Báo cáo Thí nghiệm Quá trình-Thiết bị - Bài 2: Ống lồng ống - Thái Đỗ Hương Trà

Nội dung text: Báo cáo Thí nghiệm Quá trình-Thiết bị - Bài 2: Ống lồng ống - Thái Đỗ Hương Trà

1. C 14/16 26/28 1000 2) Phương pháp thí nghiệm: • Chuẩn bị: - Làm quen với hệ thống thiết bị, tìmhiểu các van và tác dụng của nó. - Làm quen với thiết bị đo nhiệt độ, các vị trí đo và cách điều chỉnh công tắc để đo nhiệt độ. - Làm quen với thiết bị đo lưu lượng và cách điều chỉnh lưu lượng. - Xác định các đại lượng cần đo. - Đo lưu lượng dòng nóng, dòng lạnh, nhiệt độ ở các vị trí cần thiết. - Lập bảng ghi kết quả đo. • Trình tự thí nghiệm: - Cấp nước đầy vào nồi đun (khi nước bắt đầu chảy qua ống chảy tràn). - Đóng cầu dao R1, R2, R3 và R4 để đun nước. - Trong lúc chờ nước đạt nhiệt độ cần thiết, tìm hiểu đường đi của các dòng trên hệ thống thí nghiệm và các van 2 chiều I và II. (mặc định bài này van I cố định) - Khi nước sôi, bắt đầu tiến hành thí nghiệm. - Mở các van V1, V2, V3, V6 và V7. Van V5 luôn đóng. - Đóng cầu dao P1 để khởi động bơm, bơm dòng nóng vào hệ thống thiết bị thí nghiệm. Muốn khảo sát ống nào ta mở van chặn tương ứng ở đầu vào dòng nóng (VN1, VN2, VN3, VN4, VN5) và đầu ra dòng lạnh (VL1, VL2, VL3, VL4, VL5) của ống đó. Khóa tất cả các van khác lại. - Đóng từ từ van V3 để điều chỉnh lưu lượng của dòng nóng (hoàn lưu một phần dòng nóng về lại nồi đun). - Chú ý rằng dòng nóng được đo liên tục và được hoàn lưu để giảm tổn thất nhiệt. Do chỉ có một lưu lượng kế nên ta dùng van II để cố định lưu lượng dòng nóng, sau đó đổi chiều van II để đo lưu lượng dòng lạnh (ứng với mỗi lưu lượng dòng nóng đo 4 giá trị lưu lượng dòng lạnh). - Ghi các đại lượng cần đo khi quá trình ổn định hoàn toàn. - Điều chỉnh lưu lượng các dòng để thay đổi chế độ chảy và lặp lại thí nghiệm với thông số ổn định mới. - Trong bài này, ta chỉ đo giá trị ở ống B và ống C. Page 7 of 38
2. IV.KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 1) ỐNG B: BẢNG 1: THƠNG SỐ DỊNG NĨNG (ỐNG B) 3 3 o o o 3 2 STT G1 (m /s) G2 (m /s) t1V ( C) t1R ( C) t1TB ( C) ρ1 (kg/m ) Cρ1 (kcal/kg.độ) Cρ1 (J/kg.độ) λ1 (W/m.