Tài liệu Tran qttb

Thí nghiệm các QT&TB GVHD: Võ Văn Sim BÀI 1: THÍ NGHIỆM TRUYỀN NHIỆT ỐNG KÉP 1.1 Mục đích thí nghiệm: - Làm quen với thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống, các dụng cụ đo nhiệt độ và lưu lượng lưu chất. - Xác định hệ số truyền nhiệt trong quá trình truyền nhiệt giữa hai dòng lạnh và nóng qua vách kim loại ở các chế dộ chảy khác nhau. - Thiết lập cân bằng nhiệt lượng. 1.2 Cơ sở lý thuyết: 1.2.1 Các khái niệm:  Truyền nhiệt Truyền nhiệt là một quá trình phức tạp xảy ra đồng thời 3 dạng trao đổi nhiệt: trao đổi nhiệt bằng dẫn nhiệt, trao đổi nhiệt bằng đối lưu nhiệt và trao đổi nhiệt bằng bức xạ nhiệt.  Chiều quá trình Trong tự nhiên quá trình truyền nhiệt chỉ xảy ra theo một chiều từ nơi có nhiệt độ cao tới nơi có nhiệt độ thấp.  Chất tải nhiệt Chất tải nhiệt là chất mang nhiệt từ nơi này tới môi trường khác theo quy luật tự nhiên.  Truyền nhiệt trực tiếp Truyền nhiệt trực tiếp là quá trình truyền nhiệt mà chất tải nhiệt tiếp xúc trực tiếp với vật liệu.  Truyền nhiệt gián tiếp Truyền nhiệt gián tiếp lầ quá trình truyền nhiệt mà chất tải nhiệt không tiếp xúc trực tiếp với vật liệu mà thông qua vật ngăn.  Truyền nhiệt ổn định SVTH: Phạm Huyền Trân Page 1 Thí nghiệm các QT&TB GVHD: Võ Văn Sim Truyền nhiệt ổn định là quá trình truyền nhiệt mà nhiệt độ chỉ thay đổi theo không gian mà không thay đổi theo thời gian.  Truyền nhiệt không ổn định Truyền nhiệt không ổn định là quá trình truyền nhiệt mà nhiệt độ thay đổi cả theo không gian và thời gian.  Trường nhiệt Trường nhiệt đặc trưng cho độ nóng của vật là nhiệt độ (toC, toK). Tập hợp tất cả những giá trị nhiệt độ của vật hoặc môi tường gọi là trường nhiệt.  Nhiệt trường ổn định Nhiệt trường ổn định là nhiệt trường mà nhiệt độ chỉ thay đổi theo không gian mà chỉ thay đổi theo thời gian. T = f(x,y,z)  Nhiệt trường không ổn định Nhiệt trường không ổn định là nhiệt trường mà nhiệt độ thay đổi theo cả không gian và thời gian. T = f(x,y,z,t)  Mặt đẳng nhiệt Mặt đẳng nhiệt là tập hợp các điểm có nhiệt độ bằng nhau. Quá trình dẫn nhiệt không xảy ra trên một mặt đẳng nhiệt, mà chỉ dẫn nhiệt từ mặt đẳng nhiệt này đến mặt đẳng nhiệt kia. 1.2.2 Các quá trình truyền nhiệt: Trong thực tế quá trình truyền nhiệt diễn ra theo 3 phương thức truyền nhiệt cơ bản sau.  Dẫn nhiệt Dẫn nhiệt là sự truyền nhiệt năng từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp. do sự truyền động năng hoặc dao động va chậm vào nhau, nhưng không có sự chuyển rời vị trí giữa các phân tử vật chất. dẫn nhiệt chỉ xảy ra khi truyền nhiệt của các chất rắn hoặc truyền nhiệt của chất lỏng, chất khí đứng yên hay chuyển động dòng.  