Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm môn Truyền nhiệt | Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Việc xác định hệ số dẫn nhiệt bằng phương pháp đo không ổn định sử dụng nguồn nhiệt dạng đường do một dây dẫn có dòng điện chạy qua sinh ra được đặt trong không gian rộng vô hạn. Trong trường hợp này nhiệt được truyền theo không gian hình trụ do vậy chọn hệ tọa độ trụ với nguồn nhiệt nằm trên trục z để biểu diễn quá trình dẫn nhiệt như trên Hình 1. Tài liệu được sưu tầm gồm 24 trang, giúp các bạn nắm vững kiến thức, rèn luyện kỹ năng và đạt được kết quả tốt trong học tập. Mời các bạn đón xem!
Môn: Truyền nhiệt 10 tài liệu
Trường: Đại học Bách Khoa Hà Nội 3.4 K tài liệu
Tác giả:
Preview text:
lOMoAR cPSD| 59703641
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
TRƯỜNG CƠ KHÍ TÀI LIỆU
HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM
Tên học phần: Truyền nhiệt
Mã học phần: HE3023
Ngành Kỹ thuật Nhiệt Chuyên
ngành ……..
Khoa: Năng lượng Nhiệt
Nhóm chuyên môn: Kỹ thuật Nhiệt
Cán bộ biên soạn: TS. Lê Kiều Hiệp Hà Nội, 2024
Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm trình bày chi tiết các khái niệm cơ bản, thảo luận, thực hành,
các bài tập, các câu hỏi ôn tập, kiểm tra, và các bước tiến hành thực hành - thí nghiệm thông qua
việc sử dụng các hệ thống thí nghiệm Truyền nhiệt. Các bài thực hành - thí nghiệm cung cấp cho
sinh viên kiến thức và kỹ năng vững chắc và hiểu về các cơ chế truyền nhiệt..
Sinh viên cần chấp hành nghiêm túc các quy ịnh về an toàn iện, nội quy phòng thí nghiệm
và hướng dẫn của cán bộ phụ trách trong suốt quá trình làm thí nghiệm tại phòng Lab. Sinh viên
ược yêu cầu xem lại và nắm vững phần lý thuyết cơ bản và hoàn thành các câu hỏi kiểm tra trước
khi thực hiện thí nghiệm; thực hiện ầy ủ và tuân thủ các bước tiến hành thí nghiệm theo hướng
dẫn, ghi lại ầy ủ các kết quả thực nghiệm; trả lời ầy ủ các câu hỏi ôn tập/ yêu cầu công nghệ sau khi làm thực nghiệm.
THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁC BÀI THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM
Tên học phần: Truyền nhiệt Mã học phần: HE3023
Cấu trúc học phần: 3(2-1-1-6)
Khối lượng thực hành – thí nghiệm: 1 tín chỉ (15 tiết/học kỳ)
Số lượng bài thực hành – thí nghiệm: 3 bài TT Nội dung Chuẩn ầu Bài ánh giá
Thời lượng Địa iểm ra HP Bài 1
Xác ịnh hệ số dẫn nhiệt M1 5 tiết 412M-C7
của một số loại củ, quả thực phẩm bằng phương pháp nguồn ường Bài 2
Trao ổi nhiệt ối lưu M2, M3 5 tiết 412M-C7 trong kênh dẫn Bài 3 Trao ổi nhiệt ối lưu M2, M3 5 tiết 412M-C7 khi sôi BÀI 1:
XÁC ĐỊNH HỆ SỐ DẪN NHIỆT CỦA MỘT SỐ LOẠI CỦ, QUẢ
THỰC PHẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGUỒN ĐƯỜNG
I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Bằng thí nghiệm minh họa quá trình dẫn nhiệt không ổn ịnh, ồng thời xác ịnh hệ số dẫn
nhiệt theo phương pháp nguồn ường. II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Lý thuyết nguồn ường
Việc xác ịnh hệ số dẫn nhiệt bằng phương pháp o không ổn ịnh sử dụng nguồn nhiệt dạng
ường do một dây dẫn có dòng iện chạy qua sinh ra ược ặt trong không gian rộng vô hạn. Trong
trường hợp này nhiệt ược truyền theo không gian hình trụ do vậy chọn hệ tọa ộ trụ với nguồn nhiệt
nằm trên trục z ể biểu diễn quá trình dẫn nhiệt như trên Hình 1. Trường nhiệt ộ trong lớp vật liệu
ược biểu diễn là hàm của bán kính và thời gian, t=t(r,τ)
Hình 1: Dẫn nhiệt 1 chiều qua vách phẳng
Phương trình vi phân dẫn nhiệt mô tả quá trình dẫn nhiệt bên trong lớp vật liệu ược biểu diễn như sau: 𝜕𝑡 𝜕2𝑡 1 𝜕𝑡 = 𝑎 ( + ) (1a)
𝜕𝜏 𝜕𝑟2 𝑟 𝜕𝑟 Trong ó: t: Nhiệt ộ, [oC] τ: Thời gian, [s]
a: Hệ số dẫn nhiệt ộ, [m2/s]
r: Bán kính tình từ nguồn, [m]
Điều kiện biên loại 2 tại bề mặt của nguồn nhiệt ường: 𝜕𝑡 (1b) −𝜆 | = 𝑞𝐹 𝜕𝑟 𝑟=𝑅 Trong ó:
𝜆 : Hệ số dẫn nhiệt, [W/mK]
qF : Mật ộ dòng nhiệt, [W/m2]
Điều kiện ban ầu của quá trình dẫn nhiệt: 𝑡(𝑟, 𝜏 = 0) = 𝑡0 (1c)
Đặt 𝜃 = 𝑡 − 𝑡0 là nhiệt ộ thừa bên trong vật so với nhiệt ộ ban ầu 𝑡0.
