BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KHUẤY CHẤT LỎNG, khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến công suất khuấy đối với loại cánh khuấy mái chèo (không có tấm chặn)

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM, KHUẤY CHẤT LỎNG, khảo sát ảnh hưởng của, tốc độ khuấy, đến công suất khuấy, đối với loại cánh khuấy, mái chèo (không có tấm chặn)

BÀI 1 KHUẤY CHẤT LỎNG

1 Mục đích thí nghiệm.

- Tạo các hệ đồng nhất từ các thể tích lỏng và lỏng khí rắn có tính chất, thành phần khácnhau: dung dịch, nhũ tương, huyền phù, hệ bọt,…

- Tăng cường quá trình trao đổi nhiệt

- Tăng cường quá trình trao đổi chất như quá trình truyền khối và quá trình hóa học

2 Cơ sở lí thuyết

2.1 Các dạng cơ cấu khuấy

- Cơ cấu khuấy nhanh gồm cơ cấu khuấy tuabin, cơ cấu khuấy chân vịt,… Cơ cấu khuấytuabin kín và cơ cấu khuấy tuabin hở với cánh thẳng hoặc cánh cong đều tạo dòng hướngkính Cơ cấu khuấy chân vịt tải có ống hướng và cơ cấu khuấy chân vịt duy trì được dònghướng trục

- Cơ cấu quay chậm gồm các cơ cấu khuấy loại bản, loại tấm, loại mỏ neo và loại khung.Chủ yếu tạo dòng vòng (dòng chảy tiếp tuyến), nghĩa là chất lỏng quay quanh trục thiết bị

- Ngoài ra còn có loại cơ cấu khác như cơ cấu khuấy chân động, cơ cấu khuấy cào,

2.2 Công suất khuấy

Với là chuẩn số công suất khuấy, được xác định theo công suất sau:

(W)U: hiệu điện thế (V)

I: cường độ dòng điện (A)

hệ số công suất của dòng điện

- Thay nước khi thấy nước bẩn, nhiều cặn bẩn, có mùi hôi

- Đảm bảo mức chất lỏng trong thùng khuấy ở mức 2/3 chiều cao thùng, không được chochất lỏng vào quá đầy

- Chỉnh nút điều khiển về vị trí 0, lắp tấm chặn để tiến hành thí nghiệm 2

3.2 Thí nghiệm 2: khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến công suất khuấy đối với loại cánh

- Tháo cánh khuấy mái chèo, lắp cánh khuấy chân vịt

3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến công suất khuấy đối với loại cánh khuấy chân vịt (không có tấm chặn)

Chỉnh nút điều khiển về vị trí 0, lắp tấm chặn để tiến hành thí nghiệm 4

3.4 Thí nghiệm 4: khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến công suất khuấy đối với loại cánh khuấy chân vịt (có tấm chặn).

3.4.1 Chuẩn bị

Giống thí nghiệm 1

3.4.2 Các lưu ý

3

I(A) (V)U

Tốc độ vòngquay(vòng/phút)1

Không

có tấmchặn

U(V)

Tốc độ vòngquay(vòng/phút)

Các thông số tra ở nhiệt độ 300C ở bảng 43 của bảng tra cứu quá trình thiết bị

cơ học-truyền nhiệt- truyền khối

Cách tính đối với dòng 5 không có tấm chặnChuẩn số Reynold đặc trưng cho quá trình sấy:

Chuẩn số công suất khuấy:

Công suất khuấy:

5

Công suất động cơ:

Các thông số tra ở nhiệt độ 300C ở bảng 43 của bảng tra cứu quá trình thiết bị

cơ học- truyền nhiệt- truyền khối

Công suất khuấy:

Công suất động cơ:

- Do chỉ số ReM tăng dần trên bảng số liệu, vì vậy chuẩn số công suất khuấy KN tuântheo tỉ lệ nghịch với ReM (trên bảng số liệu)

- Do tốc độ vòng quay càng tăng và KN giảm không đáng kể, vì vậy công suất khuấy Ntuân theo tỉ lệ thuận với tốc độ vòng quay n (trên bảng số liệu)

