file tom tat cac kien thuc ve ky thuat thuc pham

TÓM TẮT CÔNG THỨC
KỸ THUẬT THỰC PHẨM 2
GV: TS.Bùi Tấn Nghĩa
email: btnghia109@gmail.com Facebook: Tan Nghia Bui
Facebook Group: Chemical Engineering_Nghia Tan Bui 1 Truyền nhiệt và Truyền khối
Quá trình ổn định
Quá trình không ổn định (steady state) (unsteady state)
Nhiệt độ, áp suất,
Nhiệt độ, áp suất, thành
thành phần hóa học,…
phần hóa học,… thay
thay đổi theo vị trí
đổi theo vị trí không
không gian, không thay
gian, thay đổi theo thời đổi theo thời gian gian 2 8/26/2024
Các quá trình truyền nhiệt Quá trình truyền nhiệt Truyền nhiệt Truyền nhiệt không ổn ổn định định Nhiệt độ Nhiệt độ thay đổi Không Thay đổi thay đổi Thời theo Không theo gian không gian thời gian gian 3
Truyền nhiệt không ổn định q  q  q q
: nhiệt tích lũy, bị in out accumulation Accumulation
giữ lại trong vật liệu > 0   t  D  T q   . A   . in   .Cp  z  z  t   q   . A . o    z  zdz  .C .t p  q  . A .dz a   8/26/2024 4 Quá trình truyền nhiệt Dẫn nhiệt Đối lưu Bức xạ nhiệt nhiệt
 Quá trình bất thuận nghịch
 Nhiệt truyền từ nơi nhiệt độ cao → nhiệt độ thấp
 Nhiệt truyền từ vật này sang vật khác, từ không gian này sang không gian khác
 Gồm: truyền nhiệt đơn giản (1 trong 3 cách trên)
và truyền nhiệt phức tạp (kết hợp 2 hoặc 3 cách trên) 5
Các đại lượng vật lý Tên đại lượng Ký hiệu Đơn vị Cách xác định
Hiệu số nhiệt độ T = t K hoặc oC Tính Hệ số dẫn nhiệt  W/m.K Tra sổ tay
Hệ số cấp nhiệt  W/m2.K Tính
Hệ số truyền nhiệt W/m2.K hoặc K Tính W/m2.K kJ/kg.K hoặc Nhiệt dung riêng C Tra sổ tay kJ/kmol.K Khối lượng riêng  kg/m3 Tra sổ tay Ẩn nhiệt ngưng tụ/hóa hơi r kJ/kg Tra sổ tay 6
Truyền nhiệt đẳng nhiệt_đơn giản Dẫn nhiệt Đối lưu nhiệt
Tuân theo định luật
Tuân theo định luật Fourier, gồm: Newton, gồm:
1. Dẫn nhiệt qua tường
1. Cấp nhiệt từ lưu chất phẳng 1 lớp
nóng tới lưu chất nguội
2. Dẫn nhiệt qua tường
2. Cấp nhiệt từ lưu chất phẳng nhiều lớp
nóng tới tường nguội
3. Dẫn nhiệt qua tường ống 1
3. Cấp nhiệt từ tường lớp
nóng tới lưu chất nguội
4. Dẫn nhiệt qua tường ống nhiều lớp Tổng quát:
Công thức ở các slide dưới ! Q = .(t – t nóng nguội).F 7
Truyền nhiệt đẳng nhiệt_đơn giản
Dẫn nhiệt qua tường phẳng 1 lớp  Q 
.(t  t ).F T 1 T 2  h tT1 tT2
: hệ số dẫn nhiệt của vật liệu, W/m.K
: bề dày của lớp vật liệu, m ℓ
F hoặc A: diện tích trao đổi nhiệt, m2 δ 8
Truyền nhiệt đẳng nhiệt_đơn giản
Dẫn nhiệt qua tường phẳng nhiều lớp 1 Q  . t  t A n  . T 1 T (n 1  )   ℓ i  i 1 i h tT1 tT2
i : hệ số dẫn nhiệt của vật liệu thứ i, w/m.K tT3
 : bề dày của lớp vật liệu i thứ i, m tT4 i = 1  n tT5
A : diện tích của tường, m2 δ δ δ δ 1 2 3 4 9
Truyền nhiệt đẳng nhiệt_đơn giản
Dẫn nhiệt qua tường ống 1 lớp r r    2 1 t Q K .2 .L. t; (w) L 1
 t  t  t 1 2 1 t K  ; (w/ m.K) 2 ℓ L 1 r2 .ln  r1