Sử dụng phương pháp biến ổi Laplace ưa bài toán vi phân ạo hàm riêng (1) về bài toán vi phân ạo
hàm thường trong miền ảnh. Sau khi giải bài toán vi phân ạo hàm thường trên miền ảnh, nghiệm
của phương trình vi phân ạo hàm thường sẽ ược chuyển về không gian thực bằng phép biến ổi
Laplace ngược. Ta sẽ ưa ra và sử dụng nghiệm của bài toán trong không gian thực. 𝑞𝑙 4𝑎𝜏 1 𝑟2 1 𝑟2 2
𝜃 = 4𝜋𝜆 [𝑙𝑛 (𝛾𝑟2) + 1.1! (4𝑎𝜏) − 2.2! (4𝑎𝜏) +. . . ] (2) Trong ó:
𝛾 = 1.78107 và ln(𝛾) = 0.5772 là hằng số Euler
𝑞𝑙 = 2𝜋𝑅𝑞𝐹 là mật ộ dòng nhiệt trên một ơn vị chiều dài của nguồn nhiệt ường, [W/m] 𝑟2 Khi
rất nhỏ, nghiệm của bài toán hoàn toàn có thể bỏ qua các số hạng sau của chuỗi (2) mà 4𝑎𝜏
không mắc phải sai số áng kể, khi ó: 𝑞𝑙 4𝑎𝜏
𝜃 = 4𝜋𝜆 𝑙𝑛 (𝛾𝑟2) (3)
Biến thiên nhiệt ộ tại 2 thời iểm 𝜏1và 𝜏2 ở vị trí có bán kính r, hiệu của nhiệt ộ tại hai thời iểm này
ược xác ịnh theo công thức: 𝑞𝑙 𝜏2
∆𝑡 = 𝑡2 − 𝑡1 = 𝜃2 − 𝜃1 = 𝑙𝑛 ( ) (4) 4𝜋𝜆 𝜏1
Như vậy, hệ số dẫn nhiệt có thể ược xác ịnh trực tiếp qua công thức: 𝑞𝑙 𝜏2 𝜆 = 𝑙𝑛 ( ) (5) 4𝜋(𝑡2 − 𝑡1) 𝜏1
Phương trình (5) này chính là cơ sở ể xác ịnh hệ số dẫn nhiệt 𝜆 theo phương pháp nguồn ường – “que thăm”.
