View
218
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
7/27/2019 Bài 2 ống lồng ống-U
http://slidepdf.com/reader/full/bai-2-ong-long-ong-u 1/10
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
BỘ MÔN MÁY-THIẾ T BỊ
---oOo---
BÁO CÁO THỰ C HÀNH
Môn H ọc :
CÁC QUÁ TRÌNH & THIẾ T BỊ
TRUY ỀN NHIỆT
GVHD : NGUYỄN ĐỨ C VINH
SVTH : VŨ VĂN ĐƯƠNG
LỚ P : DHHO7
TỔ : 2 HỌC KÌ: 1
NĂM HỌC : 2013-2014
Tháng 11 năm 2013
7/27/2019 Bài 2 ống lồng ống-U
http://slidepdf.com/reader/full/bai-2-ong-long-ong-u 2/10
BÀI 2: THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNGVÀ ỐNG CHÙM CHỮ U
2.1. Mục đích thí nghiệm Khảo sát quá trình truyền nhiệt khi đun nóng hoặc làm nguội gián tiế p giữa 2 dòng
chất lỏng qua một bề mặt ngăn cách.
Tính toán hiệu suất toàn phần dựa vào cân bằng nhiệt lượ ng ở những lưu lượ ng dòng
khác nhau.
Khảo sát ảnh hưở ng của chiều chuyển động lên quá trình truyền nhiệt trong trườ ng
hợ p xuôi chiều của 2 thiết bị ống lồng ống và ống chùm chữ U.
Xác định hệ số truyền nhiệt thực nghiệm K TN của thiết bị ống lồng ống và ống chùm
chữ U từ đó so sánh vớ i k ết quả tính toán theo lý thuyết K LT .
2.2. Thực nghiệm
2.2.1. K ết quả thí nghiệm
2.2.1.1. Kh ảo sát quá trình truy ền nhi ệt ố ng xo ắn trên thi ế t b ị ố ng l ồng ố ng
TN V N
(lít/phút)V L
(lít/phút)T1
(°C)T2
(°C)T3
(°C)T4
(°C)1 8 8 36 35 72 64
2 8 10 36 35 68 56
3 8 16 37 35 64 52
4 10 8 36 35 63 55
5 10 10 36 35 60 52
6 10 16 38 35 57 49
7 16 8 36 35 55 50
8 16 10 37 35 53 48
9 16 16 39 35 52 46
2.2.1.2. Kh ảo sát quá trình truy ền nhi ế t ố ng xo ắn trên thi ế t b ị ố ng chùm ch ữ U
TN V N (lít/phút) V L(lít/phút) T5 (°C) T6 (°C) T7 (°C) T8 (°C)1
4
37 64 26 52 37
2 30 64 25 58 30
3 29 64 24 61 29
4 29 63 24 49 29
5
7
31 63 25 58 31
6 31 63 24 55 31
7 30 63 24 52 30
8 29 63 24 45 29
9
10
32 62 25 59 32
10 31 62 24 54 3111 29 62 23 54 29
12 29 61 23 47 29
13 16 33 60 24 56 33
7/27/2019 Bài 2 ống lồng ống-U
http://slidepdf.com/reader/full/bai-2-ong-long-ong-u 3/10
14 30 61 24 57 30
15 30 61 23 55 30
16 30 59 23 49 30
2.2.2. Xử lý k ết quả thí nghiệm
2.2.2.1. Trên thi ế t b
ị ố ng l
ồng
ố ng
Bảng 1.1: Hiệu suất nhiệt độ
TN∆T N (°C)
∆T L (°C)
N (%)
L
(%) i
(%)1 8 1 21.62 2.70 12.16
