Báo cáo thí nghiệm Môn Truyền nhiệt và nhiệt động | Đại học Xây Dựng Hà Nội

lOMoAR cPSD| 59054137
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
Số đề 3 - /2020 - 2021 Hà Nội, 9/2021 1 lOMoAR cPSD| 59054137
BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 5
CÁC QUÁ TRÌNH CỦA KHÔNG KHÍ ẨM
1. Mục đích thí nghiệm
- Hướng dẫn sinh viên biết cách sử dụng hệ thống thiết bị thí nghiệm và hiểu được
nguyên lý hoạt động của hệ thống xử lý không khí.
- Xác định được thông số nhiệt ẩm của không khí ẩm (làm lạnh tách ẩm, đốt nóng
đẳng dung, phun ẩm đoạn nhiệt) bằng thí nghiệm.
- Nắm vững phương pháp thí nghiệm và biết sử dụng một số thiết bị thí nghiệm trong hệ thống.
2. Nội dung thí nghiệm - Nghe hướng dẫn
- Thực hành làm thí nghiệm
- Xác định được thông số nhiệt ẩm của không khí ẩm (làm lạnh tách ẩm, đốt nóng
đẳng dung, phun ẩm đoạn nhiệt)
- Ghi chép và xử lý số liệu - Báo cáo thí nghiệm
3. Sơ đồ nguyên lý hoạt động
1. Buồng làm lạnh tách ẩm; 2. Buồng làm nóng không khí
3. Buồng tạo ẩm ; 4,5,6,7. Các nhiệt ẩm kế ; 8. Quạt 4. Kết quả đo TT Mô tả thông số Kí hiệu Đơn vị Vào Ra 1 Lưu lượng quạt V m3/h 15 15 2 Buồng làm lạnh lOMoAR cPSD| 59054137 Công suất làm lạnh Q0 W 120 120 Nhiệt độ không khí t4, t5 oC 33,5 23,5 Độ ẩm không khí 4, 5 % 63% 96% 3 Buồng làm nóng Công suất làm nóng Q1 W 120 120 Nhiệt độ không khí t5, t6 oC 23,5 29,6 Độ ẩm không khí 5, 6 % 96% 67,1% 4 Buồng phun ẩm Công suất bộ tạo ẩm Ghn g/h 41,5 41,5 Nhiệt độ không khí t6, t7 oC 29,6 26,7 Độ ẩm không khí 6, 7 % 67,1% 95%
5. Tính toán số liệu thí nghiệm
5.1. Công thức tính toán
5.2. Kết quả tính toán TT Mô tả thông số
Kí hiệu Đơn vị Vào Ra 1 Lưu lượng quạt V m3/h 15 15 2 Buồng làm lạnh Công suất làm lạnh Q0 W 120 120 Nhiệt độ không khí t4, t5 oC 33,5 23,5 lOMoAR cPSD| 59054137 Độ ẩm không khí 4, 5 % 63% 96%
Phân áp suất hơi nước bão hòa p4, p5 bar 0,0314 1,028 Dung ẩm d4, d5 g/kg 20,53 16,95 Entanpi I4, I5 kJ/kg 53,299 52,902 3 Buồng làm nóng Công suất làm nóng Q1 W 120 120 Nhiệt độ không khí t5, t6 oC 23,5 29,6 Độ ẩm không khí 5, 6 % 96% 67,1%
Phân áp suất hơi nước bão hòa p5, p6 bar 0,029 0,041 Dung ẩm d5, d6 g/kg 17,57 17,36 Entanpi I5, I6 kJ/kg 44,73 44,402 4 Buồng phun ẩm Công suất bộ tạo ẩm Ghn g/h 41,5 41,5 Nhiệt độ không khí t6, t7 oC 29,6 26,7 Độ ẩm không khí 6, 7 % 67,1% 95%
Phân áp suất hơi nước bão hòa P6, p7 bar 0,0412 0,0348 Dung ẩm d6, d7 g/kg 17,44 20,97 Entanpi I6, I7 kJ/kg 44,6 53,51 lOMoAR cPSD| 59054137
5.3. Biểu diễn kết quả thí nghiệm trên đồ thị
Mô tả thí nghiệm
- Phần không khí tiếp xúc với bề mặt dàn lạnh, nhiệt độ sẽ hạ thấp đến nhiệt độ
điểm sương, tiếp tục làm lạnh thì phân áp suất bão hòa của hơi nước sẽ giảm
xuống, phần hơi nước ngưng tụ sẽ tách ra khỏi không khí
- Quá trình làm lạnh tách ẩm và đốt nóng không khí là quá trình được thực hiện
để làm giảm độ chứa hơi nước d và độ ẩm tương đối của không khí
Quá trình phun ẩm đoạn nhiệt là quá trình cho nước bay hơn vào không khí trong điều
kiện không trao đổi nhiệt với môi trường. Không khí ẩm chưa bão hòa đi vào thiết bị
có các thong số t5, I5 ; t6, I6; t7, I7 trong quá trình phun sương nước nhận nhiệt từ
không khí thực hiện quá trình bay hơi làm tăng độ ẩm của không khí và nhiêt độ không lOMoAR cPSD| 59054137
khí giảm dần, khi đạt trạng thái bão hòa, điểm 7 sẽ nằm trên đường đẳng Entapi cắt đường phi=85%
-Hơi ẩm đc hút vào bên trong mấy và bị giữ lại trông chất làm khô .Tiếp đó ,nó được
chuyển đến vị trí khử ẩm ,cuối cùng bay hơi thải ra ngoài môi trường.