- Công suất động cơ ta thấy lớn hơn công suất khuấy

7. Trả lời câu hỏi:

7.1. Ứng dụng quá trình khuấy trong công nghệ hóa học

- Tạo dung dịch huyền phù nhũ tương, tăng cường quá trình hòa tan, truyền nhiệt, chuyển khối và quá trình hóa học…

- Các quá trình hóa học khuấy trộn để trộn chất lỏng ở trong các thùng chứa lớn khi cần có

sự thông khí nhằm cung cấp oxy cho các phản ứng hóa học hay quá trình lên men

- Thực hiện quá trình trao đổi nhiệt: kết tinh, trích ly, hấp thụ, điện phân…

- Thực hiện quá trình truyền nhiệt: cô đặc, đun nóng, làm nguội,…

- Thực hiện các quá trình sinh học: xử lý nước thải,…

Đòi hỏi cánh khuấy có độ bền cơ học cao

Cấu tạo phức tạp, giá thành đắt

 Cánh khuấy mái chèo

8 Tài liệu tham khảo.

[1] Nguyễn Bin, Các quá trình, thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm, NXBKHKT, 2007

[2] Sổ tay Quá trình & Thiết bị công nghệ hóa chất, tập 1 & 2, NXB KHKT, 2012

[3] Giáo trình hướng dẫn thực hành Quá Trình và Thiết Bị Hóa Học

- Lọc là phân riêng pha liên tục và pha phân tán cùng tồn tại trong một hỗn hợp Hai pha

có thể là lỏng – khí; rắn – khí; rắn – lỏng hoặc hai pha lỏng không tan lẫn cùng tồn tại tronghỗn hợp

2.4.1 Tốc độ lọc và các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian lọc

- Lượng nước lọc thu được trên một đơn vị diện tích bề mặt vách ngăn lọc trên một đơn

vị thời gian gọi là tốc độ lọc

2.4.2 Lọc với áp suất không đổi, const

- Lượng nước lọc riêng là lượng nước lọc thu được trên 1m2 bề mặt vách lọc

9

- Phương trình lọc với áp suất không đổi:

Trong đó:

là các hằng số lọc

Vi phân hai vế ta được:

2.4.3 Lọc với tốc độ không đổi, W = const

- Động lực quá trình lọc biến thiên tuyến tính theo thời gian

- Chuẩn bị nước đến 3/4 thùng chứa nhập liệu

- Kiểm tra và lắp đặt khung bản

- Kiểm tra hệ thống van

- Chuẩn bị thùng chứa có vạch định mức

- Kết nối cáp điện của bơm với nguồn điện

3.1.2 Các lưu ý

- Kiểm tra độ kín của hệ thống

- Luôn đảm bảo lượng nước trong thùng nhập liệu không ít hơn 20% thể tích

3.1.3 Tiến hành thí nghiệm

- Bật công tắc cho bơm hoạt động

- Điều chỉnh van nhập liệu

- Khi thấy lượng nước lọc ra ổn định thì tiến hành thu nước lọc

3.1.4 Kết thúc thí nghiệm

- Tắt bơm

- Chuẩn bị nhập liệu cho thí nghiệm tiếp theo

3.2 Thí nghiệm 2: lọc với tốc độ không đổi

- Bật công tắc cho bơm hoạt động

- Điều chỉnh van xả nước lọc sao cho lưu lượng lọc đạt như mong muốn

- Khi thấy lượng nước lọc ra ổn định thì tiến hành thu nước lọc theo thời gian

3.2.4 Kết thúc thí nghiệm

- Tắt bơm

- Chuẩn bị nhập liệu cho thí nghiệm tiếp theo (nếu cần thiết)

4 Kết quả thí nghiệm.

4.1 Lọc với áp suất không đổi

Stt Áp suất lọc(bar) Thể tích nước lọc(lít) Thời gian lọc(s)1

- Bản lọc gồm 9 bản, chiều dài bằng chiều rộng là 20 cm.

- Tiết diện của bản lọc:

Vậy phương trình lọc với P = 0.5 bar: q2 + 0.107q =τ

Bảng kết quả tính toán với P = 0.8 (bar)

Stt (bar)P (l)V τ

(s)

q(m3/m2) ∆τ ∆q

Vậy phương trình lọc với P = 0.8 bar: q2 + 0.132q =τ

5.2. Lọc với tốc độ không đổi

 Cách tính đối với dòng 4 ở Q = 300 l/h

- Bản lọc gồm 9 bản, chiều dài bằng chiều rộng là 20 cm

- Tiết diện của bản lọc F = 0.20.29 = 0.36 (m2)

= 0.00023()Cách đổi :1 bar = 1.02 kg/cm2

[1] GS TSKH Nguyễn Bin, Các quá trình, thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm,NXB KHKT, 2007.