2 12 1 36.36 3.03 19.70
3 12 2 41.38 6.90 24.14
4 8 1 28.57 3.57 16.07
5 8 1 32.00 4.00 18.00
6 8 3 36.36 13.64 25.007 5 1 25.00 5.00 15.00
8 5 2 27.78 11.11 19.44
9 6 4 35.29 23.53 29.41
Bảng 1.2: Hiệu suất truyền nhiệt
TN G N (kg/s)
G L(kg/s)
Q N (W)
Q L(W)
Q f (W)
H (%)
1 0.131 0.132 4387.36 552.26 3835.11 12.59
2 0.131 0.165 6589.58 690.32 5899.26 10.48
3 0.131 0.264 6595.26 2208.79 4386.47 33.494 0.164 0.132 5494.87 552.26 4942.61 10.05
5 0.164 0.165 5498.41 690.32 4808.09 12.55
6 0.164 0.264 5501.96 3312.83 2189.13 60.21
7 0.263 0.132 5502.55 552.26 4950.29 10.04
8 0.263 0.165 5504.91 1380.49 4124.42 25.08
Bảng 1.3: Hệ số truyền nhiệt
TNQ N (W)
∆t max
(°C)∆t mi n (°C)
∆t log (°C)
K TN (W/m2K)
αN
(W/m2K)
αL
(W/m2K)K LT
(W/m2K)
1 4387.36 37 28 32.29 569.35 4290.81 2222.41 1254.232 6589.58 33 20 25.96 1063.69 3717.47 2721.62 1332.07
3 6595.26 29 15 21.24 1301.39 3465.28 4068.53 1541.66
4 5494.87 28 19 23.21 992.07 4210.60 2343.22 1284.45
5 5498.41 25 16 20.17 1142.53 4017.96 2848.14 1400.02
6 5501.96 22 11 15.87 1452.80 3854.60 4243.42 1641.02
7 5502.55 20 14 16.82 1370.70 5577.72 2446.93 1424.00
8 5504.91 18 11 14.21 1622.91 5440.56 2965.76 1574.13
9 6608.01 17 7 11.27 2456.97 5345.31 4372.62 1886.57
2.2.2.2. Trên thi ế t b ị ố ng chùm ch ữ U
Bảng 1.4: Hiệu suất nhiệt độ
TN∆T N (°C)
∆T L (°C) N L i
7/27/2019 Bài 2 ống lồng ống-U
http://slidepdf.com/reader/full/bai-2-ong-long-ong-u 4/10
(%) (%) (%)1 8 9 30.77 34.62 32.69
2 8 6 38.10 28.57 33.33
3 8 4 42.11 21.05 31.58
4 8 3 50.00 18.75 34.38
5 9 12 28.13 37.50 32.81
6 9 9 32.14 32.14 32.147 9 7 36.00 28.00 32.00
8 8 6 36.36 27.27 31.82
9 8 12 25.00 37.50 31.25
10 7 10 25.00 35.71 30.36
11 8 8 32.00 32.00 32.00
12 8 5 38.10 23.81 30.95
13 6 13 19.35 41.94 30.65
14 6 11 21.43 39.29 30.36
15 6 9 24.00 36.00 30.00
16 7 7 31.82 31.82 31.82
Bảng 1.5: Hiệu suất truyền nhiệt
TN G N (kg/s)
G L
(kg/s)Q N (W)
Q L
(W)Q f (W)
H (%)
1 0.131 0.132 4396.8 4965.0 -568.18 112.92
2 0.131 0.165 4401.6 4138.8 262.73 94.03
3 0.132 0.215 4403.5 3587.8 815.70 81.48
4 0.132 0.264 4406.3 3312.1 1094.16 75.175 0.164 0.132 6175.7 6617.9 -442.17 107.16
6 0.164 0.165 6181.1 6206.3 -25.21 100.41
7 0.164 0.215 6185.1 6276.6 -91.51 101.48