Trong thực tế, hiệu của nhiệt ộ ∆𝑡 ược vẽ theo 𝑙𝑛(𝜏) như một ường thẳng và ộ dốc k của ường
thẳng ó thu ược bằng phương pháp bình
phương tối thiểu từ dữ liệu thực nghiệm: 𝑡2 − 𝑡1
𝑘 = 𝑙𝑛 (𝜏𝜏12) (6) Từ (5) (6) suy ra: 𝑞𝑙 𝜆 = (7) 4𝜋𝑘
Dòng nhiệt Q là công suất nhiệt sinh ra bởi iện áp U ặt vào dây iện trở nhiệt và dòng iện I i qua nó: 𝑄 = 𝑈𝐼 (8)
Mật ộ dòng nhiệt theo chiều dài của nguồn nhiệt ường ược xác ịnh theo công thức: 𝑄 𝑞𝑙 = (9) 𝑙
2.2 Tính toán hệ số dẫn nhiệt một số loại thực phẩm
Hệ số dẫn nhiệt của thực phẩm phụ thuộc vào các yếu tố như thành phần, cấu trúc và nhiệt ộ. Nhiều
nhà nghiên cứu ã ề xuất sử dụng các mô hình dẫn nhiệt song song và vuông góc (hoặc chuỗi) dựa
trên sự tương tự với iện trở (Murakami và Okos 1989). Mô hình song song là tổng hệ số dẫn nhiệt
của các thành phần thực phẩm nhân với phần thể tích của chúng: = x v i i (10)
Trong ó x vi là phần thể tích của cấu tử i. Phần trăm thể tích của cấu tử i có thể ược tìm thấy từ phương trình sau:
v = xi / i (11) xi ( ) xi / i
Mô hình vuông góc là nghịch ảo của tổng các phần thể tích chia cho hệ số dẫn nhiệt của chúng: = 1 v (12)
(xi / i ) Hai mô hình này ã ược tìm thấy ể dự oán giới hạn
trên và dưới hệ số dẫn nhiệt của hầu hết các loại thực phẩm.
Mẫu o ược sử dụng là cà rốt hoặc củ cải
Cà rốt: 87.79% nước (w), 1.03% protein (p), 0.19% chất béo (f), 10.14% là carbon hydrate (c) và
phần còn lại là 0.87% tro (a)
Củ cải: 94.84% nước (w), 0.60% protein (p), 0.54% chất béo (f), 3.59% là carbon hydrate (c) và
phần còn lại là 0.54% tro (a).
Tính chât nhiệt vật lý của các thành phần ược cho trong bảng 1 và 2.
Bảng 1: Khối lượng riêng phụ thuộc vào nhiệt ộ của các thành phần Thành phần Khối lượng riêng, kg/m3 Nước
ρw = 9,9187.102+3,1439.10-3t-3,7574.10-3t2 Protein ρp = 1,3300.103-0,5184t Carbohydrate ρc = 1,5991.103-0,31046t Chất béo ρf = 9,2559.102-0,41757t Tro ρa = 2,4238.103-0,28063t
Bảng 2: Hệ số dẫn nhiệt phụ thuộc vào nhiệt ộ của các thành phần Thành phần Phương trình Protein λp
= 0,17881 + 1,1958.10-3t – 2,7178.10-6t2 Chất béo
λf = 0,18071 - 2,7604.10-3t – 1,7749.10-7t2 Carbohydrate λc
= 0,20141 + 1,3874.10-3t – 4,3312.10-6t2 Tro
λa = 0,32962 + 1,4011.10-3t – 2,9069.10-6t2 Nước
=w0,57109+1,7625 10 t −3 −6.7036 10 −6 2t
III. MÔ TẢ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
Hình 2 mô tả thí nghiệm o hệ số dẫn nhiệt TLS100 của hãng ThermTest. Dải o của thiết bị
từ 0.02 – 5 W/mK, áp dụng các loại vật liệu cách nhiệt dạng xốp, vật liệu mềm như bùn, ất; vật
liệu xây dựng như cát, xi măng; các loại củ quả, thực phẩm,… Đối với các vật liệu cứng phải
khoan lỗ trước khi tiến hành thí nghiệm.
Hình 2: Thiết bị thí nghiệm Thermtest TLS100 xác ịnh hệ số dẫn nhiệt theo phương pháp nguồn ường
TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM
1. Nghiên cứu lý thuyết về dẫn nhiệt không ổn ịnh khi có nguồn nhiệt dạng ường, tính toán hệ số
dẫn nhiệt của các loại thực phẩm.
2. Theo dõi cán bộ hướng dẫn giới thiệu, phân tích cơ sở lý thuyết, phân tích các thành phần cấu
tạo của thiết bị thí nghiệm.
3. Kết nối que thăm vào thiết bị sau ó nhấn nút màu ỏ ể khởi ộng thiết bị.
4. Thiết ặt thời gian o, tùy theo từng loại vật liệu.
5. Cắm que thăm vào mẫu cần o, nhập ID cho mẫu và chờ thời gian nhiệt ộ của que thăm ồng ều
với nhiệt ộ của mẫu.
6. Nhất nút xanh ể tiến hành quá trình o.
7. Kết thúc quá trình o, rút que thăm ra khỏi mẫu, chờ que thăm ổn ịnh nhiệt ộ rồi tiếp tục thí nghiệm với mẫu khác.
8. Tính toán, so sánh kết quả thu ược với kết quả tính từ mô hình nhiệt trở song song và nhiệt trở
nối tiếp (công thức 10 và 12).