[2] Tập thể tác giả, Sổ tay Quá trình & thiết bị công nghệ hóa chất, tập 1 & 2, NXB KHKT,2012

BÀI 3 MẠCH LƯU CHẤT

1 Mục đích thí nghiệm

- Thí nghiệm 1: Xác định mối quan hệ giữa tổn thất áp suất do ma sát và vận tốn của nước chảy bên trong ống trơn và xác định hệ số ma sát f

- Thí nghiệm 2: Xác định trở lực cục bộ của co, van, đột thu, đột mở

- Thí nghiệm 3: Xác định hệ số lưu lượng của các dụng cụ đo (màng chắn, ventury, pitô)

để xác định hệ số lưu lượng của chúng và ứng dụng

3 Kết quả thí nghiệm.

3.1 Thí nghiệm 1: Xác định tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống

15

3.3 Thí nghiệm 3: Đo lưu lượng đựa vào độ chênh áp

4.1 Thí nghiệm 1: Xác định tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống

Cách tính đối với ống trơn Ø27 dòng 1: D = 0.021m; Q = 0.0001 m3/s

 Vận tốc: = m/s

Stt

Ốngkhảosát

Q(l/ph)

Tổn thất

áp suất(mH2O) Stt

Ốngkhảosát

Q(l/ph)

Tổn thất

áp suất(mH2O)1

ỐngtrơnØ16

ỐngtrơnØ27

ỐngnhámØ27

Trong đó: V vận tốc chuyển động của nước trong ống (m/s)

Khối lượng riêng của nước

độ nhớt động học của nước (m2/s) tra ở nhiệt độ là 300C

D đường kính tương đương D = 0.021 m

 Công thức thực nghiệm xác nghiệm hệ số ma sát ftt:

Vì hai nhánh áp kế thông với nhau nên

Tiết diện ống trước và sau bằng nhau nên vận tốc dòng chảy trước và sau cũng bằng nhau:

Từ (1) ta được:

Bảng kết quả

19

Stt Ống khảo sát (mQ3/s)

Tổn thất

áp suất(mH2O) (m/s)

Hệ số trởlực cục

bộ K1

4.3 Thí nghiệm 3: Đo lưu lượng đựa vào độ chênh áp

4.3.1 Khảo sát hệ số lưu lượng của màng chắn và ống Ventury.

Bảng khảo sát hệ số lưu lượng của màng chắn và ống Ventury

0.016 0.021 0.000011

0.549 0.5490.0001

là khối lượng riêng của nước, kg/m3

Bảng lưu lượng thực tế và tính toán của màng chắn và ống Ventury

4.3.1 Khảo sát hệ số lưu lượng của ống Pito.

Bảng lưu lượng tính toán qua ống Pitot

5 Nhận xét:

- Hệ số ma sát lý thuyết nhỏ hơn hệ số ma sát thực nghiệm khi ống có đường kính nhỏ (ống Ø16 và Ø21) và khi ống có đường kính lớn thì ngược lại (ống Ø27 cả trơn và nhám)

- Lưu lượng lý thuyết của màng chắn và ông Ventury gần như bằng với lưu lượng thực

tế Còn đối với ống Pitot thì ngược lại

6 Tài liệu tham khảo.

[1] Nguyễn Bin – Tính toán quá trình, thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm –

NXB khoa học và kỹ thuật, Hà Nội 1999

[2] Phạm Văn Vĩnh – Cơ học chất lỏng ứng dụng – Nhà xuất bản giáo dục, 2000.