Định luật Fourien Xét trên một mặt phẳng có diện tích F có dòng nhiệt dẫn qua theo phương vuông góc với mặt phẳng, định luật Fourien phát biểu như sau: SVTH: Phạm Huyền Trân Page 2 Thí nghiệm các QT&TB GVHD: Võ Văn Sim Mật độ dòng nhiệt truyền qua bằng phương thức dẫn nhiệt theo phương quy định tỷ lệ thuận với diện tích vuông góc với Phương truyền nhiệt và gradian nhiệt độ theo phương ấy. Q x −λF q x     Qx F ∂T ∂x − λ (W) ∂T ∂x (W/m2) Qx: dòng nhiệt truyền qua diện tích F (j/s) qx: mật độ dòng nhiệt (W/m2) F: diện tích bề mặt truyền nhiệt vuông góc với phương x (m2) : hệ số dãn nhiệt W/m.độ Thực nghiệm chứng tỏ  là một thông số vật lý biểu diển khả năng dẫn nhiệt của vật liệu.     Hệ số dẫn nhiệt phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ, vật liệu, cấu trúc vật liệu. Hệ số dẫn nhiệt của chất khí trong khoảng 0,0060,6 (W/m.độ) Hệ số dẫn nhiệt của chất khí trong khoảng 0,0070,7 (W/m.độ) Hệ số dẫn nhiệt của chất rắn phụ thuộc vào kết cấu, độ xốp và độ ẩm của vật liệu. Từ định luật Fourien cơ bản người ta đưa ra các dạng phương trình truyền nhiệt cho các trường hợp cụ thể. Ở đây ta chỉ nêu trường hợp dẫn nhiệt ổn định qua ống  Dẫn nhiệt ổn định qua ống Nghiên cứu quá trình dẫn nhiệt qua vách trụ (ống) nhiệt độ bề mặt vách trong t 1, nhiệt độ vách ngoài t2 không thay đổi. vật liệu có hệ số dẫn nhiệt  không đổi. Ta có phương trình dẫn nhiệt như sau: Q t1 −t 2 2π . λ. L t 1 −t 2  d d 1 ln 2 ln 2 d1 2π . λ. L d 1   (W)  L: chiều dài của ống (m)  d1, d2: đường kính trong và ngoài của ống (m) SVTH: Phạm Huyền Trân Page 3 Thí nghiệm các QT&TB GVHD: Võ Văn Sim δ d 2 −d 1 2 Còn (m) Và diện tích bề mặt trung bình: F π  d 1 −d 2  L ln d2 d1 (m2) Tỷ số d2/d12 thì F tính bằng công thức sau: F π  d1  d 2  L 2 (m2) Để thuận tiện cho việc tính toán ta tính qτ  t 1 −t 2 Q  L d2 1 ln 2 πλ d1 (w/m) Nhiều lớp Với tường hình ống nhiều lớp vật liêu khác nhau Q qτ   L n ∑ i−1 t 1 −t n  1 di 1 1 ln 2 πλ di  n: số lớp  t1: nhiệt độ vách trong (oC)  tn+1: nhiệt độ vách ngoài thứ n+1 (oC)  Đối lưu nhiệt Nhiệt đối lưu là sự truyền nhiệt mà các phân tử lỏng hoặc khí nhận nhiệt rồi đổi chỗ cho nhau; sự đổi chỗ do chênh lệch khối lượng riêng hay do các tác động cơ học như: bơm, khuấy. SVTH: Phạm Huyền Trân Page 4 Thí nghiệm các QT&TB GVHD: Võ Văn Sim Quá trình tỏa nhiệt đối lưu xảy ra khi có sự trao đổi nhiệt giữa chất lỏng, chất khí và bề mặt rắn.  Định luật Newton Để tính nhiệt đối lưu người ta dùng công thưc Newton Q=.F.(tr-tv) (w) Trong đó:        : hệ số tỏa nhiệt (W/m.độ) phụ thuộc vào rất nhiều thông số =f(tv,tf,, , cp, , ,l) tf: nhiệt độ lưu chất tv: nhiệt độ vách : tốc độ truyền nhiệt của chất lỏng l: kích thước bề mặt troa đổi nhiệt q=(tr-tv) (W/m2) Để tính toán được phương trình trên ta cần phải xác định được  1.2.3 Các chuẩn số: Vì quá trình tỏa nhiệt đối lưu phụ thuộc vào nhiều chuẩn số do đó muốn xác định  ta cần tính các chuẩn số sau: Nu Chuẩn số Nusselt: Chuẩn số Reynolds: α. ℓ λr Pr  Chuẩn số Prandtl: γ a 3 ω.