độ) μ1 (N.s/m ) Pr1 1 0.000094 80 69 74.5 974.89 1.0021 4192.70 0.6709 0.0003790 2.3934 2 0.000142 80 69 74.5 974.89 1.0021 4192.70 0.6697 0.0003799 2.3934 0.000094 3 0.000189 81 69 75 974.89 1.0021 4192.70 0.6695 0.0003799 2.3779 4 0.000227 81 69 75 974.89 1.0021 4192.70 0.6686 0.0003799 2.3779 5 0.000094 80 72 76 974.89 1.0023 4193.41 0.6718 0.0003750 2.3475 6 0.000142 81 71 76 974.89 1.0023 4193.41 0.6713 0.0003750 2.3475 0.000113 7 0.000189 81 71 76 974.89 1.0023 4193.41 0.6697 0.0003750 2.3475 8 0.000227 81 70 75.5 974.89 1.0023 4193.41 0.6697 0.0003750 2.3626 9 0.000094 80 72 76 974.89 1.0023 4193.41 0.6693 0.0003750 2.3475 10 0.000142 80 71 75.5 974.89 1.0023 4193.41 0.6679 0.0003750 2.3626 0.000132 11 0.000189 80 70 75 974.89 1.0021 4192.70 0.6672 0.0003790 2.3779 12 0.000227 80 70 75 974.89 1.0021 4192.70 0.6663 0.0003790 2.3779 13 0.000094 79 72 75.5 974.89 1.0023 4193.41 0.6660 0.0003750 2.3626 14 0.000142 79 71 75 974.89 1.0021 4192.70 0.6645 0.0003790 2.3779 0.000151 15 0.000189 79 71 75 974.89 1.0021 4192.70 0.6649 0.0003790 2.3779 16 0.000227 79 70 74.5 974.89 1.0021 4192.70 0.6637 0.0003790 2.3934 3 2 ρ1 (kg/m ), Cρ1 (kcal/kg.độ), λ1 (W/m.độ), μ1 (N.s/m ), Pr1: các thơng số tra bảng. Page 9 of 38
3. BẢNG 3: TÍNH NHIỆT LƯỢNG Q VÀ TỔN THẤT NHIỆT ΔQ Ở ỐNG B 3 3 STT G1 (m /s) G1 (kg/s) G2 (m /s) G2 (kg/s) Cρ1 (J/kg.độ) t1V - t1R Cρ2 (J/kg.độ) t2V - t2R Q1 (W) Q2 (W) ΔQ (W) 1 0.09164 0.000094 0.0932 4192.70 11 4178.60 3 4226.40 1168.79 3057.61 2 0.09164 0.000142 0.1410 4192.70 11 4178.39 2 4226.40 1177.92 3048.48 0.000094 3 0.09164 0.000189 0.1877 4192.70 12 4178.31 2 4610.61 1568.35 3042.27 4 0.09164 0.000227 0.2254 4192.70 12 4178.31 1 4610.61 941.84 3668.78 5 0.11016 0.000094 0.0933 4193.41 8 4178.52 2 3695.66 779.47 2916.18 6 0.11016 0.000142 0.1409 4193.41 10 4178.52 3 4619.57 1766.25 2853.32 0.000113 7 0.11016 0.000189 0.1876 4193.41 10 4178.39 1 4619.57 783.90 3835.68 8 0.11016 0.000227 0.2254 4193.41 11 4178.31 2 5081.53 1883.67 3197.86 9 0.12869 0.000094 0.0932 4193.41 8 4178.60 1 4317.05 389.60 3927.46 10 0.12869 0.000142 0.1409 4193.41 9 4178.52 2 4856.68 1177.50 3679.18 0.000132 11 0.12869 0.000189 0.1874 4192.70 10 4178.39 2 5395.40 1566.21 3829.19 12 0.12869 0.000227 0.2253 4192.70 10 4178.39 1 5395.40 941.50 4453.89 13 0.14721 0.000094 0.0932 4193.41 7 4178.60 2 4321.14 779.19 3541.95 14 0.14721 0.000142 0.1409 4192.70 8 4178.52 2 4937.61 1177.50 3760.11 0.000151 15 0.14721 0.000189 0.1876 4192.70 8 4178.39 2 4937.61 1567.79 3369.82 16 0.14721 0.000227 0.2253 4192.70 9 4178.39 1 5554.81 941.50 4613.30 3 3 G1 (kg/s) = G1 (m /s). ρ1 (kg/m ) Q1 = G1C1(t1V – t1R) Q2 = G2C2(t2V – t2R) Page 11 of 38