[3] Giáo trình hướng dẫn thực hành Quá Trình và Thiết bị Hóa học – khoa công nghệ hóa –

bộ môn máy thiết bị

BÀI 4 THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT VỎ ỐNG

1 Mục đích thí nghiệm.

- Sinh viên biết vận hành thiết bị truyền nhiệt, hiểu nguyên lý đóng mở van để điềuchỉnh lưu lượng, và hướng dòng chảy, biết những sự cố có thể xảy ra và cách xử lý tìnhhuống

- Khảo sát quá trình truyền nhiệt khi đun nóng hoặc làm nguội gián tiếp giữa hai dòngqua một bề mặt ngăn cách là ống lồng ống, ống chùm và ống xoắn…

- Tính toán hiệu suất toàn phần dựa trên cân bằng nhiệt lượng ở những lưu lượng dòngkhác nhau

- Khảo sát ảnh hưởng của chiều chuyển động lên quá trình truyền nhiệt trong hai trườnghợp: ngược chiều và xuôi chiều

- Xác định hệ số truyền nhiệt thực nghiệm KTN của thiết bị, từ đó so sánh với kết quảtính toán lý thuyết KLT

Ta có các cách bố trí sau:

- Chảy xuôi chiều: lưu thể 1 và 2 chảy song song cùng chiều với nhau

1

23

- Chảy ngược chiều: lưu thể 1 và 2 chảy song song nhưng ngược chiều với nhau

1 2

- Chảy chéo dòng: lưu thể 1 và 2 chảy chảy theo phương vuông góc

1 2

- Chảy hỗn hợp: lưu thể 1 chảy theo hướng nào đó còn lưu thể 2 thì có đoạn chảycùng chiều có đoạn chảy ngược chiều có đoạn chảy chéo dòng

Trường hợp chảy ngược chiều

Xét trường hợp hai lưu thể chảy ngược chiều dọc theo bề mặt trao đổi nhiệt, nhiệt độ của lưuthể nóng giảm, nhiệt độ của lưu thể nguội tăng và đươc biểu diễn như sau:

Trường hợp hai lưu thể chảy xuôi chiều

Xét trường hợp hai lưu thể chảy ngược chiều dọc theo bề mặt trao đổi nhiệt, nhiệt độ của lưuthể nóng giảm, nhiệt độ của lưu thể nguội tăng và đươc biểu diễn như sau:

Nếu trong quá trình truyề nhiệt mà nhiệt độ của lưu thể ít biển đổi, tức là khi tỷ số < 2 thìhiệu số nhiệt độ trung bình có thể được tính gần đúng theo trung bình số học = (khi =thỉ chỉ công thức này đúng)

Xác định và so sánh hiệu số nhiệt độ của các dòng và hiệu suất nhiệt độ trong các quátrình truyền nhiệt

= 100% = 100% =

Xác định hiệu suất của quá trình truyền nhiệt

25

Sơ đồ hệ thống thí nghiệm truyền nhiệt loại ống chùm.

3.2 Trang thiết bị, hóa chất

Bài thực hành được trang bị hệ thống tủ điện điều khiển hệ thống bơm, điện trở, cà đặt nhiệt

độ và các đầu báo nhiệt độ, cách thức hoạt động như sau:

- Kết nối nguồn điện cung cấp cho tủ điều khiển (đèn báo sáng)

- Bật công tắc tổng (đèn báo sáng)

- Mở nắp thùng chứa nước nóng TN và lạnh TL (nếu có) kiểm tra nước đến hơn 2/3

thùng Trước khi cho nước vào thùng phải đóng van xả ở đấy

- Đóng nắp thùng chứa nước nóng và lạnh 9 (nếu có)

- Cài đặt nhiệt độ trên bộ điều khiển ON/OFF cho thùng chứa nước nóng TN.

- Trên mô hình thiết bị ống lống ống thì dòng nóng cố định một chiều nhảy từ dưới lêntrên

Các ký hiệu:

- : hiệu số nhiệt độ giữa đầu vào và ra của dóng nóng

- : hiệu số nhiệt độ giữa đầu vào và ra của dóng lạnh

- : hiệu suất nhiệt độ của dòng nóng

- : hiệu suất nhiệt độ của dòng lạnh

- : hiệu suất nhiệt độ hữu ích

- : hiệu suất truyền nhiệt

- VN: lưu lượng thể tích dòng nóng (m3/s)

- VL: lưu lượng thể tích dòng nóng (m3/s)

27

- GN: lưu lượng khối lượng của dòng nóng (kg/s)

- GL: lưu lượng khối lượng của dòng lạnh (kg/s)

- CN: nhiệt dung riêng của dòng nóng (J/kg.OC)

