ống vi kênh, bong hơi khi hình thành bị kìm hãm do đường kính ống nhỏ, dẫn tới ảnh hưởng đến các kiểu dòng chảy, sự phát triển bong bóng (biến đổi pha), hệ số truyền nhiệt và tổn thất áp suất trong quá trình sôi Trong thực tế, đã có nhiều nghiên cứu về dòng môi chất sôi hai pha trong ống vi kênh và có kết quả trái ngược nhau giữa các nhà nghiên cứu khác nhau.
Hình 1.20 Sơ đồ mô hình dòng chảy, cơ chế truyền nhiệt và sự thay đổi hệ số truyền nhiệt đối với dòng môi chất sôi trong ống nằm ngang [12]
Sơ đồ Hình 1.20 mô tả mô hình dòng chảy, cơ chế truyền nhiệt và sự biến đổi của hệ số truyền nhiệt khi dòng môi chất sôi chảy trong ống nằm ngang Khi ống được cấp một mật độ dòng nhiệt q đồng đều, môi chất vào ống ở trạng thái một pha lỏng và bắt đầu quá trình chuyển pha; các bong bóng dần hình thành, tạo thành chế độ dòng chảy bong bóng (bubbly flow), và ở giai đoạn này cơ chế sôi mầm (nucleate boiling) chiếm ưu thế, làm cho hệ số truyền nhiệt thay đổi theo từng khu vực và từng chế độ dòng chảy.
21 vai trò chủ yếu được đề cập liên quan đến quá trình truyền nhiệt và trạng thái pha của chất lỏng trong ống Khi đi theo chiều dài ống và liên tục cấp nhiệt, lượng hơi trong ống tăng lên và hình thành các dạng dòng chảy khác nhau: dòng bong bóng dạng con sên (Slug Flow), dòng chảy hỗn loạn (Plug Flow), và hình khuyên (Annular Flow) Tương ứng với các mô hình dòng chảy này, cơ chế bay hơi (Evaporation) đóng vai trò chủ đạo Khi bong bóng vỡ ra, trạng thái dòng chất trong ống trở lại ở một pha nhưng ở dạng hơi (Single-Phase Vapor Return).
Flow), dòng chảy có dạng sương mù (Mist Flow) thì cơ chế cơ chế sôi mầm gần như không còn
Trong sơ đồ như Hình 1.20 cho thấy ở các giai đoạn đầu hình thành bong bóng khí, trọng lực tác động rõ rệt khiến phân bố khí không đối xứng theo trục ống Khi bong bóng có kích thước lớn và ở trạng thái dòng chảy dạng annular flow hoặc mist flow, ảnh hưởng của trọng lực giảm đi đáng kể, làm cho phân bố pha trở nên đối xứng hơn và các dạng dòng chảy dần trở về đặc trưng của dòng chảy trong ống thẳng đứng chạy lên như thể hiện ở Hình 1.21.
Hình 1.21 Sơ đồ mô hình dòng chảy, cơ chế truyền nhiệt đối với dòng môi chất sôi hướng lên trong ống thẳng đứng hướng lên [12]
Tương tựnhư trên, khi xét đối với dòng môi chất sôi trong ống thẳng đứng như Hình 1.21, ở đầu vào ống dòng môi chất ở trạng thái 1 pha lỏng, khi được
Khi được cung cấp nhiệt, dòng môi chất trong ống bắt đầu thực hiện chuyển pha, các bong bóng dần xuất hiện và hình thành các mô hình dòng chảy của môi chất tương tự như ở ống nằm ngang Quan sát dọc theo chiều dài của ống theo hướng chuyển động của dòng môi chất cho thấy các bong bóng ở các chế độ dòng chảy khác nhau cơ bản không chịu tác động của trọng lực nên có phân bố đối xứng quanh trục ống.
Phân loại ống có kích thước thông thường và ống vi kênh
Có sự khác biệt rất lớn về mô hình dòng chảy, cơ chế và hệ số truyền nhiệt của dòng môi chất sôi chuyển pha khi đi qua ống thông thường (macro-channel) và ống vi kênh (micro-channel), vì vậy việc phân biệt hai loại ống này là bước đầu quan trọng để thực hiện các tính toán về truyền nhiệt và truyền chất trong các bước sau của bài toán nhiệt động học Sự phân định này giúp xác định các đặc tính thiết kế và hiệu suất trao đổi nhiệt của hệ thống Tuy nhiên, cho tới nay chưa có một định nghĩa chung thống nhất cho vấn đề này; thay vào đó, cách phân loại được định nghĩa dựa trên ứng dụng kỹ thuật của ống và quá trình hình thành, phát triển bong bóng môi chất trong ống.