4. BẢNG 5: TÍNH Δtlog, Kl1 và Kl2 STT Δtlớn = t1V - t2R Δtnhỏ = t1R - t2V Δtlớn/Δtnhỏ ln(Δtlớn/Δtnhỏ) Δtlog L (m) Q1 (W) Kl1 (W/m.K) Q2 (W) Kl2 (W/m.K) 1 38 30 1.2667 0.236388778 33.84 0.925 4226.40 135.01 1168.79 37.34 2 40 31 1.2903 0.25489225 35.31 0.925 4226.40 129.40 1177.92 36.07 3 42 32 1.3125 0.271933715 36.77 0.925 4610.61 135.54 1568.35 46.11 4 43 32 1.3438 0.295464213 37.23 0.925 4610.61 133.88 941.84 27.35 5 39 33 1.1818 0.167054085 35.92 0.925 3695.66 111.24 779.47 23.46 6 40 33 1.2121 0.192371893 36.39 0.925 4619.57 137.25 1766.25 52.48 7 42 33 1.2727 0.241162057 37.32 0.925 4619.57 133.82 783.90 22.71 8 42 33 1.2727 0.241162057 37.32 0.925 5081.53 147.20 1883.67 54.57 9 39 32 1.2188 0.197825743 35.38 0.925 4317.05 131.90 389.60 11.90 10 39 32 1.2188 0.197825743 35.38 0.925 4856.68 148.38 1177.50 35.98 11 40 32 1.2500 0.223143551 35.85 0.925 5395.40 162.70 1566.21 47.23 12 41 32 1.2813 0.247836164 36.31 0.925 5395.40 160.62 941.50 28.03 13 37 35 1.0571 0.055569851 35.99 0.925 4321.14 129.80 779.19 23.41 14 38 32 1.1875 0.171850257 34.91 0.925 4937.61 152.89 1177.50 36.46 15 39 33 1.1818 0.167054085 35.92 0.925 4937.61 148.62 1567.79 47.19 16 40 32 1.2500 0.223143551 35.85 0.925 5554.81 167.50 941.50 28.39 Page 13 of 38
5. BẢNG 7: KIỂM TRA LẦN 1 (ỐNG B) * STT Kl Δt1* Sai số Δt1 (%) Δt2* Sai số Δt2 (%) 1 23.35 0.118 79.97 1.564 95.07 2 28.09 0.148 83.32 1.603 95.13 3 31.99 0.177 85.31 1.643 95.18 4 34.74 0.195 86.60 1.645 95.20 5 23.87 0.114 77.47 1.672 95.07 6 28.84 0.140 81.83 1.666 95.12 7 32.75 0.164 84.06 1.685 95.16 8 35.39 0.176 85.34 1.671 95.17 9 24.05 0.104 76.23 1.658 95.04 10 28.85 0.124 80.64 1.634 95.09 11 32.76 0.144 83.15 1.634 95.12 12 35.71 0.159 84.63 1.640 95.15 13 24.06 0.098 74.91 1.695 95.03 14 28.96 0.115 79.57 1.621 95.07 15 33.06 0.135 82.08 1.648 95.10 16 35.98 0.146 83.69 1.631 95.12 λCu (W/m.K) = 385 dtrong (m) = 0.014 dngồi (m) = 0.016 * Kl : hệ số truyền nhiệt dài (lý thuyết) K . t log t 1 1 t t Sai số | t(%) | sau truoc 100 ttruoc Page 15 of 38
6. * BẢNG 10: BẢNG SỐ LIỆU Kl1, Kl2, Kl THEO Re1, Re2 Ở ỐNG B DỊNG NĨNG DỊNG LẠNH 3 3 G1 (ft /ph) G2 (ft /ph) * * Re1 Kl1 Kl Re2 Kl2 Kl 0.2 22001 135.01 23.47 407 37.34 23.47 0.3 21949 129.40 28.23 593 36.07 28.23 0.2 0.4 21949 135.54 32.16 774 46.11 32.16 0.48 21949 133.88 34.93 930 27.35 34.93 0.2 26730 111.24 24.00 400 23.46 24.00 0.3 26730 137.25 28.99 604 52.48 28.99 0.24 0.4 26730 133.82 32.92 789 22.71 32.92 0.48 26730 147.20 35.58 930 54.57 35.58 0.2 31225 131.90 24.17 407 11.90 24.17 0.3 31225 148.38 29.00 604 35.98 29.00 0.28 0.4 30895 162.70 32.93 788 47.23 32.93 0.48 30895 