ℓ Re γ Chuẩn số Grashof: g . β .ℓ . Δt Gr  γ2  : vận tốc chuyển động của lưu chất (m/s) a      λ c p. ρ a: hệ số dẫn nhiệt độ (m2/s) o cp: nhiệt dung riêng đẳng áp (j/kg. C) g: gia tốc trọng trường (m/s2) l: kích thước hình học (có thể là đường kính nếu là ống) (m) t: kí hiệu nhiệt độ vách và nhiệt độ lưu chất (oC) SVTH: Phạm Huyền Trân Page 5 Thí nghiệm các QT&TB GVHD: Võ Văn Sim  : hệ số giãn nở thể tích (1/oK; 1/oC) với chất khí =1/T 1.2.4 Các phương trình thực nghiệm cho các loại lưu chất chuyển động :  Để tính  người ta dùng chuẩn số Nu và trong từng trường hợp cụ thể thì Nu có biểu thức riêng  Ngoài ra người ta tính trước một số trường hợp cụ thể, ta có thể tra bảng cho từng trường hợp ấy 1.2.5 Các kiểu truyền nhiệt trong thiết bị vỏ ống:  Kiểu xuôi chiều: 2 dòng lưu chất lạnh và nóng chuyển động cùng chiều. Khi bố trí kiểu này thì hiệu quả truyền nhiệt ở đầu vào là rất cao và đầu ra là thấp.  Kiểu ngược chiều: 2 dòng lưu chất lạnh và nóng chuyển động ngược chiều, kiểu bố trí này thường được dùng, sự trao đổi nhiệt được phân bố đều trên khắp chiều dài của thiết bị . 1.2.6 Tổ chức dòng chảy trong thiết bị vỏ ống:  Tổ chức dòng chảy phải đảm bảo điều kiện: hiệu quả quá trình trao đổi nhiệt là cao nhất. trong đó gồm: dòng nóng và dòng lạnh.  Dòng nóng và dòng lạnh có thể bố trí bên trong hay bên ngoài vỏ ống dòng lưu chất cùng chiều hay ngược chiều. 1.2.7 Nhiệt độ ra của các dòng chảy: Trường hợp xuôi chiều: ở 2 đầu thiết bị nhiệt độ nóng ra lớn hơn lạnh ra 1.3 Tính toán thí nghiệm: Phương trình cân bằng nhiệt lượng cho 2 dòng lưu chất nóng và lạnh có dạng Q= GN.CN(tNV-tNR)=GL.CL(tLR-tLV) Trong đó     GN, GL: lưu lượng khối lượng của dòng nóng và dòng lạnh (kg/s) CN, CL: nhiệt dung riêng đẳng áp của nước nóng và nước lạnh (J/kg.độ) tNV, tNR: nhiệt độ vào, ra của dòng nóng (oC) tLV, tLR: nhiệt độ vào, ra của dòng lạnh (oC) Quá trình truyền nhiệt được biểu diễn bằng phương trình sau: Q= KL.tlog.L Trong đó: SVTH: Phạm Huyền Trân Page 6 Thí nghiệm các QT&TB GVHD: Võ Văn Sim     Q: nhiệt lượng trao đổi (W hoặc j/s) KL: hệ số truyền nhiệt dài (W/m.độ) t log: hiệu nhiệt độ logarit củ hai dòng lưu chất (oC) L: chiều dài ống, ở bài thí nghiệm này ta lấy L=1050mm Hiệu nhiệt độ của 2 lưu chất Δt l og  Δt max − Δt min ln Δt max Δt min Hệ số truyền nhiệt dài KL: K L π d ng rb 1 1 1  .ln  ∑  α1 .d tr 2 λ inox d tr d b α2 .d ng Trong đó:       dtr, dng: đường kính trong và đường kính ngoài của ống truyền nhiệt (m). inox: hệ số dẫn nhiệt của kim loại chế tạo ống (w/m.