Xem mẫu
- Khoaù Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò
BAØI 2. TRUYEÀN NHIEÄT OÁNG LOÀNG OÁNG
I. MUÏC ÑÍCH THÍ NGHIEÄM
Laø quen vôù thieábòtruyeà nhieä daïg oág loà g oág, caù duïg cuï o nhieä ñ ävaø
m i t n tnn nn cn ñ to
lö u lö ôïg lö u chaá
n t.
Xaù ñ nh heäsoá
cò truyeà nhieä trong quaùtrình truyeà nhieä giö õ hai doøg laïh noù g
n t n t a n n n
ñ ôï ngaê caù h bôû vaù h ngaê kim loaïôûcaù cheá oächaû khaù nhau.
öc nc ic n i c ñ y c
Thieálaä phö ông trình caâ baèg nhieä lö ôïg .
tp nn t n
II. LYÙ THUYEÁT
Truyeà nhieä trong thieábòdaïg oág loà g oág laø ï
n t t nn nn sö truyeà nhieä phö ù taï
n t cp
giö õ hai lö u chaáñ ôï ngaê caù h bôû vaù h ngaê kim loaï Phö ông thö ù truyeà
a töc nc ic n i. c n
nhieä ôûñ y laø
t aâ truyeà nhieä ñ i lö u tö ø ch ngaê ñ n lö u chaá(vaø ôï laï vaø n
n t oá vaù n eá t ngö c i) daã
nhieä qua thaøh oág kim loaï
t nn i.
Nhieä lö ôïg do doøg noù g toû ra:
t n n n a
QN = G1C1(tv1 – tR1)
Nhieä lö ôïg do doøg laïh nhaä vaø
t n n n no
QL = G2C2(tR2 – tv2)
Tö ø ta thaøh laä phö ông trình caâ baèg nhieä lö ôïg
doù n p nn t n
QN = Q L
G1C1(tv1 – tR1) = G2C2(tR2 – tv2) (1)
Trong ñ : où
G1, G2 - Lö u lö ôïg doøg noù g vaø ng laïh, kg/s
n n n doø n
C1, C2 - Nhieä dung rieâg cuû lö u chaá J/kg.ñ
t n a t, oä
0
tv1, tR1 - Nhieä ñ vaø vaø cuû doøg noù g, C
t oä o ra a n n
tv2, tR2 - Nhieä ñ vaø vaø cuû doøg laïh, 0C
t oä o ra a n n
Quaùtrình truyeà nhieä ñ ôï bieå dieã bôû phö ông trình:
n töc u ni
Q = Kl*. tlog.L (2)
Trong ñ ù
o:
L - Chieà daøoág, m
u in
Kl* - Heäsoátruyeà nhieä daøtheo thö ï nghieä , W/m2.ñ
n ti c m oä
u nhieä ñ trung bình giö õ hai doøg lö u chaá 0C
tlog – hieä soá t oä a n t,
Δ Δt
(3)
n
t
l
Δt
log Δt
l
ln
Δt n
10
- Khoaù Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò
tv2
tv1
Neá hai doøg lö u chaá chuyeå
u n t n
ñ ng ngö ôï chieà thì tL vaø
oä c u tL
tv1
tN ñ ôï tính nhö hình 1.
öc tR2
tv1
Trong ñoù tR1
tN
tL = tv2 – tR1 tv1
tv1
tv1
tN = tR2 – tv1 t v1
Hình 1
Neá
u thì hieä soá
u nhieä ñ trung bình cuû hai doøg lö u chaá coùtheå ö ôï
t oä a n t ñc
Δt L 2
Δt N
tính theo coâg thö ù :
n c
Δt L Δt N
Δt Δt
log tb 2
Heäsoátruyeà nhieä daøtính theo lyùthuyeáKl:
n ti t
(4)
Π
K
l r
d ng
1 1 1 b
.ln
α 1d tr 2λ d tr α 2 d ng d
b
Trong ñ :
où
dng, dtr - Ñ ôøg kính ngoaøvaø ö ôøg kính trong cuû oà g truyeà nhieä, m
ön i ñn an n t
.