160.62 35.89 947 28.03 35.89 0.2 35719 129.80 24.18 407 23.41 24.18 0.3 35342 152.89 29.11 604 36.46 29.11 0.32 0.4 35342 148.62 33.23 789 47.19 33.23 0.48 35342 167.50 36.17 947 28.39 36.17 * Từ đây, ta sẽ vẽ đồ thị mơ tả sử phụ thuộc Kl1, Kl2 và Kl theo Re1, Re2 ứng với lưu lượng dịng nĩng, dịng lạnh ở ống B *Xét ảnh hưởng của dịng lạnh: ĐỒ THỊ 1: ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CHẢY DỊNG LẠNH ỐNG B ĐỐI VỚI Kl2 VÀ * 3 Kl (ĐỘ ĐỌC DỊNG NĨNG LÀ 0.2 ft /ph) DỊNG LẠNH G1 G2 * Re2 Kl2 Kl 0.2 407 37.34 23.47 0.3 593 36.07 28.23 0.2 0.4 774 46.11 32.16 0.48 930 27.35 34.93 Page 17 of 38
7. ĐỒ THỊ 4: ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CHẢY DỊNG LẠNH ỐNG B ĐỐI VỚI Kl2 VÀ * 3 Kl (ĐỘ ĐỌC DỊNG NĨNG LÀ 0.32 ft /ph) DỊNG LẠNH G1 G2 * Re2 Kl2 Kl 0.2 407 23.41 24.18 0.3 604 36.46 29.11 0.32 0.4 789 47.19 33.23 0.48 947 28.39 36.17 *Xét ảnh hưởng của dịng nĩng: ĐỒ THỊ 1: ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CHẢY DỊNG NĨNG ỐNG B ĐỐI VỚI Kl1 VÀ * 3 Kl (ĐỘ ĐỌC DỊNG LẠNH LÀ 0.2 ft /ph) DỊNG NĨNG G1 G2 * Re1 Kl1 Kl 0.2 22001 135.01 23.47 0.24 26730 111.24 24.00 0.2 0.28 31225 131.90 24.17 0.32 35719 129.80 24.18 Page 19 of 38
8. 2) ỐNG C: BẢNG 1: THƠNG SỐ DỊNG NĨNG (ỐNG C) 3 3 o o o 3 2 STT G1 (m /s) G2 (m /s) t1V ( C) t1R ( C) t1TB ( C) ρ1 (kg/m ) Cρ1 (kcal/kg.độ) Cρ1 (J/kg.độ) λ1 (W/m.độ) μ1 (N.s/m ) Pr1 1 0.000094 92 83 87.5 968.65 1.0046 4203.1209 0.6683 0.0003239 2.0476 2 0.000142 91 81 86 968.65 1.0044 4202.2004 0.6684 0.0003315 2.0822 0.000094 3 0.000189 88 77 82.5 968.65 1.0035 4198.6858 0.6674 0.0003436 2.1679 4 0.000227 85 74 79.5 971.83 1.0029 4196.3010 0.6674 0.0003565 2.2472 5 0.000094 83 77 80 971.83 1.0029 4196.3010 0.6719 0.0003565 2.2336 6 0.000142 83 76 79.5 971.83 1.0029 4196.3010 0.6714 0.0003565 2.2472 0.000113 7 0.000189 83 74 78.5 971.83 1.0028 4195.5897 0.6701 0.0003610 2.2750 8 0.000227 82 72 77 974.89 1.0024 4194.0834 0.6688 0.0003702 2.3180 9 0.000094 80 75 77.5 971.83 1.0026 4194.7947 0.6794 0.0003655 2.3034 10 0.000142 80 74 77 974.89 1.0024 4194.0834 0.6778 0.0003702 2.3180 0.000132 11 0.000189 80 72 76 974.89 1.0023 4193.4140 0.6753 0.0003750 2.3475 12 0.000227 79 71 75 974.89 1.0021 4192.7027 0.6737 0.0003799 2.3779 13 0.000094 79 74 76.5 974.89 1.0024 4194.0834 0.6731 0.0003702 2.3327 14 0.000142 78 72 75 974.89 1.0021 4192.7027 0.6709 0.0003799 2.3779 0.000151 15 0.000189 78 71 74.5 974.89 1.0021 4192.7027 0.6685 0.0003799 2.3934 16 0.000227 78 70 74 974.89 1.0019 4191.9914 0.6633 0.0003849 2.4091 Page 21 of 38