-Hơi ẩm trong không khí được hút vào trong máy. Sau đó, đưa qua một hệ thống
làm lạnh để gưng tụ thành nướ .Phần không khí sau khi ngưng tj sẽ đẩy ra ngoài còn
nước ngưng lại sẽ đưa xuống phía khay đựng.
-Dựa trên nguyên lý chênh lệch áp suất,tăng đối lưu không khí nóng trong buồng
sấy .Tác dụng của quạt đối lưu gió là hút nước và độ ẩm ra ngoài .Nhằm tạo ra ấp suất
,đẩy hơi nóng luân phiên liên tục lên bề mặt.
6. Kết luận và nhận xét -
Qua thực hành và làm thí nghiệm sinh viên đã biết cách sử dụng hệ thống
thiết bị thí nghiệm và hiểu được nguyên lý hoạt động của hệ thống xử lý không
khí. - Bước đầu làm quen và biết cách xác định các thông số nhiệt ẩm của không
khí ẩm (làm lạnh tách ẩm, đốt nóng đẳng dung, phun ẩm đoạn nhiệt) bằng thí
nghiệm bằng thí nghiệm. -
Số liệu thí nghiệm đã được xử lý và tính toán phù hợp với kết quả tính toán lý thuyết. lOMoAR cPSD| 59054137
BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 6
QUÁ TRÌNH LÀM NÓNG NƯỚC BẰNG BƠM NHIỆT
1. Mục đích thí nghiệm:
- Hướng dẫn sinh viên biết cách sử dụng và hiểu được nguyên lý hoạt động của hệ
thống bơm nhiệt để làm nóng nước.
- Xác định được thông số hiệu suất nhiệt (COP) khi làm nóng một khối lượng nước
nhất định trong một khoảng thời gian nhất định.
- Nắm vững phương pháp thí nghiệm và biết sử dụng một số thiết bị thí nghiệm trong hệ thống.
2. Nội dung thí nghiệm - Nghe hướng dẫn
- Thực hành làm thí nghiệm
- Xác định được thông số thí nghiệm (nhiệt độ nước nóng, tiêu thụ điện)
- Ghi chép và xử lý số liệu, tìm ra COP- Báo cáo thí nghiệm
3. Mô tả quá trình:
- Máy bơm nhiệt bao gồm 4 bộ phận chính: thiết bị bay hơi, máy nén, máy ngưng tụ và
van giảm áp nối với nhau tạo thành một vòng kín. Một luồng chất lưu dễ bay hơi, gọi
là lưu chất vận động (working fluid) luân chuyển trong máy bơm với nhiệm vụ vận
chuyển nhiệt lượng lấy từ môi trường ngoài cung cấp cho môi trường tiếp nhận.
- Ở chế độ sưởi, máy bơm nhiệt hoạt động theo nguyên tắc sau:
+ Đầu tiên, máy bơm sẽ thu nhiệt lượng từ môi trường ngoài và được luồng lưu chất vận
động (lúc này ở dưới dạng hơi, áp suất thấp, nhiệt độ khoảng 10 độ C) vận chuyển tới máy nén.