Có 3 hướng tiếp cận để phân loại ống có kích thước thông thường (macro- fin) và ống vi kênh (micro-channel): Phân loại dựa vào kích thước ống; dựa vào sự giam giữ bong bóng; dựa vào đường kính bong bóng
Phân loại dựa vào kích thước ống
Phân loại theo nghiên cứu của Shah [13] định nghĩa một TBTĐN nhỏ gọn là thiết bị có tỉ lệ diện tích bề mặt trên thể tích lớn hơn 700 m^2/m^3 Theo tiêu chuẩn này, ngưỡng đường kính ống 6 mm được dùng để phân biệt giữa ống macro và ống micro.
Hình 1.22 Phân loại ống thông thường và ống vi kênh theo đường kính thủy lực
Hình 1.22 tóm tắt các nghiên cứu của Mehendale và cộng sự (2000) [14] và Kandlikar và cộng sự (2002) [15] Nghiên cứu của Kandlikar định nghĩa hai loại ống là ống thông thường (macro-fin) và ống vi kênh (micro-channel) theo đường kính thủy lực Dh.
Trong các phương pháp phân loại còn có phương pháp phân loại bằng các đại lượng không thứnguyên đăc trưng cho tính năng của dòng chất lỏng chuyển động trong kênh vi mô Triplett và cộng sự [16] phân loại ống thông thường (macro-fin) và ống vi kênh (micro-channel) có đường kính thủy lực Dh ≤ L, hằng số Laplace L:
Phân loại dựa vào sự giam giữ bong bóng
Việc phân loại ống vi kênh (micro-channel) và ống thông thường (macro- channel) còn dựa vào sự giam giữ bong bóng môi chất hình thành trong không gian gian ống bằng việc đề xuất các tiêu chí/ số có dạng không thứ nguyên từ các thông số ảnh hưởng đến mô hình dòng chảy trong ống như đường kính ống, tính chất của môi chất (𝜎𝜎,𝑔𝑔,𝜌𝜌 𝐿𝐿 ,𝜌𝜌 𝐺𝐺 )
Nghiên cứu của Kew và Cornwell [17] đã đề xuất số giới hạn C0 để phân biệt các kênh quy mô vĩ mô và vi mô, như sau:
Trong hệ thống ống, các tham số chủ đạo gồm đường kính thủy lực D_h, sức căng bề mặt σ và gia tốc trọng trường g; ρ_L và ρ_G tương ứng là trọng lượng riêng của môi chất ở trạng thái lỏng và khí (gas) trong ống Những đặc trưng này ảnh hưởng đến phân bố áp suất, lưu lượng và động lực chảy, giúp phân tích và tối ưu thiết kế, vận hành và an toàn của hệ thống ống dẫn.
Trong nghiên cứu của Brauner và Moalem-Maron [18], tiêu chí Eötvös (Eo) được định rõ như mối tương quan chặt chẽ giữa sức căng bề mặt và việc phân loại ống Eo đóng vai trò như thước đo quan trọng giúp nhận diện các đặc tính của ống dựa trên cân bằng giữa lực căng bề mặt và các lực liên quan, từ đó cung cấp căn cứ cho phép phân loại ống một cách hợp lý.
Nghiên cứu của Harirchian và Garimella [19] đề xuất một tiêu chí để phân loại ống macro-fin và ống micro-fin dựa trên số giới hạn đối lưu, được họ định nghĩa là tích giữa Bond và Reynolds, với giả định rằng hỗn hợp hai pha chảy như chất lỏng Tiêu chí này cung cấp khuôn khổ để hiểu và phân tích sự khác biệt về hành vi dòng chảy giữa hai loại ống dựa trên mức độ đối lưu được thể hiện qua hai tham số Bond và Reynolds.