9. BẢNG 3: TÍNH NHIỆT LƯỢNG Q VÀ TỔN THẤT NHIỆT ΔQ Ở ỐNG C STT G1 (kg/s) G2 (kg/s) Cρ1 (J/kg.độ) t1V - t1R Cρ2 (J/kg.độ) t2V - t2R Q1 (W) Q2 (W) ΔQ (W) 1 0.0911 0.0931 4203.12 9 4179.10 4 3444.36 1556.67 1887.70 2 0.0911 0.1408 4202.20 10 4178.81 4 3826.23 2353.32 1472.92 3 0.0911 0.1875 4198.69 11 4178.60 3 4205.34 2350.01 1855.33 4 0.0914 0.2253 4196.30 11 4178.39 3 4216.75 2824.51 1392.23 5 0.1098 0.0932 4196.30 6 4178.98 5 2764.95 1946.58 818.37 6 0.1098 0.1408 4196.30 7 4178.60 4 3225.77 2354.15 871.62 7 0.1098 0.1875 4195.59 9 4178.52 3 4146.72 2350.86 1795.86 8 0.1102 0.2253 4194.08 10 4178.39 3 4620.31 2824.51 1795.80 9 0.1283 0.0932 4194.79 5 4178.81 4 2690.57 1557.83 1132.74 10 0.1287 0.1408 4194.08 6 4178.60 4 3238.31 2354.15 884.16 11 0.1287 0.1875 4193.41 8 4178.52 3 4317.05 2350.86 1966.19 12 0.1287 0.2253 4192.70 8 4178.39 3 4316.32 2824.51 1491.80 13 0.1472 0.0932 4194.08 5 4178.60 5 3087.02 1947.98 1139.04 14 0.1472 0.1408 4192.70 6 4178.60 5 3703.21 2942.69 760.52 15 0.1472 0.1875 4192.70 7 4178.52 4 4320.41 3134.48 1185.93 16 0.1472 0.2253 4191.99 8 4178.39 3 4936.77 2824.51 2112.26 Page 23 of 38
10. BẢNG 5: TÍNH Δtlog, Kl1 và Kl2 STT Δtlớn = t1V - t2R Δtnhỏ = t1R - t2V Δtlớn/Δtnhỏ ln(Δtlớn/Δtnhỏ) Δtlog L (m) Q1 (W) Kl1 (W/m.K) Q2 (W) Kl2 (W/m.K) 1 46 41 1.1220 0.11506933 43.45 1 3444.36 79.27 1556.67 35.82 2 47 41 1.1463 0.136575535 43.93 1 3826.23 87.09 2353.32 53.57 3 46 38 1.2105 0.191055237 41.87 1 4205.34 100.43 2350.01 56.12 4 45 37 1.2162 0.195744577 40.87 1 4216.75 103.18 2824.51 69.11 5 38 37 1.0270 0.026668247 37.50 1 2764.95 73.74 1946.58 51.91 6 40 37 1.0811 0.077961541 38.48 1 3225.77 83.83 2354.15 61.18 7 42 36 1.1667 0.15415068 38.92 1 4146.72 106.54 2350.86 60.40 8 42 35 1.2000 0.182321557 38.39 1 4620.31 120.34 2824.51 73.57 9 36 35 1.0286 0.028170877 35.50 1 2690.57 75.80 1557.83 43.89 10 37 35 1.0571 0.055569851 35.99 1 3238.31 89.98 2354.15 65.41 11 39 34 1.1471 0.137201122 36.44 1 4317.05 118.46 2350.86 64.51 12 39 34 1.1471 0.137201122 36.44 1 4316.32 118.44 2824.51 77.51 13 36 35 1.0286 0.028170877 35.50 1 3087.02 86.96 1947.98 54.88 14 35 34 1.0294 0.028987537 34.50 1 3703.21 107.35 2942.69 85.30 15 36 33 1.0909 0.087011377 34.48 1 4320.41 125.31 3134.48 90.91 16 38 33 1.1515 0.141078598 35.44 1 4936.77 139.29 2824.51 79.70 Page 25 of 38