Mật độ dòng nhiệt: q , W/m Q q   K .2. t Với: δ L = r – r L 2 1 10
Truyền nhiệt đẳng nhiệt_đơn giản
Dẫn nhiệt qua tường ống nhiều lớp t r 3 r2 t 3 2 t4 r1 r L 4 t1
Q  K .2 .L. t; (w) L
 t  t  t 1 n 1 K  ; (w/ m.K) L n 1 ri 1 
n là số lớp tường + 1  .ln   r i 1 i i 11
Truyền nhiệt phức tạp Đẳng nhiệt Biến nhiệt
Nhiệt độ dọc theo bề mặt
Nhiệt độ dọc theo bề mặt tường
tường không thay đổi theo
có thay đổi theo vị trí không gian. vị trí không gian. α1 α2 12
Truyền nhiệt đẳng nhiệt_phức tạp_ổn định
Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường phẳng 1 lớp
Quá trình truyền nhiệt từ lưu thể nóng
(t ;α ) tới lưu thể nguội (t ;α ) qua tường 1 1 1 1 gồm 3 giai đoạn:
Giai đoạn 1: quá trình cấp nhiệt từ lưu thể nóng đến tường: α * – 1 Q = Q = α (t t )*F 1 1 1 T1
Giai đoạn 2: dẫn nhiệt qua tường phẳng α2
Giai đoạn 3: quá trình cấp nhiệt từ tường đến lưu thể nguội Q = Q = α *(t – t )*F 3 2 T2 2 13
Truyền nhiệt đẳng nhiệt_phức tạp_ổn định
Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường phẳng 1 lớp Từ 3 phương trình: 1 Q  .F.t  t 1 2  α 1  1 1      1 2 α Đặt: Δt = t – t 1 2 2 1 K  1  1      1 2 Hệ số truyền nhiệt Q = K.F.Δt Đơn vị: W/(m2.độ) 14
Truyền nhiệt đẳng nhiệt_phức tạp_ổn định
Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường phẳng nhiều lớp Q = K.F.Δt Δt = t – t ℓ 1 2 t ,  1 1     1 1 2 3 4 K  tT2 h 1 n  1 i     tT1 tT3    1 i 1 i 2 tT4 tT5 Mật độ dòng nhiệt:
q =Q/F = K.Δt (w/m2) δ t ,  δ δ δ 2 2 1 2 3 4 15
Truyền nhiệt đẳng nhiệt_phức tạp_ổn định
Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường ống 1 lớp t
Nhiệt lượng truyền từ lưu thể nóng đến lưu thể
nguội qua tường ống: Q = K .2.L.Δt L 1 K  L 1 1 r 1 2  .ln  t1 r  r r  1 1 1 2 2 α1 tT1 L
K : hệ số truyền nhiệt tổng quát t L T2 t2 tường ống, W/(m.K) α2
 = r – r ; Δt = t – t 2 1 1 2 r r
Mật độ dòng nhiệt dài: 1 dr
q = Q/L = K .2.Δt (W/m) r L 2 8/26/2024 16
Truyền nhiệt đẳng nhiệt_phức tạp_ổn định
Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường ống nhiều lớp
Nhiệt lượng truyền qua: Q = K .2.L.Δt L
K : hệ số truyền nhiệt tổng quát tường ống, L W/(m.K) 1 K  L 1 n 1 r 1 i 1   .ln   r .   r r  i . 1 1 1 i i n 1  2 Δt = t – t ; r = r +  1 2 4 3 3 r = r +  ; r = r +  3 2 2 2 1 1
Mật độ dòng nhiệt dài:
q = Q/L = K .2.Δt (W/m) L 8/26/2024 17
Hiệu số nhiệt độ trung bình
Nhiệt lượng lưu thể nóng
truyền đến lưu thể nguội: Q = K*F*Δtlog
F = A: diện tích trao đổi nhiệt, m2 t Δ  t Δ 1 2 t   log t Δ 1 ln t Δ 2 normal: Δt  t   Δt  0 1 2 log if : Δt  Δt  t   Δt  Δt 1 2 1 2 log 8/26/2024 18
 Trường hợp 2 lưu thể chuyển động xuôi chiều t1đ Q = K*F*Δt t log 2c t2đ t1c t Δ  t Δ 1 2 t   log t Δ 1 ln t Δ 2 8/26/2024 19
 Trường hợp 2 lưu thể chuyển động xuôi chiều t  1đ t Δ t Δ 1 2 t   log t Δ t2c 1 t2đ ln t Δ 2 Δt = t = t – t 1 1đ – t2đ ; Δt2 1c 2c t1c Q = K*F*Δtlog 8/26/2024 20