8 0.164 0.264 5502.0 6623.5 -1121.59 120.39
9 0.213 0.132 7135.6 6617.9 517.73 92.74
10 0.213 0.165 6248.4 6895.1 -646.73 110.35
11 0.213 0.215 7146.4 7172.5 -26.05 100.36
12 0.214 0.264 7152.5 5519.0 1633.51 77.16
13 0.262 0.132 6586.7 7168.6 -581.89 108.83
14 0.262 0.165 6591.0 7583.8 -992.82 115.06
15 0.263 0.215 6596.7 8069.9 -1473.19 122.33
16 0.263 0.264 7701.9 7726.6 -24.73 100.32
Bảng 1.6: Hệ số truyền nhiệt
TNQ N (W)
∆t max
(°C)∆t mi n (°C)
∆t log (°C)
K TN
(W/m2K)
αN
(W/m2K)
αL
(W/m2K)K LT
(W/m2K)1 4396.8 26 9 16.02 253.28 30638.16 576.45 539.63
2 4401.6 21 7 12.74 318.84 31003.14 2001.80 1619.38
3 4403.5 19 7 12.02 338.24 31198.84 2447.69 1900.00
4 4406.3 16 5 9.46 430.10 31528.10 2870.17 2146.64
5 6175.7 32 11 19.67 289.89 36586.02 584.70 548.45
6 6181.1 28 10 17.48 326.38 36554.62 2039.42 1657.26
7 6185.1 25 9 15.66 364.57 36729.23 2489.84 1943.36
8 5502.0 22 8 13.84 366.99 37062.42 2893.69 2182.10
7/27/2019 Bài 2 ống lồng ống-U
http://slidepdf.com/reader/full/bai-2-ong-long-ong-u 5/10
9 7135.6 32 12 20.39 323.03 45173.99 584.70 550.01
10 6248.4 28 11 18.20 317.00 45059.21 2046.27 1676.16
11 7146.4 25 9 15.66 421.23 45260.87 2497.93 1967.96
12 7152.5 21 8 13.47 490.15 45718.13 2906.37 2214.06
13 6586.7 31 12 20.02 303.72 53337.14 585.29 551.56
14 6591.0 28 11 18.20 334.38 53193.21 2053.26 1690.49
15 6596.7 25 10 16.37 371.98 53439.72 2483.53 1972.0716 7701.9 22 8 13.84 513.73 53900.77 2902.67 2228.28
2.2.3. Đồ thị
2.3. Nhận xét và bàn luận
2.3.1. Nhận xét
2.3.2. Bàn luận
2.4. Tài liệu tham khảo
[1]. Bộ môn máy và thiết bị, Bảng tra cứu quá trình cơ học, truyề n nhiệt – truyề n khố i, NXBĐại 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), S ổ tay Quá trình và thiế t bị công nghệ hóa chấ t t ậ p 1, NXB Khoa học và kĩ thuật,
1978.
[3]. Khoa máy và thiết bị, Quá trình thiế t bị truyề n nhiệt , Đại học Công nghiệ p TP.HCM,
2011.
[4]. Khoa công nghệ hóa học, giáo trình hướ ng d ẫ n thự c hành QTTB truyề n nhiệt , Đại học
Công nghiệ p TP.HCM, 2012.
[5]. Lý Ngọc Minh, Quá trình thiế t bị truyề n nhiệt ( Ứ ng d ụng trong công nghiệ p và môi
trườ ng), Đại học Công nghiệ p TP.HCM, NXB khoa học và k ỹ thuật, 2007.