11. BẢNG 7: KIỂM TRA LẦN 1 (ỐNG C) 2 2 * STT α1 (W/m .K) α2 (W/m .K) Kl Δt1* Sai số Δt1 (%) Δt2* Sai số Δt2 (%) 1 4457.72 1232.14 46.94 0.458 95.18 1.656 94.90 2 4357.46 1848.59 62.36 0.629 95.12 1.482 94.98 3 4261.91 2295.82 71.15 0.699 95.34 1.298 94.88 4 4184.27 2609.78 76.27 0.745 95.44 1.194 94.82 5 5026.03 1246.36 48.68 0.363 95.15 1.465 94.86 6 4987.02 1840.68 64.84 0.500 95.11 1.356 94.93 7 4910.03 2296.18 74.91 0.594 95.28 1.270 94.89 8 4823.63 2626.92 81.02 0.645 95.39 1.184 94.83 9 5735.48 1262.31 50.56 0.313 95.01 1.422 94.87 10 5643.65 1848.06 67.35 0.429 95.08 1.312 94.91 11 5551.14 2298.79 78.09 0.513 95.26 1.238 94.87 12 5479.36 2629.73 84.96 0.565 95.36 1.177 94.83 13 6326.41 1288.36 52.38 0.294 94.73 1.443 94.92 14 6178.75 1851.43 69.06 0.386 94.99 1.287 94.92 15 6135.38 2279.61 80.08 0.450 95.20 1.211 94.87 16 6003.78 2626.74 87.60 0.517 95.27 1.182 94.87 dtrong (m) = 0.014 dngồi (m) = 0.016 BẢNG 8: TÍNH HỆ SỐ CẤP NHIỆT α1 và α2 (LẶP LẦN 2) 2 2 STT Δt1* Δt2* tvách1 tvách2 Prv1 Prv2 Nu1 Nu2 α1 (W/m .K) α2 (W/m .K) 1 0.4576 1.6555 87.04 78.11 2.0580 2.2859 95.90 49.95 4577.85 1238.56 2 0.6288 1.4821 85.37 73.02 2.0971 2.4405 94.77 74.38 4524.56 1831.37 3 0.6990 1.2976 81.80 67.16 2.1858 2.6466 93.67 93.48 4465.38 2298.13 4 0.7449 1.1943 78.76 62.74 2.2678 2.8275 92.59 105.49 4414.07 2578.07 5 0.3632 1.4647 79.64 72.48 2.2435 2.4581 107.13 50.19 5141.49 1252.54 6 0.5003 1.3555 79.00 69.11 2.2610 2.5744 107.36 73.66 5148.56 1827.22 7 0.5938 1.2698 77.91 65.62 2.2918 2.7071 106.82 92.36 5112.99 2279.51 8 0.6449 1.1842 76.36 62.60 2.3370 2.8337 105.78 106.64 5053.48 2624.65 9 0.3129 1.4217 77.19 71.15 2.3125 2.5027 120.51 50.35 5848.36 1268.50 10 0.4295 1.3115 76.57 68.07 2.3306 2.6123 119.87 73.90 5802.92 1847.20 11 0.5127 1.2380 75.49 64.86 2.3630 2.7378 119.25 92.02 5752.41 2280.04 12 0.5651 1.1774 74.43 62.43 2.3954 2.8412 118.65 106.34 5709.79 2621.76 13 0.2939 1.4432 76.21 70.37 2.3414 2.5297 133.90 51.44 6437.55 1294.85 14 0.3856 1.2868 74.61 67.09 2.3898 2.6494 132.21 75.49 6335.15 1881.78 15 0.4500 1.2111 74.05 64.81 2.4075 2.7397 132.55 92.44 6329.56 2290.50 16 0.5171 1.1819 73.48 62.70 2.4255 2.8293 131.51 105.45 6230.34 2593.95 Page 27 of 38
