báo cáo thực hành truyền nhiệt ống xoắn

báo cáo truyền nhietj ống xoắn đầy đủ full o cáo thực hành các qua strinhf và thiết bị tĩnh học sấy,trong công nghệ hóa học ,trong thực phẩm và trong bộ môn máy thiết bị môi trường đày đủ full nguyên bản các chi tiết tính toán ,dạy đủ công thức tính toán và ull 1 2 BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỐ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC Tiểu luận HÓA HỮU CƠ ỨNG DỤNG CHẤT HỮU CƠ TRONG ĐỜI SỐNG TP HỒ CHÍ MINH Ngày 272013 3

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

BỘ MÔN MÁY – THIẾT BỊ

Mục lục

1 Mục đích thí nghiệm: 3

2 Công thức tính toán 3

3 Tiế n hành thí nghiệm: 5

3.1 Thí nghiệm 1: truyền nhiệt xuôi chiều trên thiết bị thủy tinh: 5

3.2 Thí nghiệm 2: truyền nhiệt ngược chiều trên thiết bị thủy tinh: 8

3.3 Thí nghiệm 3: truyền nhiệt xuôi chiều trên thiết bị inox: 12

3.4 Thí nghiệm 4: truyền nhiệt ngược chiều trên thiết bị inox: 15

4 Bàn luận 18

5 Tài liệu tham khảo 20

THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT ỐNG XOẮN

- Xác định hệ số truyền nhiệt thực nghiệm KTN của thiết bị truyền nhiệt ống xoắn từ

đó so sánh kết quả tính toán theo lý thuyết KLT

- Hiệu suất nhiệt độ quá trình truyền nhiệt:

- Xác định hệ số truyền nhiệt lý thuyết:

Đối với tường phẳng:

∑ Đối với tường ống:

Với Re > 10000:

(W/m2K )

(W/m2K )

3.2 Thí nghiệm 2: truyền nhiệt ngược chiều trên thiết bị thủy tinh:

Bảng 2: hiệu suất truyền nhiệt

0 100 200 300 400 500 600 700

k lý thuyết

3.3 Thí nghiệm 3: truyền nhiệt xuôi chiều trên thiết bị inox:

3.4 Thí nghiệm 4: truyền nhiệt ngược chiều trên thiết bị inox:

k lý thuyết

Bảng 1: hiệu suất nhiệt độ

4 Bàn luận

Ảnh hưởng của lưu lượng dòng đến quá trình truyền nhiệt:

Ở trường hợp xuôi chiều: Trong cùng một lưu lượng nóng bằng nhau (VN=const), khi tăng lưu lượng dòng lạnh (VL=16,18,20,22 l/ph) thì hệ số truyền nhiệt K sẽ tăng dần nhưng không đáng kể

0 50 100 150 200 250 300 350 400

k lý thuyết

Nhận thấy nếu lưu lượng dòng lạnh bằng nhau (VL=const) và qua các mức tăng lưu lượng dòng nóng (VN=16,18,20,22 l/ph) thì hệ số truyền nhiệt K cũng sẽ tăng lên nhưng không đáng kể

Như vậy trong trường hợp xuôi chiều khi tăng lưu lượng dòng lạnh hoặc dòng nóng thì hệ số truyền nhiệt tăng chậm, nghĩa là hiệu suất của quá trình truyền nhiệt ít chịu ảnh hưởng của lưu lượng dòng

Ở trường hợp ngược chiều: chỉ khác xuôi chiều là khi tăng lưu lượng dòng lạnh thì

hệ số truyền nhiệt K tăng lên nhanh chóng Như vậy trong trường hợp ngược chiều chịu ảnh hưởng của lưu lượng nhiều hơn trường hợp xuôi chiều

Đánh giá sự ảnh hưởng của chiều chuyển động các dòng đến quá trình truyền nhiệt:

Đối với hệ số truyền nhiệt tính từ thực nghiệm ta nhận thấy KT N khi xuôi chiều thì lớn hơn so với trường hợp ngược chiều

Đối với hệ số truyền nhiệt K tính theo lý thuyết thì ta thấy KLT khi xuôi chiều nhỉnh hơn so với khi ngược chiều nhưng không đáng để (hai đường trên đồ thị gần như trùng nhau)

Qua đó ta có thể kết luận, trong trường hợp truyền nhiệt ống xoắn thì chiều chuyển động theo trường hợp xuôi chiều sẽ có lợi hơn về hệ số truyền nhiệt