Trong đó, Bo là sốBond, G là lưu lượng khối, D là chiều dài ống và Acs là tiết diện mặt cắt ngang ống
Hình 1.23 Phân loại ống theo các hằng số không thứ nguyên
Hình 1.23 tổng hợp các nghiên cứu của các nhà khoa học về phân loại ống thông thành macro-channel và micro-channel dựa trên mức giam giữ bóng khí trong ống thông, được thực hiện bằng cách tính toán các hằng số không thứ nguyên Quá trình phân loại này làm nổi bật vai trò của các hằng số không có đơn vị trong việc mô tả và so sánh hiệu suất vận hành của hai loại ống thông, từ đó cung cấp cơ sở cho thiết kế và tối ưu hóa hệ thống.
M ụ c tiêu lu ận văn
Nghiên cứu thực nghiệm về hệ số truyền nhiệt và tổn thất áp lực khi sôi của môi chất trong ống micro-fin đã được công bố rộng rãi trên thế giới; tuy nhiên hầu hết các mô hình tương quan về hệ số truyền nhiệt cho loại ống này dựa vào phương pháp bán thực nghiệm, nên thiếu tính tổng quát và dễ có sai số khi các tham số như đường kính ống, loại môi chất hay dải thí nghiệm thay đổi Bên cạnh đó, quan sát trực tiếp mô hình dòng chảy bằng thực nghiệm gặp khó khăn, đặc biệt với ống micro-fin, do việc tái hiện biên dạng ống để quan sát còn nhiều thách thức hơn so với ống trơn.
Luận văn đề xuất phát triển một phương trình tương quan hệ số trao đổi nhiệt khi sôi bên trong ống micro-fin của một số môi chất lạnh dựa trên mô hình dòng chảy và sử dụng phương pháp số, nhằm kết hợp mô phỏng dòng chảy hai pha để phân loại dữ liệu thực nghiệm và từ đó đề xuất một mô hình dự đoán hệ số truyền nhiệt hai pha khi sôi của môi chất R410A trong ống micro-fin; đồng thời, công trình đánh giá sai số giữa kết quả tính toán hệ số trao đổi nhiệt hai pha trong dòng môi chất R410A với dữ liệu thực nghiệm và với kết quả dự đoán từ mô phỏng.
Mô phỏng và xây dựng bản đồ mô hình dòng chảy trong ống đối với môi chất R32
CƠ SỞ LÝ THUY Ế T
Mô ph ỏ ng CFD
Mô phỏng CFD (Computational Fluid Dynamics), hay còn gọi là mô phỏng động lực học dòng chảy, là một nhánh của cơ học chất lưu sử dụng các phương pháp số để phân tích và giải quyết các bài toán liên quan đến chuyển động và dòng chảy của chất lưu (khí và lỏng).
Các phương trình mô tả dòng chảy thông thường rất khó giải bằng tay nên chúng thường được giải trên máy tính Kết quả mô phỏng CFD giúp ta hiểu sâu bản chất của dòng chảy và những tác động của nó tới quá trình khảo sát Mô phỏng CFD sử dụng các phương pháp số kết hợp với công nghệ mô phỏng trên máy tính để giải quyết các bài toán liên quan đến chuyển động của môi trường, đến đặc tính lý–hóa của các quá trình trong môi trường đang xét, đến đặc tính sức bền của môi trường, và đến các đặc tính nhiệt động, động học hoặc khí động lực học, đặc tính lực và đặc tính lực moment cũng như tương tác giữa các môi trường với nhau Ưu điểm của phương pháp CFD được thể hiện qua so sánh trong bảng 2.1.
Bảng 2.1 So sánh phương pháp CFD với phương pháp thí nghiệm
Phương pháp CFD Thí nghiệm
Quy mô Bất kỳ Nhỏ, trung bình
Thông tin Bao quát Chỉ điểm được đo
Khảnăng lặp lại Có Một số
Tính an toàn An toàn Một số nguy hiểm
Thiết kế Dựa trên mô phỏng Xây dựng rồi kiểm tra
Quá trình xử lý của phương pháp CFD diễn ra theo một chu trình sáu bước chính như được mô tả trong Hình 2.1: bắt đầu bằng tạo hình học và tiếp đó đơn giản hóa hình học; tiếp theo là rời rạc hóa miền tính toán hay quá trình chia lưới để xây dựng lưới tính toán; sau đó thiết lập các thông số mô hình phù hợp với bài toán; tiến hành chạy mô phỏng và cuối cùng kiểm tra tính hội tụ của phương pháp nhằm đảm bảo độ chính xác và tính tin cậy của kết quả CFD.