12. * Từ đây, ta sẽ vẽ đồ thị mơ tả sử phụ thuộc Kl1, Kl2 và Kl theo Re1, Re2 ứng với lưu lượng dịng nĩng, dịng lạnh ở ống C *Xét ảnh hưởng của dịng lạnh: ĐỒ THỊ 1: ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CHẢY DỊNG LẠNH ỐNG C ĐỐI VỚI Kl2 VÀ * 3 Kl (ĐỘ ĐỌC DỊNG NĨNG LÀ 0.2 ft /ph) DỊNG LẠNH G1 G2 * Re2 Kl2 Kl 0.2 7483 35.82 47.43 0.3 10913 53.57 62.72 0.2 0.4 14264 56.12 72.44 0.48 16515 69.11 77.38 ĐỒ THỊ 2: ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CHẢY DỊNG LẠNH ỐNG C ĐỐI VỚI Kl2 VÀ * 3 Kl (ĐỘ ĐỌC DỊNG NĨNG LÀ 0.24 ft /ph) DỊNG LẠNH G1 G2 * Re2 Kl2 Kl 0.2 7354 51.91 49.11 0.3 10717 61.18 65.11 0.24 0.4 14007 60.40 75.59 0.48 16515 73.57 82.41 Page 29 of 38
13. *Xét ảnh hưởng của dịng nĩng: ĐỒ THỊ 1: ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CHẢY DỊNG NĨNG ỐNG C ĐỐI VỚI Kl1 VÀ * 3 Kl (ĐỘ ĐỌC DỊNG LẠNH LÀ 0.2 ft /ph) DỊNG NĨNG G1 G2 * Re1 Kl1 Kl 0.2 25579 79.27 47.43 0.24 28029 73.74 49.11 0.2 0.28 31936 75.80 50.95 0.32 36182 86.96 52.77 ĐỒ THỊ 2: ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CHẢY DỊNG NĨNG ỐNG C ĐỐI VỚI Kl1 VÀ * 3 Kl (ĐỘ ĐỌC DỊNG LẠNH LÀ 0.3 ft /ph) DỊNG NĨNG G1 G2 * Re1 Kl1 Kl 0.2 24993 87.09 62.72 0.24 28029 83.83 65.11 0.3 0.28 31630 89.98 67.83 0.32 35259 107.35 70.34 Page 31 of 38
14. - Về mặt tổ chức dòng chảy: hai lưu chất có thể chảy cùng chiều hay ngược chiều trong từng phân đoạn và riêng từng lưu chất có thể chảy nối tiếp từ phân đoạn này sang phân đoạn khác hay phân thành nhiều nhánh vào các phân đoạn bố trí song song. Nhược điểm: phụ tải nhiệt bé. 1) Tổn thất nhiệt: rất đáng kể, thể hiện ở việc nhiệt lượng mất đi của dòng nóng lớn hơn nhiều so với nhiệt nhận vào của dòng lạnh, nguyên nhân là do : - Nhiệt làm cho hệ thống ống nóng lên. - Nhiệt lượng truyền qua ống qua môi trường - Bề mặt ngoài của ống không được cách nhiệt tốt, nhiệt toả ra môi trường. - Bề mặt ống chế tạo không đồng đều, có sự rò rỉ lưu chất trong ống. 2) Nguyên nhân gây ra sai số: - Mức độ sai số trong bài này là rất lớn. Có hai loại sai số: sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên.Sai số ngẫu nhiên do những yếu tố ngẫu nhiên hoàn toàn do đó không thể khắc phục được, ta chỉ có thể đánh giá bằng cách lặp lại thí nghiệm nhiều lần. Sai số hệ thống là do phương tiện đo không chuẩn xác hay do phương pháp đo không chính xác do đó loại sai số này co thể khắc phục được. - Các nguyên nhân gây ra sai số trong bài này: o Có thể hệ thống chưa thực sự ổn định đã thực hiện đo số liệu. o Đọc nhiệt độ không cùng thời điểm, nhiệt độ không ổn định. Ngoài ra giá trị nhiệt độ trên bảng đọc không ổn định mà luôn biến thiên trong một khoảng nhất định do đó sai số do chủ quan của người đọc là không thể tránh khỏi o Bơm lưu chất hoạt động không ổn định (do điện không ổn định bởi phòng thí nghiệm quá