- heäsoá n nhieä cuû kim loaïlaø oág, W/m.ñ .
daã ta i mn oä
db - Ñ ôøg kính lôù baå baù treâ thaøh oág, m.
ön pnmn nn
2
rb – heäsoá nhieä cuû caë baå, m .ñ /W
trôû tann oä
1, 2 - heäsoá p nhieä giö õ vaù h ngaê vaø c doøg lö u chaá ñ ôï tính
caá t a c n caù n töc
tö øchuaå soá
n Nu.
P 0,25
A.R e m .Pr n ( r )
Nu .E .E R
l
Prt
Caù heäsoá m, n, El, ER laø c heäsoá ï nghieä phuï
c A, caù thö c m thuoä vaø caù yeá toá
cocu:
Cheá oächaû cuû doøg lö u chaá
ñ yan t.
Sö ï ông quan giö õ doøg chaû vaø maëtruyeà nhieä.
tö an y beà t n t
Ñ c ñ m beàmaëtruyeà nhieä bao goà ñ nhaù , hình daïg…
aë ieå t n t m oä m n
III. THIEÁT BÒ THÍ NGHIEÄM
Heäthoág thieábòthí nghieä coù3 loaïoág vôù kieå keá u beàmaëtruyeà nhieä
n t m in i u caá t n t
nhö sau:
Kieå oág A: Loaïoág coùcaù h taû nhieä.
un in n n t
Kieå oág B: Loaï oág loà g oág maølö u chaá chaû ngang maë ngoaø cuû
un in nn t y t ia
oág trong.
n
11
- Khoaù Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò
Kieå oág C: Loaï oág loà g oág ñ giaû , lö u chaá chaû doï beàmaë cuû
un in n n ôn n t yc ta
oág trong
n
Kích thö ôù caù loaïoág truyeà nhieä cho trong baû g 1
cc in n t n
Baûng 1: Kích thöôùc caùc loaïi oáng truyeàn nhieät trong baøi thí nghieäm
Ñ ôøg kính oág
ön n Ñ ôøg kính oág
ön n
Kieå oág
un Chieà daø mm
u i,
trong, mm ngoaø mm
i,
A 10,7/12,7 26/28 1000
B 14/16 26/28 1000
C 14/16 26/28 1000
IV. TRÌNH TÖÏ THÍ NGHIEÄM:
Môûvan 1 cho nö ôù vaø thuøg D khoaû g 2/3.
co n n
Baä coâg taé ñ n trôûF, ñ nö ôù cho tôù luù soâ
cn c ieä un c i c i.
Ñ i vôù baøthí nghieä naø ta coá ò lö u lö ôïg doøg laïh vaø thay ñ i doøg
oá i i my ñ nh n n n cho oå n
noù g ñ xeù sö ï
n eå t trao ñ i nhieä giö õ hai doøg lö u chaá
oå t a n t.
1. Ñ i vôù oág B:
oá i n
Ñ u chænh doøg laïh:
ieà n n
Môûhoaø toaø van 2 vaø / ñ ñ m baû raèg nö ôù coùtheå n lö u laïthuøg chö ù .
n n 6 eå aû on c hoaø i n a
Ñ ng 3 van noù g 9N, 10N, 11 vaø 3 van laïh 9L, 10L, 12.
où n môû n
Môûbôm laïh BL vaø van 8 ñ doøg laïh vaø oág B.
n môû eå n n on
/
Ñ ng hoaø toaø van 12 vaø ieà chænh van 6 ñ lö ôïg nö ôù qua lö u lö ôïg keá 8
où n n ñu eå n c n laø
l/phuù .t
Môûlaïvan 12 ñ ng thôøñ ng hai van 9L, 10L ñ khoâg cho doøg laïh chaû qua
i oà i où eå n n n y
lö u lö ôïg keáLö u yùraèg doøg laïh chaû qua oág B luù naø laø l/phuù .
n . n n n y n cy8 t
Ñ u chænh doøg noù g:
ieà n n
Môû3 van noù g 9N, 10N, 11.
n
Môûvan 4 vaø où g hai van 3, 5 ñ doøg noù g chaû vaø oág B.