30 số, (7) Mô phỏng cho các trường hợp hợp khác nhau, (8) Phân tích kết quả mô phỏng và (9) Tạo báo cáo
Bước thứ năm trong bài toán là bước quan trọng: giải phương trình Navier-Stokes bằng các ngôn ngữ lập trình Máy tính sẽ cho ra các kết quả mô phỏng, dùng các kết quả này để so sánh và phân tích với dữ liệu thực nghiệm Nếu kết quả mô phỏng chưa đủ để giải quyết vấn đề, chúng ta sẽ lặp lại quá trình mô phỏng và hiệu chỉnh mô hình cho đến khi tìm được một giải pháp hợp lý.
Ngày nay, hầu như không còn lĩnh vực công nghiệp nào thoát khỏi sự hỗ trợ của mô phỏng CFD Ứng dụng phổ biến nhất của CFD trong các ngành công nghiệp có thể được phân loại thành các nhóm chính sau: công nghiệp hàng không và vũ trụ; công nghiệp sản xuất ô tô; công nghiệp xây dựng; công nghiệp hóa chất và dầu khí; thiết bị công nghiệp; công nghệ y sinh và dược phẩm; thời tiết và khí hậu; ngành hàng hải, đóng tàu.
Các mô hình toán học trong luận văn được tham khảo trong tài liệu ANSYS Fluent 19.0 Theory Guide
Hình 2.1 Quá trình xử lý của phần mềm CFD
Mô hình VOF
Mô hình mô phỏng đa pha VOF (Volume Of Fluid) là một phương pháp toán học trong tính toán động lực học chất lỏng nhằm mô hình hóa bề mặt tự do của chất lỏng và theo dõi định vị giao diện giữa các pha một cách chính xác Phương pháp này số hóa quá trình xác định vị trí và hình dạng của bề mặt chất lỏng, cho phép mô phỏng giao diện giữa các pha (như nước–không khí) một cách liên tục trên lưới tính toán Nhờ cơ chế lưu giữ thông tin thể tích, VOF dễ dàng áp dụng cho các bài toán đa pha với sự biến đổi phức tạp của giao diện Mô hình VOF hỗ trợ phân tích và dự báo các hiện tượng động lực học chất lỏng như dao động, va chạm giữa các pha và sự lan truyền của sóng bề mặt, đồng thời tăng tính ổn định và độ chính xác của các bài toán CFD Việc triển khai VOF trong CFD mang lại cái nhìn toàn diện về sự phân chia và phát triển của các pha, mang lại hiệu quả tính toán và độ tin cậy cao cho mô phỏng đa pha.
Đây là một mô hình động lực học chất lỏng cho phép mô phỏng hai hoặc nhiều chất lưu không hòa tan dựa trên hệ phương trình động lượng và việc theo dõi phần thể tích của mỗi chất lưu Mô hình này mô tả tương tác giữa các pha bằng cách giải đồng thời các phương trình động lượng và cập nhật trường thể tích cho từng chất lưu để xác định vị trí và hình dạng của giao diện giữa các pha Nhờ theo dõi thể tích riêng của mỗi chất lưu, nó có thể dự báo luồng chảy, quá trình trao đổi và pha trộn hạn chế giữa các chất, đồng thời đảm bảo bảo toàn khối lượng Ứng dụng của phương pháp này rộng rãi trong mô phỏng hai pha hoặc nhiều pha không hòa tan trong công nghiệp và khoa học máy tính, giúp tối ưu hóa thiết kế và vận hành hệ thống bằng cách cung cấp mô hình động lực và cấu trúc giao diện ở mức độ chi tiết.
VOF (Volume of Fluid) là một phương pháp được sử dụng phổ biến để mô phỏng hai pha hoặc đa pha, với các ứng dụng điển hình như dự đoán tia nước của vòi phun, theo dõi chuyển động bong bóng trong chất lỏng, chuyển động của chất lỏng sau va đập và theo dõi dòng chất lỏng tại bề mặt hỗn hợp lỏng–khí ở bất kỳ thời điểm nào Trong mô hình VOF, đối với mỗi pha, phần thể tích của pha đó được lưu trữ trong các phần tử; tại mỗi khối thể tích điều khiển (Control Volume), tổng thể tích của các pha bằng một Các biến và thuộc tính được chia sẻ giữa các pha đại diện cho các giá trị trung bình theo khối lượng sao cho phần thể tích của từng pha ở mỗi phần tử được xác định Do đó, các biến và thuộc tính trong bất kỳ phần tử nào cũng hoàn toàn đại diện cho một pha riêng lẻ hoặc cho hỗn hợp các pha, tùy thuộc vào giá trị phần thể tích Theo đó, tỷ lệ thể tích (Volume Fraction) của pha q được xác định như phần thể tích của pha đó trong mỗi phần tử.