9. Vẽ lại sơ ồ, ghi chép các thông tin cần thiết ể hoàn thành báo cáo thí nghiệm.
XỬ LÝ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Yêu cầu
• Sinh viên tìm hiểu trước trình bày nguyên lí, cấu tạo của thiết bị thí nghiệm.
• Nắm ược cách thức tính toán hệ số dẫn nhiệt theo lý thuyết nguồn ường từ dữ liệu thực nghiệm
• Tính toán ược hệ số dẫn nhiệt theo 2 mô hình song song và vuông góc.
• Nhận xét kết quả tính toán lý thuyết và thực nghiệm.
Nguồn nhiệt ường ql = W/m
Bảng kết quả thực nghiệm
Thời gian , s Nhiệt ộ t, oC ln( )τ
Thời gian , s Nhiệt ộ t, oC ln( )τ 0 - 160 10 170 20 180 30 190 40 200 50 210 60 220 70 230 80 240 90 250 100 260 110 270 120 280 130 290 140 300 150
Vẽ ồ thị phụ thuộc của nhiệt ộ vào ln( ) theo mẫu:
Đồ thị thực nghiệm từ kết quả o:
Xác ịnh hệ số góc của phương trình phụ thuộc 𝑡 = 𝐶1 𝑙𝑛(𝜏) + 𝐶2 dựa trên số liệu thực nghiệm
theo phương pháp xây dựng ường hồi quy dựa trên bình phương tối thiểu:
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………… πC
Xác ịnh hệ số dẫn nhiệt của vật liệu λ=4 ql 1
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
Xác ịnh hệ số dẫn nhiệt của vật liệu từ các thông số cấu tạo theo mô hình vuông góc và song song
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………… Nhận xét
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………… lOMoAR cPSD| 59703641
Downloaded by Tho Cum (vaaythoomcum234567@gmail.com) BÀI 2:
TRAO ĐỔI NHIỆT ĐỐI LƯU TRONG KÊNH DẪN
I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Bằng thí nghiệm minh họa quá trình trao ổi nhiệt ối lưu cưỡng bức trong kênh dẫn, ánh
giá sự ảnh hưởng của các loại bề mặt trao ổi nhiệt, dòng nhiệt, vận tốc ến quá trình trao ổi nhiệt ối lưu.
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Trao ổi nhiệt ối lưu là quá trình trao ổi nhiệt ược thực hiện nhờ sự chuyển ộng của chất lỏng hay
chất khi (gọi chung là lưu chất) giữa các vùng có nhiệt ộ khác nhau. Trong thực tế thường gặp
quá trình trao ổi nhiệt giữa bề mặt vật rắn với lưu chất chuyển ộng. Quá trình này gọi là tỏa nhiệt
ối lưu hay ơn giản gọi là tỏa nhiệt.
Để tính lượng nhiệt trao ổi giữa bề mặt vách và chất lưu ta sử dụng công thức Newton. Công thức
Newton có dạng: q = (t )
w −tf , [W/m2] hay:
Q = q F. = . .F t( ) w −t f , [W] Trong ó:
- q và Q: lần lượt là mật ộ dòng nhiệt và dòng nhiệt
- F: diện tích bề mặt trao ổi nhiệt , [m2]
- tw: nhiệt ộ bề mặt vách, [oC]
- tf: nhiệt ộ của lưu chất ở xa bề mặt vách, [oC]
- α: hệ số tỏa nhiệt , [W/m2K]
Hệ số tỏa nhiệt ối lưu α ặc trưng cho cường ộ trao ổi nhiệt ối lưu: = Q , [W/m2K] F t.( ) w −t f Q = Đặt k (
= F khi ó: k w −t )
f ặc trưng cho cả cường ộ trao ổi nhiệt và các bề mặt có t
diện tích trao ổi nhiệt khác nhau. III.
MÔ TẢ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
Hình 2 mô tả thiết bị thí nghiệm trao ổi nhiệt ối lưu cưỡng bức trong kênh dẫn. Thiết bị chứa các
cảm biến nhiệt ộ, vận tốc và hiển thị các thông số ó trên màn hình. Trong quá trình thí nghiệm sinh
viên tiến hành thay ổi công suất, vận tốc khí trong kênh và các bộ trao ổi nhiệt khác nhau ể ánh
giá ảnh hưởng của từng yếu tố ến quá trình trao ổi nhiệt ối lưu.