ñn eå n n y on
Baä bôm BN sau ñ ñ ng van 11 laï Ñ u chænh van 4 cho nö ôù qua lö u luôïg keá
c où où i. ieà c n
laø l/phuù .
4 t
Ñ i khoaû g 2 phuù , sau ñ ñ nhieä ñ ñ u vaø vaø cuû 2 doøg lö u chaáö ù g vôù
ôï n t où o t oä aà o ra a n tn i
caù nuù treâ thieábòñ nhieä ñ .
ctn t o t oä
Tieá tuï ñ u chænh van 4 ñ taêg lö u lö ôïg doøg noù g leâ 8 vaø l/phuù , ñ nhieä
p c ieà eå n n n n n 12 to t
ñ ñ u vaø vaø tö ông tö ï
oä aà o ra nhö treâ.
n
Taébôm noù g BN.
t n
2. Ñ i vôù oág C
oá i n
Ñ ng ba van noù g 9N, 10N, 11 vaø laïba van laïh 9L, 10L, 12.
où n môû i n
Môûvan 7 vaø où g van 8 ñ cho doøg laïh chaû qua oág C.
ñn eå n n y n
12
- Khoaù Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò
Ñ ng van 12 laïvaø ieà chænh van 6/ ñ nö ôù chaû qua lö u lö ôïg keá laø l/phuù .
où i ñu eå c y n G8 t
Ñ ng 3 van noù g 9N, 10N, 11 vaø 3 van laïh 9L, 10L, 12.
où n môû n
Caù bö ôù coø laïhoaø toaø tö ông tö ï
c cni n n nhö ñ i vôù oág B.
oá i n
3. Ñ i vôù oág A
oá i n
Do oág A chæ coùdoøg noù g chaû qua neâ caù bö ôù thí nghieä SV laø tö ông tö ï
n n n y nc c m m
nhö treâ.
n
Caù keáquû thí nghieä coùtheå p vaø baû g 2:
cta m laä o n
Baûng 2: Keáquû thí nghieä
ta m
Nhieä ñ doøg
t oä n Nhieä ñ doøg
t oä n
Lö u lö ôïg doøg
n n Lö u lö ôïg doøg
n n
noù g
n laïh
n
laïh, l/ph
n noù g, l/ph
n
Vaø, 0C Ra, 0C Vaø, 0C Ra, 0C
o o
OÁ A
ng QN1 = 4
QN2 = 8
QN3 = 12
QL = 8 QN1 = 4
(OÁ B)
ng QN2 = 8
QN3 = 12
QL = 8 QN1 = 4
(OÁ C)
ng QN2 = 8
QN3 = 12
V. TRÌNH TÖÏ TÍNH TOAÙN
b1 - Tính nhieä lö ôïg Q theo coâg thö ù (1)
t n n c
b2 - Tính log theo (3)
b3 - Tính heäsoátruyeà nhieä daøthö ï nghieä theo (2)
n ti c m
b4 - Tính heäsoátruyeà nhieä daøtheo lyùthuyeátheo (4) baèg caù h tính heäsoá p
n ti t n c caá
nhieä 1, 2 nhö sau:
t
Xaù ñ nh cheá oächaû cuû lö u chaábaèg chuaå soá
cò ñ ya tn n Re
ρω d
td
Re
μ
Trong ñ :où
- khoálö ôïg rieâg vaø oänhôù ñ ng hoï cuû lö u chaá kg/m3 vaø
, i n n ñ t oä ca t, Pa.S
dtd – kích thö ôù hình hoï chuûyeá, m
c c u
4F
d
td π
Vôù :
i
F – dieä tích maëcaé m2
n t t,
- chu vi maëcaéö ôù , m
ttt
Ñ i vôù oág B:
oá i n
Cheá oächaû maøg 5 < Re
- Khoaù Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò
0,25
Pr
0,5Re 0,5 Pr 0,38
Nu
Prt
Cheá oächaû chuyeå tieá 103 < Re < 2.105
ñ y np
0,25
Pr
0,25Re 0,6 Pr 0,38
Nu
Prt
Cheá oächaû roá 2.105 < Re < 2.106
ñ yi
0,25
Pr
Nu 0,023Re 0,8 Pr 0,37
Prt
Ñ i vôù oág C:
oá i n
Cheá oächaû maøg Re < 2300
ñ y n
0,25
Pr
Nu 0,15Re 0,33 Pr 0,43 Gr 0,1
Prt
Cheá oächaû chuyeå tieá 2300 < Re 10.000
ñ yi
0,25
Pr
Nu 0,021Re 0,8 Pr 0,43
Prt
Trong ñ :où
Pr, Prt – chuaå soá
n prandt ôûnhieä ñ trung bình cuû doøg lö u chaávaø a vaù h
t oä an t cuû c
ngaê, ñ c trö ng cho sö ï c nhau cuû heäsoá p nhieä khi ñ noù g vaø m laïh.