𝛼𝛼 𝑞𝑞 = 0 : Phần tử không chứa pha q
𝛼𝛼𝑞𝑞 = 1 : Phần tử chỉ chứa pha q
0 0,85 và G < 260 kg/m²s, hoặc khi α > 0,8 và G = 320 kg/m²s, dòng chảy trong ống được xem là có mô hình dòng chảy hình khuyên (Annular Flow).
Tỷ lượng thể tích α Bản đồ mô hình dòng chảy của R32
Stratify Stratify-Wavy Churn Annular
Xây d ự ng mô hình tương quan cho hệ s ố truy ề n nhi ệt hai pha đố i v ớ i môi
Để xác định dữ liệu thực nghiệm theo phân bố của bản đồ mô hình dòng chảy, tham số alpha được xác định dựa trên nghiên cứu của D A Yashar và cộng sự Phương pháp này liên kết dữ liệu thực nghiệm với phân bố của bản đồ mô hình dòng chảy, giúp ước lượng alpha chính xác và nâng cao tính khái quát của mô hình.
[23] Trong nghiên cứu này tác giả đã đánh giá thực nghiệm tỷlượng thểtích α
Trong nghiên cứu này, hệ số thể tích α liên quan đến hiện tượng sôi hai pha của chất làm lạnh R410A được phân tích trên ống micro-fin có hai đường kính 7,3 mm và 8,9 mm Dải thí nghiệm được thực hiện với lưu lượng khối từ 75 đến 700 kg/m^2·s và độ khô x từ 0,05 đến 0,8 Nghiên cứu đề xuất một công thức để xác định hệ số tỷ lệ thể tích α, cho phép ước lượng α dựa trên các tham số đã nêu, với biểu thức α được trình bày như một công thức xác định cụ thể (α = 1 + 1).
Xtt là thông số phụ thuộc vào độ khô của môi chất, được xác định từ các tham số đặc trưng là khối lượng riêng và độ nhớt động học của hai pha lỏng và hơi trong môi chất, với ρl và μl là khối lượng riêng và độ nhớt động học của lượng lỏng, ρv và μv là khối lượng riêng và độ nhớt động học của hơi Xtt được xác định như sau:
Và hệ số Ft là được xác định như sau:
Hình 3.16 Phân bố của kết quả thực nghiệm trên bản đồ mô hình dòng chảy của môi chất R410A
Lưu lượ ng khố G (kg /m ²s )
Bản đồ mô hình dòng chảy đối với R410A
Stratify Stratify- Wavy Churn Annular
Stratify Stratify-Wavy Churn Annular
Kết quả thực nghiệm được phân bố trên bản đồ dòng chảy như trong Hình 3.16 Ta thấy hệ số tỷ lượng thể tích α thực nghiệm nằm trong khoảng 0,7–1,0, tại vùng có mô hình dòng chảy hỗn loạn (Churn Flow) và dòng chảy hình khuyên (Annular Flow) Ở vùng này, cơ chế trao đổi nhiệt cưỡng bức chiếm ưu thế, trong khi cơ chế sôi mầm gần như không còn.
Với hệ số truyền nhiệt hai pha khi sôi, mô hình được đề xuất bởi Chen
Theo quan điểm được chấp nhận rộng rãi, hệ số trao đổi nhiệt hai pha khi sôi (h_tp) gồm hai thành phần chủ yếu: hệ số trao đổi nhiệt cho sôi mầm (h_sôi_mầm) và hệ số trao đổi nhiệt cho trao đổi cưỡng bức (h_cưỡng_bức) Ở vùng có độ khô x thấp, h_tp bị chi phối bởi cơ chế sôi mầm; khi độ khô x tăng lên, cơ chế trao đổi nhiệt cưỡng bức dần chiếm ưu thế Phương trình tổng quát của h_tp được xác định bằng sự kết hợp của hai thành phần trên, phản ánh mối quan hệ giữa quá trình sôi mầm và trao đổi nhiệt cưỡng bức tùy theo x và điều kiện làm lạnh.