Hình 1: Thiết bị thí nghiệm xác ịnh mật ộ dòng nhiệt truyền qua vách phẳng
IV. TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM
1. Nghiên cứu lý thuyết về trao ổi nhiệt ối lưu
2. Theo dõi cán bộ hướng dẫn giới thiệu, phân tích cơ sở lý thuyết, phân tích các thành phần cấu
tạo của thiết bị thí nghiệm.
3. Lắp bộ trao ổi nhiệt vào kênh dẫn
4. Kết nối cảm biển nhiệt ộ, vận tốc, sau ó gạt công tắc ể khởi ộng thiết bị
5. Khởi ộng quạt, nhấn nút ề cấp iện cho bộ gia nhiệt
6. Điều khiển các mức công suất và mức quạt ứng với từng chế ộ
7. Quan sát nhiệt ộ trên màn hình thiết bị, chờ thời gian nhiệt ộ ổn ịnh ở bề mặt vách sau ó ghi kết
quả vào bảng số liệu 1
8. Tiếp tục thực hiện tương tự với công suất nhiệt và vận tốc khác nhau khác nhau.
9. Ghi chép các thông tin cần thiết ể hoàn thành báo cáo thí nghiệm.
V. XỬ LÝ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Sinh viên trình bày nguyên lí, cấu tạo của thiết bị thí nghiệm vừa tìm hiểu, tính toán và vẽ ồ thì sự
phụ thuộc của hệ số k của từng loại bộ trao ổi nhiệt theo vận tốc, nhận xét kết quả:
1. Trình bày sơ ồ iểm o và cấu trúc bề mặt trao ổi nhiệt có cánh
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
2. Nêu trình tự làm thí nghiệm ối với bề mặt có cánh, giải thích xu hướng biến ổi của nhiệt ộ T1, T2, T3 và Tw (hay TH)
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
Bảng 1 Kết quả thí nghiệm cho bộ trao ổi nhiệt dạng tấm phẳng - Nhiệt ộ môi trường tf = …………….. STT ω [m/s] Q [W] tw [oC] t = tw - tf [oC] k [W/K] 1 3 40 2 4 40 3 5 40 4 3 55 5 4 55 6 5 55 7 3 70 8 4 70 9 5 70
Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của k vào tốc ộ và dòng nhiệt
Bảng 2 Kết quả thí nghiệm cho bộ trao ổi nhiệt dạng tấm có cánh -
Nhiệt ộ môi trường tf = …………….. STT ω [m/s] Q [W] tw [oC] t = tw - tf [oC] k [W/K] 1 3 40 2 4 40 3 5 40 4 3 55 5 4 55 6 5 55 7 3 70 8 4 70 9 5 70
Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của k vào tốc ộ và dòng nhiệt Nhận xét:
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………… BÀI 2:
TRAO ĐỔI NHIỆT ĐỐI LƯU KHI SÔI
I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Bằng thí nghiệm minh họa quá trình trao ổi nhiệt ối lưu cưỡng bức trong kênh dẫn, ánh
giá sự ảnh hưởng của các loại bề mặt trao ổi nhiệt, dòng nhiệt, vận tốc ến quá trình trao ổi nhiệt ối lưu.
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Sôi là quá trình chuyển pha từ lỏng sang hơi xảy ra ở nhiệt ộ bão hòa. Quá trình trao ổi nhiệt có
xảy ra sự chuyển pha nói trên ược gọi là trao ổi nhiệt khi sôi.
Quá trình trao ổi nhiệt khi sôi chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố như ộ chênh nhiệt ộ bề mặt,
tính dính ướt của chất lỏng và bề mặt, áp suất sôi, tính chất nhiệt vật lý của chất lỏng và trạng thái bề mặt ốt nóng. Câu hỏi:
Hãy trình bày và phân biệt các cơ chế sôi màng và sôi bọt dựa theo sự tăng dần của ộ quá nhiệt? q [W/m2 ] [W/m2 K] q K 104 B 103 A 102 Sôi bọt Sôi màng ∆ t 5 2 3 10 ∆ t th 10 10 [ K ]
Hình 1. Ảnh hưởng của ộ quá nhiệt tới hệ số trao ổi nhiệt ối lưu và mật ộ dòng nhiệt khi sôi trong không gian rộng.
Hình 2: Sơ ồ nguyên lý và hình ảnh thiết bị thí nghiệm
Có 05 ầu cảm biến nhiệt ộ ể o nhiệt ộ:
+ t1: nhiệt ộ môi chất lỏng R141b
+ t2: nhiệt ộ hơi môi chất R141b
+ t3: nhiệt ộ nước lạnh vào
+ t4: nhiệt ộ nước lạnh ra