- CL: nhiệt dung riêng của dòng lạnh (J/kg.OC)

- : khối lượng riêng của dòng nóng (kg/m3)

- : khối lượng riêng của dòng lạnh (kg/m3)

- QN: nhiệt lượng của dòng nóng tỏa ra (W)

- QL: nhiệt lượng của dòng lạnh thu vào (W)

- Qf: nhiệt lượng tổn thất (W)

- : hiệu số nhiệt độ giữa dòng nóng và dòng lạnh tại đầu trên của thiết bị

- : hiệu số nhiệt độ giữa dòng nóng và dòng lạnh tại dưới trên của thiết bị

- : hiệu số nhiệt độ hữu ích logarit

- K: hệ số truyền nhiệt (W/m2.OC)

- F: diện tích trao đổi nhiệt (m2)

Đối với ký hiệu kích thước ống chùm:

- d1t: đường kính trong của ống trong thiết bị thủy tinh TB1 (m)

- d1n: đường kính ngoài của ống trong thiết bị thủy tinh TB1 (m)

- d2t: đường kính trong của ống trong thiết bị inox TB2 (m)

- d2n: đường kính ngoài của ống trong thiết bị inox TB2 (m)

- D1: đường kính trong của thiết bị thủy tinh TB1 (m)

- D2: đường kính trong của ống inox TB2 (m)

- L1: chiều dài của ống trong của thiết bị thủy tinh TB1 (m)

- L2: chiều dài của ống trong của thiết bị inox TB2 (m)

- n1: số ống trong thiệt bị thủy tinh

- n2: số ống trong thiệt bị inox

Bảng kích thước ống chùm

Đối với ký hiệu kích thước ống xoắn:

- di: đường kính trong của ống xoắn (m)

- d0: đường kính ngoài của ống xoắn (m)

- D1: đường kính trong của thiết bị inox (m)

- D2: đường kính trong của thủy tinh (m)

- L1: chiều dài của ống xoắn trong của thiết bị inox TB1 (m)

- L2: chiều dài của ống xoắn trong của thiết bị thủy tinh TB2 (m)Bảng kích thước ống xoắn

Đối với ký hiệu kích thước ống lồng ống:

- d1: đường kính trong của ống trong (m)

- d2: đường kính ngoài của ống trong (m)

- D1: đường kính trong của ống ngoài (m)

- D2: đường kính ngoài của ống ngoài (m)

29

- L: chiều dài của ống truyền nhiệt (m)

Bảng kích thước ống xoắn

4 Tiến hành thí nghiệm

Bài thực hành: Khảo sát trên mô hình thiết bị truyền nhiệt ống chùm

4.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát trường hợp xuôi chiều của thiết bị

4.1.1 Chuẩn bị

Sinh viên nắm nguyên tắc sau đây khi vận hành:

Trước khi mở bơm phải đảm bảo hệ thống van phải phù hợp (nghĩa là phải có dòngchảy), tránh trường hợp mở bơm mà không có dòng chảy (nghĩa là van đóng mở sai) thì sẽgặp hiện tượng sau

- Lưu lượng kế không thấy hoạt động

- Tiếng kêu động cơ lớn hơn bình thường

- Bung một số khớp nồi mềm (nếu có)

- Xi nước ở roăn mặt bích

- Có khả năng hỏng bơm ( bốc mùi khét)

Gặp hiện tượng như vậy thì tắt bơm kiểm tra lại hệ thống van

Trước khi mở điện trở phải đảm bảo trong thùng có nước điều này rất quan trọng vì nếubật điện trở mà không có nước tron thùng thì chỉ cần 1-3 phút điện trở sẽ hỏng (trường hợpnày sinh viên hoặc tổ trực tiếp thực hành phải bồi thường do sự bất cẩn của mình)

Trước khi mở bơm phải đảm bảo trong thùng phải có nước

Phải xác định được các vị trí đầu dò nhiệt độ, quan trọng đó là nhiệt độ nóng vào vànóng ra, lạnh vào, lạnh ra nếu việc dánh số trên các đầu dò không khớp mô hình ở sơ đồ thìsinh viên có thể dung phán đoán như sau:

- Nhiệt độ cài đặt luôn cao nhất (T9)

- Nhiệt độ nóng vào cao thứ nhì (T1;T5)