Trong đó S là hệ sốức chế quá trình sôi mầm và F là hệ sốtăng cường quá trình trao đổi nhiệt cưỡng bức
Như được trình bày trên bản đồ Hình 3.6, kết quả thí nghiệm cho thấy giá trị tỷ lượng thể tích α nằm trong khoảng 0,7–1 và đối với ống micro-fin, cơ chế trao đổi nhiệt cưỡng bức đóng vai trò chủ đạo nhờ sự tăng hệ số trao đổi nhiệt trong ống do các dòng chảy rối mà fin tạo ra Ở điều kiện này, cơ chế sôi mầm (Nucleate Boiling) gần như không xuất hiện Do vậy, luận văn đề xuất phương trình tính toán hệ số trao đổi nhiệt hai pha khi sôi trong ống dựa trên cơ chế trao đổi nhiệt cưỡng bức, bỏ qua cơ chế trao đổi nhiệt sôi mầm và được rút gọn thành:
Hệ số trao đổi nhiệt cưỡng bức h_f phụ thuộc vào trạng thái dòng chảy của pha lỏng Với dòng chảy tầng (Ref < 2300), h_f được xác định bởi công thức đặc trưng cho chế độ dòng laminar, cho phép ước lượng chính xác hệ số trao đổi nhiệt dựa trên các tham số như vận tốc dòng chảy, diện tích tiếp xúc và tính chất nhiệt của chất lỏng Việc áp dụng đúng công thức này giúp tối ưu hóa thiết kế và vận hành hệ thống trao đổi nhiệt, tăng hiệu quả truyền nhiệt và hiệu suất tổng thể của hệ thống.
Với k f (W/m.K) - hệ số dẫn nhiệt của pha lỏng
Khi hệ số 3000 < Ref < 10000 thì hệ sốtrao đổi nhiệt cưỡng bức được xác định bởi công thức của Gnielinski [25]:
Khi Ref> 10000 thì hệ sốtrao đổi nhiệt cưỡng bức được xác định bởi công thức của Petukhov and Popov [26], như sau:
Trong đó hệ số f được xác định như sau:
Hệ sốtăng cường trao đổi nhiệt F được xác định là hàm số của thông số hệ số sôi Bo, hàm F(Bo) và Bođược xác định theo công thức:
Với q (kW/m 2 ) là mật độ dòng nhiệt; G (kg/m²s) là lưu lượng khối của môi chất; i v ; i l (kJ/kg) là entanpy của hơi/ lỏng môi chất
Dựa trên phân loại mô hình dòng chảy và sử dụng thống kê chúng ta xác định được các hệ sốnhư Bảng 3.6
Bảng 3.6 Giá trị các hằng số trong phương trình tính hệ số tăng cường trao đổi nhiệt F ở các mô hình dòng chảy tương ứng
Qua các kết quả tính toán của các thành phần trong (3.8), hệ số trao đổi nhiệt tăng cường F và hệ số trao đổi nhiệt cưỡng bức h_f được xác định, từ đó tính được hệ số trao đổi nhiệt của môi chất hai pha trong ống, ký hiệu h_tp-pre Việc so sánh h_tp-pre với h_tp-exp cho phép đánh giá sai số so với kết quả thực nghiệm, h_tp-exp Từ các giá trị h_tp-exp và h_tp-pre, ta tính toán sai số trung bình (Mean Deviation) và sai số tuyệt đối (Absolute Deviation) của kết quả mô phỏng so với kết quả tính toán thực nghiệm.
Hình 3.17 So sánh sai số số liệu hệ số trao đổi nhiệt thực nghiệm và dự đoán của môi chất R410A
Hình 3.17 cho biết sự so sánh giữa kết quả hệ số trao đổi nhiệt hai pha khi sôi thực nghiệm (h_tp-exp) và kết quả từ mô phỏng (h_tp-pre) cho chất làm lạnh R410A Mô hình dự đoán hệ số trao đổi nhiệt hai pha khi sôi cho thấy khớp tốt với dữ liệu thực nghiệm, với sai số trung bình MD = 3,34% và sai số tuyệt đối AD = 10,16% được tính theo công thức (3.16) và (3.17) Đây cho thấy mức độ phù hợp và độ tin cậy của mô hình trong mô phỏng quá trình sôi hai pha của hệ thống này.