độ) 1, 2: hệ số cấp nhiệt của dòng nước nóng, dòng nước lạnh (w/m2.độ) rb: hệ số nhiệt của cặn bẩn (m2.độ/w) db: đường kính lớp bẩn (m) KL: hệ số truyền nhiệt dài (w/m.độ) Hệ số cấp nhiệt 1, 2 giữa vách ngăn và các dòng lưu chất được tính từ chuẩn số Nusselt (Nu) Phương trình tổng quát của chuẩn số Nusselt là: Nu A .Rem .Pr n . 0, 25   Pr Pr t .ε L .ε P Trong đó: Các hệ số: A, n, m, εL, εP là các hệ số thực nghiệm phụ thuộc các yếu tố sau: Chế độ chảy của các dòng lưu chất . SVTH: Phạm Huyền Trân Page 7 Thí nghiệm các QT&TB GVHD: Võ Văn Sim  Sự tương quan giữa các dòng chảy về bề mặt truyền nhiệt. Đặc điểm của bề mặt truyền nhiệt (độ nhám, hình dạng ,…) Ta có các phương trình Nusselt cho dòng chảy ngang ống như sau: Khi 5  Re  103 : 0, 25  Pr 0,5 0,38 Nu0,5 . Re . Pr . Pr t 0,6 Nu0, 25 . Re . Pr 0, 38 Khi 103  Re  2.105: 0,8 Nu0, 023. Re . Pr Khi 2.105  Re  2.106: 0, 25   Pr . Pr t 0,37 Pr . Pr t 0,25 Ta có phương trình tính Nusselt cho chế độ chảy dọc theo thân ống: Chế độ chảy màng Re  2320  Pr 0,33 0, 43 0,1 Nu0, 15. Re . Pr . Gr . Pr t 0,25 ..εL Chế độ chảy chuyển tiếp 2320  Re  10000:   Pr NuC . Pr 0,43 . Pr t 0,25 .εL Chế độ chảy rối Re  10000: 0,8 Nu0, 021. Re . Pr 0,43 0, 25  Pr . Pr t .εP Trong đó giá trị C phụ thuộc Re theo bảng sau: Re 2100 SVTH: Phạm Huyền Trân 2200 2300 2400 2500 Page 8 Thí nghiệm các QT&TB GVHD: Võ Văn Sim C 1,9 2,2 3,3 3,8 4,4 Re 3000 4000 5000 6000 8000 10000 C 6,0 10,3 15,5 19,5 27,0 33,0 Giá trị εL phụ thuộc vào tỉ lệ L/d khi Re  10000 L/d 1,0 2,0 5,0 10,0 15,0 29,0 30,0 40,0 50,0 εL 1,9 1,7 1,44 1,28 1,18 1,13 1,05 1,02 1,00 Khi Re 10000 thì hệ số εP phụ thuộc vào Re và L/d như sau: 10,0 20,0 30,0 40,0 50 1.104 1,23 1,13 1,07 1,03 1,00 2.104 1,18 1,10 1,05 1,02 1,00 5.104 1,13 1,08 1,04 1,02 1,00 1.105 1,10 1,06 1,03 1,02 1,00 1.106 1,05 1,03 1,02 1,01 1,00 L/d Re  Chuẩn số Grashof (Gr) Chuẩn số Grashof đặc trưng cho quan hệ giữa lực ma sát phân tử và lực kéo do tỉ trọng khác nhau, ở những điểm có nhiệt độ không giống nhau trong cùng một dòng lưu chất (nước). g .d Gr  td 3 . β . Δt ν 2 g .d  td 3 . β . Δt . ρ 2 μ2 Trong đó     Gr: chuẩn số Grashof : độ nhớt động học của lưu chất (m2/s) dtd: đường kính tương đương của tiêt diện dòng chảy (m) : khối lượng riêng của lưu chất (nước), (kg/m3) SVTH: Phạm Huyền Trân Page 9 Thí nghiệm các QT&TB GVHD: Võ Văn Sim  : độ nhớt động lực học của nước (N.S/m2).  