- Nhiệt độ lạnh vào luôn thấp nhất (T2;T4;T6;T8)

- Nhiệt độ nóng ra (T3;T7) lớn hơn lạnh ra (T2;T4;T6;T8) nếu bố trí chảy xuôi chiều

Khi mở bơm khởi động phải mở van hoàn lưu (VL1, VN1)

Khi vận hành chính thức dòng nóng chảy qua nhánh phụ không qua lưu lượng kế

4.1.2 Các lưu ý

Trước khi mở điện trở phải đảm bảo trong thùng có nước ít nhất 2/3 thùng

Trước khi mở bơm phải đảm bảo trong thùng chứa phải có nước

Trước khi mở bơm phải đảm bảo hệ thống van phải phù hợp

Khi mở bơm khởi động phải mở van hoàn lưu

Đối với dòng nóng cần điều chỉnh qua nhánh phụ

Dòng nóng chỉ có một chiều chảy trên xuống sinh viên cần điều chỉnh van dòng nóngsao cho dòng chảy từ thùng nóng qua bơm nóng qua lưu lượng kế qua thiệt bị truyền nhiệt(chảy từ trên xuống) rồi trở về lại thùng nóng Sauk hi đo lưu lượng xong thì cho dòng nóngchảy qua nhánh phụ.

Điều chỉnh dòng lạnh

Khi khảo sát xuôi chiều thì ta chỉ cần điều chỉnh dòng lạnh cũng chảy từ trên xuống.Sinh viên cần xác định mở những van dòng lạnh nào để tạo ra dòng chảy từ thùng lạnh quabơm lạnh qua lưu lượng kế qua thiết bị truyền nhiệt (chảy từ trên xuống) rồi trở về thùngnóng hoặc xả bỏ ra ngoài

Ghi kết quả thí nghiệm

Chờ nhiệt độ cài đặt ở thùng nóng đạt trên 70 O C thì mới tiến hành thí nghiệm

Khi điều chỉnh lưu lượng của 2 dòng nóng và lạnh xong đợi khoảng 1-2 phút thì ghinhiệt độ của 2 dòng:

- Dòng nóng: nhiệt độ vào T 1 ,(T 5 ) nhiệt độ ra T 3 ,(T 7 ).

- Dòng lạnh: nhiệt độ vào T 2 ,(T 6 ) nhiệt độ ra T 4 ,(T 8 ).

4.1.4 Kết thúc thí nghiệm

Tắt bơm nóng và bơm lạnh chuẩn bị cho thí nghiệm tiếp theo

4.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát trường hợp ngược chiều thiết bị

Điều chỉnh dòng lạnh

Khi khảo sát xuôi chiều thì ta chỉ cần điều chỉnh dòng lạnh cũng chảy từ dưới lên Sinh viên cần xác định mở những van dòng lạnh nào để tạo ra dòng chảy từ thùng lạnh qua bơmlạnh qua lưu lượng kế qua thiết bị truyền nhiệt (chảy từ dưới lên) rồi trở về thùng nóng hoặc

xả bỏ ra ngoài

Ghi kết quả thí nghiệm

Chờ nhiệt độ cài đặt ở thùng nóng đạt trên 70 O C thì mới tiến hành thí nghiệm

Khi điều chỉnh lưu lượng của 2 dòng nóng và lạnh xong đợi khoảng 1-2 phút thì ghinhiệt độ của 2 dòng:

- Dòng nóng: nhiệt độ vào T 1 ,(T 5 ) nhiệt độ ra T 3 ,(T 7 ).

- Dòng lạnh: nhiệt độ vào T 4 ,(T 8 ) nhiệt độ ra T 2 ,(T 6 ).