2.5. Phụ lục
2.5.1 Các công thứ c sử dụng và số liệu tra cứ u
- Hiệu số nhiệt độ các dòng – hiệu suất nhiệt độ quá trình truyền nhiệt
Lưu lượ ng của dòng nóng:
⁄ - Lưu lượ ng của dòng lạnh:
⁄
- Nhiệt lượ ng của dòng nóng tỏa ra:
7/27/2019 Bài 2 ống lồng ống-U
http://slidepdf.com/reader/full/bai-2-ong-long-ong-u 6/10
- Nhiệt lượ ng của dòng lạnh thu vào:
- Nhiệt lượ ng tổn thất:
- Hiệu suất của quá trình truyền nhiệt:
Xác định hệ số nhiệt độ hữ u ích
Trườ ng hợp 2 lưu thể chảy xuôi chiều
Trườ ng hợp 2 lưu thể chảy ngượ c chiều
ế { ế {
H ệ số truyề n nhiệt
Trong đó dtb : đườ ng kính trung bình của thiết bị (m)
D: đườ ng kính ngoài của thiết bị truyền nhiệt (m)
dn : đườ ng kính ngoài của ống trong (m)
dt : đườ ng kính trong của ống trong (m)
n : số ống chùm thiết bị
L : chiều dài của ống trong thiết bị (m)
7/27/2019 Bài 2 ống lồng ống-U
http://slidepdf.com/reader/full/bai-2-ong-long-ong-u 7/10
1.5.2. Tính mẫu
*Số liệu trong trườ ng hợp 2 lưu thể chảy xuôi chiều
TNVN
(lít/phút)VL
(lít/phút)T1
(°C)T2
(°C)T3
(°C)T4
(°C)1 8 8 36 35 72 64
TN∆TN (°C)
∆TL (°C)
N (%)
L
(%) i
(%)1 8 1 21.62 2.70 12.16
- Hiệu số nhiệt độ các dòng – hiệu suất nhiệt độ quá trình truyền nhiệt
TN GN
(kg/s)GL
(kg/s)QN (W)
QL
(W)Qf (W)
H(%)
1 0.131 0.132 4387.36 552.26 3835.11 12.59
- Lưu lượ ng của dòng nóng:
(vớ i Ttb=680C, =981.2 kg/m3)
- Lưu lượ ng của dòng lạnh:
⁄
(Vớ i Ttb=35.50C, =991.66 kg/m3)
- Nhiệt lượ ng của dòng nóng tỏa ra:
(Vớ i C N=4191.99 J/Kg.K, ở 680C)
- Nhiệt lượ ng của dòng lạnh thu vào:
7/27/2019 Bài 2 ống lồng ống-U
http://slidepdf.com/reader/full/bai-2-ong-long-ong-u 8/10
(Vớ i CL=4176.74 J/Kg.K, ở 35.50C)
- Nhiệt lượ ng tổn thất:
- Hiệu suất của quá trình truyền nhiệt:
TNQN (W)
∆tmax
(°C)∆tmi n (°C)
∆tlog
(°C)K TN
(W/m2K)
αN
(W/m2K)
αL
(W/m2K)K LT
(W/m2K)1 4387.36 37 28 32.29 569.35 4290.81 2222.41 1254.23
Xác định hệ số nhiệt độ hữ u ích
Do 2 lưu thể chảy xuôi chiều nên
(0C)
- Đường kính tương đương của ống lồng ống:
- Diện tích truyền nhiệt trong thiết bị Inox:
Hệ số truyền nhiệt thực nghiệm :
- Tính vận tốc chảy trong dòng nóng
⁄
- Tính Reynold của dòng nóng:
Tại 680C có = 981.2 kg/m3, = 4.6 (N.s/m2)
- Tính chuẩn số Pr của dòng nóng:
7/27/2019 Bài 2 ống lồng ống-U
http://slidepdf.com/reader/full/bai-2-ong-long-ong-u 9/10
Tại 680C có C N=4191.99 J/Kg.K , W/m.K
- Tính chuẩn số Nusselt :
Vì Re N 10000 nên lưu chất chảy xoáy
( )
- Tính hệ số cấ p nhiệt dòng nóng :
- Tính vận tốc chảy trong dòng lạnh :
Với đường kính tương đương dòng lạnh :
ướ ướ
[
]
- Tính Renold của dòng lạnh:
Tại 35.50C có = 991.66 kg/m3, = 8.68 (N.s/m2)
- Tính chuẩn số Pr của dòng lạnh:
Tại 35.50C có CL=4176.74 J/Kg.K , W/m.K
-
Tính Nusselt của dòng lạnh:Vì ReL 10000 nên lưu chất lạnh chảy xoáy
7/27/2019 Bài 2 ống lồng ống-U
http://slidepdf.com/reader/full/bai-2-ong-long-ong-u 10/10
( )
( ) ( )
- Hệ số truyền nhiệt của dòng lạnh ở 35,50C là:
- Tính hệ số truyền nhiệt theo lý thuyết :
Do
< 2 nên ta áp dụng công thức của tườ ng phẳng:
∑
Recommended