n aë khaù a caá t un n laø n
Neá khoâg bieánhieä ñ vaù h ngaê, ñ ñ giaû trong tính toaù ta xem nhieä ñ
u n t t oä c n eå ôn n n t oä
trung bình cuû doøg lö u chaábaèg nhieä ñ cuû vaù h ngaê nghó laø soá
an tn t oä a c n a tæ Pr/Prt = 1.
C – heäsoá phuïthuoä vaø Re. Coùtheå n C theo baû g 3:
co choï n
l – heäsoá phuïthuoä tyûleäl/d khi Re < 10.000, l cho trong baû g 4
c n
Gr – chuaå soá
n Grashop
gd 3ρ 2 βΔt
td
Gr
2
μ
Vôù :
i
- heäsoá n nôûtheå
giaû tích
t – hieä nhieä ñ giö õ thaøh oág vaø ng lö u chaá
u t oä a nn doø t
Baûng 3: Caù giaùtròcuû C theo Re
c a
Re.103 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 3 4 5 6 8 10
C 1,9 2,2 3,3 3,8 4,4 6 10,3 15,5 19,5 27 33
14
- Khoaù Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò
Baûng 4: caù giaùtròcuû
c a theo tyûsoál/d
l
l/d 1 2 5 10 15 29 30 40 50
1,9 1,7 1,44 1,28 1,18 1,13 1,05 1,02 1
l
Sau khi coùchuaå soá ta tìm
n Nu 1, 2 theo coâg thö ù :
n c
αd
td
Nu
λ
vôù : - heäsoá n nhieä cuû lö u chaá
i daã ta t
b5 - Laä baû g keáquû tính Kl vaø l theo cheá oächaû tö ø oùsuy ra sai soá õ Kl*
*
pn ta K ñ yñ giö a
vaø l.
K
b6 - Dö ïg ñ thòKl*, Kl theo Re
n oà
VI. BAØN LUAÄN
Sau khi tính toaù vaø ïg caù ñ thò sinh vieâ tö ïñ a ra nhö õ g nhaä xeù ,
n dö n c oà , n ö n nt
ñ nh giaùvaø n luaä veàkeáquaûthí nghieä theo caù noä dung sau:
aù baø n t m ci
Toå thaánhieä coùñ ng keå ng. Taïsao.
n t t aù khoâ i
Nguyeâ nhaâ gaâ ra sai soátrong luù laø thí nghieä , aû h hö ôû g cuû sai soá
n ny cm mn n a
ñ n keáquû tính toaù . Bieä phaù khaé phuï.
eá t a n n p c c
Giaû thích sö ï c nhau giö õ Kl* vaø l.
i khaù a K
Ñ a ra moä vaøö ù g duïg moâ
ö t in n hình thí nghieä trong thö ï teá
m c.
7. TAØI LIEÄU THAM KHAÛO:
1. Hö ôù g Daã Thí Nghieä Quaù Trình vaø
n n m Thieá Bò – Trö ôøg Ñ i Hoï Baù h
t n aï c c
Khoa Thaøh Phoá Chí Minh.
n Hoà
2. SoåTay Taä II Quaù Trình Vaø
p Thieá Bò Coâg NgheäHoù Chaá – NXB Khoa
t n a t
Hoï vaø Thuaä.
c Kyõ t
15
nguon tai.lieu . vn