t: hiệu nhiệt độ giữa lưu chất và thành ống, trong bài thí nghiệm này ta lấy t=6oC  : hệ số giãn nở thể tích (phụ thuộc vào nhiệt độ), (1/oC) T(oC) 0 20 40 60 80 100 120 (1/oC) -0,6.10-4 2,1.10-4 3,9.10-4 5,3.10-4 6,3.10-4 7,5.10-4 8,6.10-4 2 Gr  o 2 9, 81  m s .6  C . d 3 . ρ . β td μ  2 1.4. Thiết bị thí nghiệm: Hệ thống thiết bị thí nghiệm có các thiết bị thành phần sau:  Nồi đun nước nóng được gia công bằng thép không gỉ có dạng lăng trụ đứng với đường kính D=395mm, chiều cao nồi là H=500mm  Thành nồi có lớp bảo ôn dày 30mm, trong nồi có hai điện trở gia nhiệt để đun sôi nước.  Một bơm nước nóng có công suất 0,5 HP dùng để bơm nước nóng từ nồi đun đế hệ thống trao đổi nhiệt. Hộp điều khiển hệ thống thiết bị. o Ống kép chảy ngang là loại ống lồng ống mà lưu chất lạnh chảy ngang mặt ngoài của ống trong . o Ống kép chảy dọc là loại ống lồng ống đơn giản, lưu chất nóng chảy dọc mặt trong của ống trong và lưu chất lạnh chảy dọc trong khoảng không gian giữa hai ống. o Một lưu lượng kế dạng phao dùng để đo lưu lượng của nước nóng và nước lạnh. Loại ống Kích thước Kích thước Chiều dài Ống trong (mm) Ống ngoài (mm) (mm) SVTH: Phạm Huyền Trân Page 10 Thí nghiệm các QT&TB GVHD: Võ Văn Sim Chảy dọc Φ18/22 Φ30/34 1050 Chảy ngang Φ18/22 Φ30/34 1050 1.5 Sơ đồ nguyên lý thiết bị: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ A. Điện trở đun nước a. Công tắc tổng B.Nồi đun nước nóng b. Công tắc bơm C.Bơm nước nóng c. Công tắc điện trở đun nóng. SVTH: Phạm Huyền Trân Page 11 Thí nghiệm các QT&TB GVHD: Võ Văn Sim D. Lưu lượng kế d. Đồng hồ hiển thị nhiệt độ. E. TBTN kiểu chảy ngang F. TBTN kiểu chảy dọc V. Các van 1.6 Kết quả thí nghiệm: Bảng số liệu từ phòng thí nghiệm Lưu lượng dòng Lưu lượng dòng lạnh G'L nóng G'N (L/P) (L/P) 3 L/P 6 L/P 9 L/P Nhiệt độ Nhiệt độ dòng nóng dòng lạnh tNV tNR tLV tLR G'L1=3 75 71 30 39 G'L2=6 78 72 30 40 G'L3=9 80 77 30 41 G'L1=3 78 74 30 39 G'L2=6 79 76 30 40 G'L3=9 82 82 30 41 G'L1=3 79 77 30 39 G'L2=6 80 78 30 40 G'L3=9 83 80 30 41 Các bảng số liệu tính toán SVTH: Phạm Huyền Trân Page 12 Thí nghiệm các QT&TB GVHD: Võ Văn Sim Bảng 1: Nhiệt lượng tỏa ra của dòng nóng G’N QN GN tNV tNR tNTB (L/P) (kg/s) (0C) (0C) (0C) 3 0,0488 75 71 73 0,0487 78 72 0,0486 80 0,0974 6 9 ρ1 C1 QN (J/kg.độ) (W) 975.85 4190 817.888 75 974.75 4190 1224.318 77 78.5 972.83 4190 610.902 78 74 76 974.20 4190 1632.424 0,0973 79 76 77.5 973.38 4190 1224.318 0,0970 82 82 82 970.60 4194 0.000 0,1460 79 77 78 973.10 4190 1223.480 0,1459 80 78 79 972.55 4190 1222.642 0,1451 83 80 81.5 967.45 4203 1829.566 GN  G 'N . p 60.1000 Bảng 2: Nhiệt lượng thu vào của dòng lạnh QN = GN .CN (TNV – TNR ) QL G’L GL tLV tLR tLTB (L/P) (kg/s) (0C) (0C) (0C) 3 0,04968 30 39 34.5 0,04968 30 40 0,04967 30 41 SVTH: Phạm Huyền Trân (kg/m3) ρ2 C2 QL (J/kg.