nhiều tải hoạt động không đồng thời ) làm cho lưu lượng dòng lưu chất không ổn định o Sự rò rỉ chất lỏng trong hệ thống ống (qua các van là chủ yếu). o Tổn thất nhiệt do phải làm nóng toàn hệ thống. o Thất thoát nhiệt do sự trao đổi nhiệt giữa ống với môi trường bên ngoài. o Sai số người làm thí nghiệm. o Có thể do dụng cụ đo nhiệt độ và lưu lượng không chính xác. o Các sai số do quy tròn số liệu cũng một phần ảnh hưởng đến kết quả tính toán 3) Aûnh hưởng của sai số đến quá trình tính toán: - Sai số dây chuyền trong quá trình tính toán. - Sự dẫn nhiệt của ống dẫn đến tổn thất Q lớn hơn nhiều trong lý thuyết . - Ngoài ra khi ta tính nhiệt độ bề mặt của ống theo công thức cuả tài liệu thì thực tế tb (nhiệt độ chất bẩn) ngày càng nhỏ hơn do đó có sự truyền nhiệt ra môi trường, sai số này sẽ ảnh hưởng đến giá trị Nu, , Kl. Page 33 of 38
15. Trường hợp truyền nhiệt ngược chiều: t1v n t1r t2r l t t2v t t t l n log t Ln l tn * • Tính Kl theo lý thuyết: K 1 1 1 d 1 r ln ng b d 2 d d  d 1 tr tr 2 ng b Trong đó: 2 1, 2: Hệ số cấp nhiệt (W/m K). λCu = 385 W/m.K: Hệ số dẫn nhiệt của đồng. dng, dtr: Đường kính ngoài và trong của ống (m). rb, db : Nhiệt trở và bề dày của lớp bẩn. • Tính Nu: Để tính Nu ta cần Re , Pr , Prv và các hệ số thực nghiệm khác. wl Re  Trong đó: w: Vận tốc dòng, m/s. ν: Độ nhớt động học của lưu chất, m2/s. l: Kích thước hình học đặc trưng, m. Trường hợp dòng lưu chất chuyển động qua tiết diện không tròn, l được tính với đường kính tương đương dtđ. Page 35 of 38
16. Trường hợp này: L/d = 1/0.01 = 100 > 50, ta chọn 1 = 1 Sau khi có Nu suy ra ( ở đây tính Nu cho từng dòng trong mỗi kiểu) Nu. l • Tính tvách1, tvách2: Do nhiệt độ thành ống (vách) không biết, ta tính theo trình tự sau: t1 = tTB1 – tvách1 t2 = tvách2 – tTB2 tvách1, tvách2: Nhiệt độ vách trong và vách ngoài của ống trong. tTB1, tTB2: Nhiệt độ trung bình vào, ra của dòng nóng và dòng lạnh Ta thực hiện phép tính lặp: Ban đầu, chọn gần đúng hiệu số giữa nhiệt độ lưu chất và vách như sau: t Re 1 2 t2 Re1 t 1 2 t log 1 Re 1 1 Re2 t 1 2 t log 2 Re 1 2 Re1 tlog 1.5 t 1.5 t t log 1 Re 2 Re 1 1 1 2 Re Re Ta chọn công thức : 2 1 Từ đây ta tính được nhiệt độ trung bình của lưu chất và vách ngăn, tính Nu và α Sau khi có kết quả tính 1, 2 ta kiểm tra t1, t2 bằng phương trình sau: q = K. tlog = 1 t1 = 2 t2 K ' t1 1 K ' t2 2 t t Sai số: | t(%) | sau truoc 100 ttruoc Sai số cho phép là 5%, nếu chưa đạt, quá trình được lặp lại với t1, t2 vừa tính được. Page 37 of 38