+ Tại máy nén, luồng lưu chất vận động bị nén sẽ tăng nhiệt độ (lên khoảng 80 độ C),
đồng thời nhiệt lượng được luồng lưu chất vận động mang theo bên mình cũng sẽ tăng theo.
+ Sau đó luồng lưu chất vận động ở nhiệt độ cao này được chuyển tới máy ngưng tụ, tại
đây lưu chất vận động khi ngưng tụ thành chất lỏng sẽ giải phóng nhiệt lượng mang theo
bên mình (nhiệt lượng này thu được từ môi trường ngoài và từ quá trình nén tại máy
nén) để cung cấp cho thiết bị sưởi.
+ Lúc này lượng lưu chất vận động (ở trạng thái lỏng, áp suất cao) sẽ đi qua van giảm
áp để đưa lại về máy sấy, sau đó nó được sấy thành luồng lưu chất vận động mới (ở dạng
hơi, áp suất thấp) và mang theo nhiệt lượng thu từ môi trường ngoài tiếp tục một chu trình mới. lOMoAR cPSD| 59054137
4. Sơ đồ nguyên lý hoạt động lOMoAR cPSD| 59054137
5. Kết quả đo và tính toán xử lý thí nghiệm Stt Thông số
Ký hiệu/Công thức 1 3 1 Nhiệt độ môi trường tmtr = ... 0C 27 27 27 2
Nhiệt độ đo nước vào tnước vào = ...0C 21 26 31 3 Nhiệt độ đo nước ra tnước ra = ...0C 26 31 36 4 Nhiệt độ ngưng tụ tk = ... 0C 31,5 36.5 41.5 5 Nhiệt độ bay hơi t0 = ... 0C 9,5 9,5 9,5 6 Lượng nước trong bình G = ... lít (kg) 23 23 23 7
Nhiệt dung riêng của nước C = 4,2 kJ/kg.K 4,2 4,2 4,2 8 Chỉ số cos( ) Cos( ) = 0,85 0,85 0,85 0,85 9 Hiệu điện thế U ... V 220 220 220 10 Dòng điện I ... A 1 1,1 1,15 11 Thời gian thí nghiệm ... h 0,15 0,15 0,15 12 Lượng điện tiêu thụ
L = 3.6 * U * I * cos( ) * 673,2 111,1 774,18 13 Lượng nhiệt cung cấp Q = G * C * ∆t 483 483 483 14 Chỉ số COP COP = Q / L 0,36 4,34 0,62
6. Biểu diễn kết quả thí nghiệm trên đồ thị
Đồ thị về mối quan hệ giữa nhiệt độ nước nóng và COP
7. Nhận xét thí nghiệm lOMoAR cPSD| 59054137
Mô tả thí nghiệm -
Khi máy bơm nhiệt hoạt động, máy sẽ hút không khí xung quanh môi trường đặt -
Tại dàn bay hơi có chứa môi chất lạnh, không khí đi qua sẽ được chất này
thu nhiệt và làm giảm nhiệt độ của khối không khí đó.
Môi chất sau khi thu nhiệt được dẫn tới máy nén. Môi chất được nén lên nhiệt +
áp suất cao và chuyển tới dàn ngưng. -
Tại đây, môi chất trong dàn ngưng phân tán nhiệt và làm nóng môi trường
chứa chất lỏng là nước. Kết luận -
Có sự giao nhau giữa COP và nhiệt độ nước nóng ở khoảng 28 độ và 34
độ, vì thế ta phải tối ưu thiết bị sao cho COP càng nhỏ càng tốt -
Số liệu tính toán đã hợp lý lOMoAR cPSD| 59054137 Phân công công việc: 1.
Nguyễn Kiều Trang Vẽ bài 6 và nhận xét thí nghiệm 6 2.
Nguyễn Quang Duy :Kết quả đo và tính toán xử lý thí nghiệm bài 6, mô tả quá trình bài 6 3.
Nguyễn Văn Khánh : Tính toán buồng làm lạnh, mô tả thí nghiệm, kết luận
và nhận xét thí nghiệm 5, vẽ hình bài thí nghiệm 5 4.
Nguyễn Bá Đông : Tính toán phần buồng làm nóng, mô tả thí nghiệm, kết
luận và nhận xét thí nghiệm 5 5.
Ngô Văn Hải : Tính toàn phần buồng phun ẩm