So sánh hệ số truyền nhiệt thực nghiệm với hệ số truyền nhiệt lý thuyết:

Trong cả hai trường hợp ngược chiều và xuôi chiều, ta đều thấy KT N lớn hơn KLT rất nhiều

Sở dĩ có sự khác nhau như vậy là vì trong quá trình tính toán KT N chỉ có tính đến

QN và log mà 2 yếu tố này lại phụ thuộc vào nhiệt độ do các đầu dò báo về

KTN =

Việc đầu dò báo sai chúng ta có thể hiệu chỉnh được Nhưng Qf mà âm thì theo em nghĩ là do quá trình truyền nhiệt từ dòng nóng sang dòng lạnh, nhiệt lượng đã bị mất mát hao tổn ra bên ngoài Lượng nhiệt tổn thất này không thể đo chính xác Chính nó

đã làm cho việc tính toán không ổn định Bởi vì khi tăng lưu lượng dòng lạnh hay lưu lượng dòng nóng càng lớn, nhiệt truyền từ dòng nóng sang dòng nguội càng cao, thì lượng nhiệt tổn thất này cũng tăng lên nhanh chóng

Trong quá trình tính toán KLT thì ta sẽ đi tính các chuẩn số đồng dạng như Nusselt, Reynolds, Prandlt, Grashoff để tính hệ số cấp nhiệt của dòng nóng 1 và của dòng lạnh

2 Ta nhận thấy 1 của dòng nóng có giá trị xấp xỉ bằng nhau ở cùng một mức lưu lượng VN và tăng lên khi VN tăng Đối với 2 của dòng lạnh thì chỉ tăng khi VL tăng ,

điều này được giải thích là do VL tăng dẫn đến vận tốc dòng lạnh tăng dẫn đến Re tăng dẫn đến Nusselt tăng tỷ lệ thuận với 2

Ta thấy rằng hệ số cấp nhiệt 1 của dòng nóng lớn hơn rất nhiều 2 dòng lạnh Có nghĩa là dòng lạnh nhận được lượng nhiệt từ nguồn nóng trong một đơn vị thời gian là rất lớn và khả năng nhận nhiệt của dòng lạnh là chưa tương xứng với dòng nóng Điều này được giải thích là do dòng nóng chảy trong ống chùm có đường kính nhỏ, chế độ chảy xoáy (Re>10000) có sự đối lưu giữa các lớp nước làm cho quá trình cấp nhiệt nhanh hơn Còn dòng lạnh chảy trong ống có đường kính lớn hơn rất nhiều, chế độ chảy quá độ (2300<Re<10000) sự nhận nhiệt sẽ kém hơn

Một vài nhận xét về thiết bị:

Thiết bị truyền nhiệt loại đường ống sử dụng trong bài thí nghiệm này có thể sử dụng được cho 4 bài: ống lồng ống Đồng, ống lồng ống Inox, ống xoắn, ống chùm Khảo sát quá trình truyền nhiệt trong hai trường hợp chảy xuôi chiều và chảy ngược chiều

Thiết bị dễ tháo lắp dễ dàng khi thay bộ phận, nhưng một vài chỗ còn khiếm khuyết như không có bộ phận cách nhiệt giữa nồi đun với môi trường bên ngoài, không có bộ phận cách nhiệt với giữa đường ống với môi trường bên ngoài để giảm tối thiểu nhiệt tổn thất , bộ điều khiển sử dụng là loại ON-OFF nên độ trễ thời gian lớn, đầu dò nhiệt

độ hay đo sai, vị trí đặt đầu dò không chính xác (sử dụng đầu dò “xịn” chưa đủ mà cái chính là ta phải đặt đúng vị trí trong dòng chảy) Để cải thiện những điều này thì khó thực hiện, cần phải có thêm thời gian và công sức

Ta nhận thấy rằng truyền nhiệt trong ống xoắn thì ổn định hơn so với truyền nhiệt ống lồng ống Đồng và ống chùm

5 Tài liệu tham khảo

[1] Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM, Khoa Máy và Thiết Bị Hóa Học – Các Quá

Trình và Thiết Bị Truyền Khối – 2011

[2] Nguyễn Bin _tính toán quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực

phẩm_tập 2 _NXB khoa học và kỹ thuật

[3].Bảng tra cứu Qúa trình cơ học truyền nhiệt ,truyền khối _Nhà xuất bản Đại Học

Quốc Gia TP Hồ Chí Minh