độ) (W) 993.65 4176.38 1867.343 35 993.50 4176.25 2074.761 35.5 993.35 4176.13 2281.712 (kg/m3) Page 13 Thí nghiệm các QT&TB GVHD: Võ Văn Sim 6 9 0,09937 30 39 34.5 993.65 4176.38 3735.062 0,09935 30 40 35 993.50 4176.25 4149.104 0,09934 30 41 35.5 993.35 4176.13 4563.424 0,14905 30 39 34.5 993.65 4176.38 5602.405 0,14903 30 40 35 993.50 4176.25 6223.865 0,14900 30 41 35.5 993.35 4176.13 6844.677 GL  L' 60.1000 Bảng 3: Tính Q, tlog, KL* QN (W) QL (W) t NV ΔQ (W) ( t NR ( o ) )  Δt log L o ( o C t LR (m) ( o C t LV C KL (W/m.độ) ( o C ) C ) ) 817.888 1867.343 1049.455 75 71 30 39 1.05 38.13 46.64 1224.318 2074.761 850.443 78 72 30 40 1.05 39.46 50.08 610.902 2281.712 1670.81 80 77 30 41 1.05 42.62 50.99 1632.424 3735.062 2102.638 78 74 30 39 1.05 41.16 86.42 1224.318 4149.104 2924.786 79 76 30 40 1.05 42.17 93.70 0.000 4563.424 4653.424 82 82 30 41 1.05 46.28 93.91 1223.480 5602.405 4378.925 79 77 30 39 1.05 43.27 123.31 1222.642 6223.865 5001.223 80 78 30 40 1.05 43.73 135.55 1829.566 6844.677 5015.111 83 80 30 41 1.05 45.64 142.83 SVTH: Phạm Huyền Trân Page 14 Thí nghiệm các QT&TB GVHD: Võ Văn Sim Q = t log  K *L  t max  t min t max ln t min QL tlog * L (với chiều dài ống L= 1050 mm=1,05m) Bảng 4: Chuẩn số Re của dòng nóng ReN (Re1) G'N FN dtđN (m2) (m) ωN tNV tNR tNTB (oC (oC) (oC) μN ReN .10- 3 (Kg/m3) (m/s) (L/P) ρN (N.s/m2) 3 0,1965 6 2.545.10-4 0.018 0,3929 9 0,5894 75 71 73 975.85 0.3958 8720.52 78 72 75 974.75 0.3846 8964.35 80 77 78.5 972.83 0.3649 9429.71 78 74 76 974.20 0.3790 18178.73 79 76 77.5 973.38 0.3705 18580.13 82 82 82 970.60 0.3492 19657.15 79 77 78 973.10 0.3677 28076.73 80 78 79 972.55 0.3621 28494.83 83 80 81.5 967.45 0.3510 29241.80 Tính diện tích tiết diện dòng nóng FN SVTH: Phạm Huyền Trân Page 15 Thí nghiệm các QT&TB GVHD: Võ Văn Sim  .d 2 3,1416.0, 0182 FN    2,5447.104 (m2 ) 4 4 N  GN. F .60 với 3 Lít/phút = 3.10-3 m3 / p = = 0,1965 (m/s) = = 0,3929 (m/s) = = 0,5895 (m/s) Bảng 5: Chuẩn số Re của dòng lạnh ReL (Re2) ' GL FL dtđN 2 (L/P) (m ) ωL (m) tLV tLR tLTB o o o ( C) ( C) ( C) (Kg/m3) (m/s) 3 0,15 6 0,31 3.266.10-4 SVTH: Phạm Huyền Trân ρL μL ReL .10-3 (N.s/m2) 30 39 34.5 993.65 0.7520 15856.12 30 40 35 993.50 0.7433 16039.28 30 41 35.5 993.35 0.7345 16229.00 30 39 34.5 993.65 0.7520 32769.31 30 40 35 993.50 0.7433 33147.85 30 41 35.5 993.35 0.7345 33539.93 Page 16 Thí nghiệm các QT&TB GVHD: Võ Văn Sim 9 0.008 0,46 30 39 34.5 993.65 0.7520 48625.43 30 40 35 993.50 0.7433 49187.14 30 41 35.5 993.35 0.7345 49768.93 Tốc độ chảy của dòng lạnh ω2 (m/s) L  GL 60.FL L  GL  Với mỗi giá trị {3, 6, 9} thì tương ứng cho các giá trị ωL -3 G’L = 3 lít/phút = 3.10 (m3 / p) = = 0,15 (m/s) = = 0,31 (m/s) = = 0,46 (m/s) Tính chuẩn số Reynol của dòng lạnh  .d . Re L  L td 2 2 L Chú ý nếu tính dtđ cho mặt cắt ướt thì dtdL = Dt – dng tính theo chu vi ướt dtđ = 4F/ U với U = (Dt + dng ); F = trong đó: U là chu vi ướt; Dt là đường kính trong của ống ngoài, dng là đường kính ngoài của ống trong. Dt = 30 mm = 0,03 m; dng = 22 mm = 0,022 m dtdL = Dt – dng = 0,03 – 0,022 = 0,008 (m) F= = – U= (Dt + dng) = (0,03 + 0.022) = 0,163 (m) -4 dtđ = 4F/ U = 4.3,266.10 / 0,163 = 0,008 (m) suy ra: dtđ = dtdL = 3,266.10-4 (m2) Bảng 6: Chuẩn số Pranlt của dòng nóng Pr1 SVTH: Phạm Huyền Trân Page 17 Thí nghiệm các QT&TB GVHD: Võ Văn Sim tNV tNR tNTB (oC) (oC) (oC) μN C1 .10-3 (J/kg.độ) λ1 (N.s/m2) (w/m.độ) Pr1 75 71 73 4190 0.3958 0.66675 2.487 78 72 75 4190 0.3846 0.66825 2.011 80 77 78.5 4190 0.3649 0.67088 2.279 78 74 76 4190 0.3790 0.66900 2.374 79 76 77.5 4190 0.3705 0.67013 2.317 82 82 82 4194 0.3492 0.67280 2.177 79 77 78 4190 0.3677 0.67050 2.298 80 78 79 4190 0.3621 0.67125 2.260 83 80 81.5 4203 0.3510 0.67260 2.193 Dựa vào bảng tra thông số hóa lý của lưu chất, áp dụng công thức nội suy để tính Tính chuẩn số Prank dòng nóng PrN  1 CN . N N Bảng 7: Chuẩn số Pranlt của dòng lạnh Pr2 tLV o ( C) tLR tLTB o o ( C) C2 ( C) (J/kg.độ) μL .10-3 λ2 (N.s/m2) (w/m.độ) Pr2 30 39 34.5 4176.38 0.7520 0.62963 4.988 30 40 35 4176.25 0.7433 0.63075 4.921 30 41 35.5 4176.13 0.7345 0.63188 4.854 SVTH: Phạm Huyền Trân Page 18 Thí nghiệm các QT&TB GVHD: Võ Văn Sim 30 39 34.5 4176.38 0.7520 0.62963 4.988 30 40 35 4176.25 0.7433 0.63075 4.921 30 41 35.5 4176.13 0.7345 0.63188 4.854 30 39 34.5 4176.38 0.7520 0.62963 4.988 30 40 35 4176.25 0.7433 0.63075 4.921 30 41 35.5 4176.13 0.7345 0.63188 4.854 Dựa vào bảng tra thông số hóa lý của lưu chất, áp dụng công thức nội suy để tính Tính chuẩn số Prank dòng lạnh PrL  2 CL . L L Bảng 8: Hệ số cấp nhiệt của dòng nóng Re1 Pr1 Pr 1 α1 Nu1 Pr t1 dtđ1 λ1 α1 (w/m.độ) (W/m (m) 2 .độ) 8720.52 2.487 0. 98 81.363 0.018 0.66675 3013. 821 8964.35 2.011 0. 98 76.305 0.018 0.66825 2832. 823 9429.71 2.279 0. 98 82.488 0.018 0.67088 3074. 419 18178.73 2.374 SVTH: Phạm Huyền Trân 0. 98 124.213 0.018 0.66900 4616. Page 19 Thí nghiệm các QT&TB GVHD: Võ Văn Sim 583 18580.13 2.317 1.00 125.326 0.018 0.67013 4665. 817 19657.15 2.177 1.00 126.601 0.018 0.67280 4732. 064 28076.73 2.298 1.0 113.267 0.018 0.67050 3841. 639 28494.83 2.260 1.0 113. 910 0.018 0.67125 4247. 893 29241.80 2.193 1.0 115.005 0.018 0.67260 4297. 353 Tính hệ số cấp nhiệt cho dòng nóng α1 1  Nu1.1 d td1 Áp dụng công thức : Bảng 9: Hệ số cấp nhiệt của dòng lạnh Re2 Pr2 Pr 2 α2 Nu2 Pr t 2 dtđ2 λ2 α2 (m) (w/m.độ) (W/m2.độ) 15856.12 4.988 0. 99 152.117 0.008 0.62963 11972.178 16039.28 4.921 0. 99 152.384 0.008 0.63075 12014.526 16229.00 4.854 0. 99 152.666 0.008 0.63188 12058.324 32769.31 4.988 0. 99 170.311 0.008 0.62963 13404.114 SVTH: Phạm Huyền Trân Page 20