Tắt công tắc cổngTắt cầu dao nguồnChờ nước nguội dưới 50OC

Xả nước trong các thùngKhóa van nước nguồn cấp

Vệ sinh máy và khu vực máy

6.1 Trường hợp xuôi chiều.

Tại lần khảo sát đầu tiên

6.1.1 Xác định nhiệt lượng do dòng nóng tỏa ra, lạnh thu vào và nhiệt lượng tổn thất.

Nhiệt độ trung bình của dòng nóng: = = = 56.5(OC)

=> = 984.75 kg/m3 và CN = 4180 J/kg.OC Nhiệt độ trung bình của dòng lạnh: = = = 34.5(OC)

=> = 994 kg/m3 và CN = 4180 J/kg.OC Lưu lượng khối lượng của dòng nóng và dòng lạnh:

GN = VN = 984.75 = 0.0657 kg/s

GL = VL = 994.2 = 0,0663 kg/s Hiệu số nhiệt độ của dòng nóng và dòng lạnh:

= – = 63 – 50 = 13(OC) = – = 39 – 30 = 9 (OC)

Vậy: Nhiệt lượng do dòng nóng tỏa ra, lạnh thu vào và nhiệt lượng tổn thất:

QN = GN CN = 0.06574180.13 = 3567.42 W

35Stt VL ( lít/ phút) VN (lít/ phút) (OC) (OC) (OC) (OC)

QL = GL CL = 0.06634180.9 = 2493.454 W

Qtt = QN – QL = 3567.42 – 2493.454 = 1073.967 W

6.1.2 Xác định và so sánh hiệu số nhiệt độ của các dòng và hiệu suất nhiệt độ.

Hiệu số nhiệt độ của dòng nóng: = – = 63 – 50 = 13(OC)

Hiệu số nhiệt độ của dòng lạnh : = – = 39 – 30 = 9(OC)

Hiệu suất nhiệt độ:

6.1.4 Xác định hệ số truyền nhiệt thực nghiệm.

- Xác định hiệu số nhiệt độ hữu ích logarit

= = - = 63 – 30 = 33 = = - = 50 – 39 = 11Suy ra: = = = 20.025

- Xác định diện tích trao đổi nhiệt F:

dt = 8mm; dn = 10mm; L = 650mm; n = 19

dtb = = 9 mm = 0.009 mSuy ra: F = dtb L n = 0.009 0.65 3.14 19 = 0.35 (m2)

Trong đó v: độ nhớt động lực của lưu chất (0.5053 10-6 ở 56.5OC)

: vận tốc của dòng lưu chất (m/s)

- Chuẩn số Grashoff:

Gr = Với: g = 9.81 m/s2

l = di = 8mm đường kính tương đương = 4.89310-4 (K-1) là hệ số giãn nở thể tích của nước ở 56.50C

=> Nu = 0.158 1 11060.33 3.1760.43 1684430.1 = 8.740

Mà: Nu = = 715.756 (W/m2.OC)Với: = 65.5210-2 (W/mK) ở 56.5OC

dt = l: kích thước xác định

Xác định hệ số cấp nhiệt của dòng lạnh

- Vận tốc của dòng lạnh:

= = = 0.0045(m/s): kích thước hình học chủ yếu

37

= 4 = = 4 = 0,138 (m)với: C chu vi mặt cắt ướt (m)

l = dtd = 0.138 (m) đường kính tương đương = 3.50710-4 (K-1) là hệ số giãn nở thể tích của nước ở 34.50C

=> Nu = 0.158 1 8290.33 4.9210.43 2542030840.1 = 19.945

Mà: Nu = = 90.359 (W/m2.0C)Với: = 62.5210-2 (W/mK) ở 34.50C

dtd = l: kích thước xác định

Hệ số truyền nhiệt lý thuyết:

KLT = = 79.864 (W/m2.OC)với = = = 10-3 (m)

thép_không_gỉ = 17.5 (W/mK)

6.2 Trường hợp ngược chiều.

Thực hiện tương tự như Trường hợp xuôi chiều

7 Kết quả xử lý số liệu

7.1 Trường hợp xuôi chiều.

7.1.1 Xác định nhiệt lượng do dòng nóng tỏa ra, lạnh thu vào và nhiệt lượng tổn thất.

Qtt

(W)

1073.9671350.3631904.3243142.8581086.5071426.4251904.8752941.884950.83852952.3202741.5233496.6402130.9783440.6143712.0073576.297

7.1.2 Xác định và so sánh hiệu số nhiệt độ của các dòng và hiệu suất nhiệt độ.

39

(OC) (

13866118761197711986

7.1.3 Xác định hiệu suất của quá trình truyền nhiệt.

V

L

(

lít/

phút)

V

N

(lít/

phút)

Q

N

(W)

Q

L

(W)

HiệuSuất(

%)

4 4 3567.421

2493.454

69.90