Tóm tăt _QTTB_KTTP2

TÓM TẮT CÔNG THỨC QT&TB_KTTP Phần 2: Truyền nhiệt 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 25-Oct-22
Các quá trình truyền nhiệt Quá trình truyền nhiệt Truyền nhiệt Truyền nhiệt không ổn ổn định định Nhiệt độ Nhiệt độ thay đổi Thay Không đổi thay Thời theo đổi Không gian không theo gian gian thời gian 3
Truyền nhiệt không ổn định q i qn  o q ut  a
q ccumulation Accumulation: nhiệt tích lũy, bị
giữ lại trong vật liệu > 0   t   T D  i qn   . A .C . p  z   z  t   o q   . A .  z   zdz .Cp.t a q  . A .dz   25-Oct-22 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 K W/m2.K Tính Nhiệt dung riêng C kJ/kg.K hoặc kJ/kmol.K Tra sổ tay 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 lớp
3. Cấp nhiệt từ tường
nóng tới lưu chất nguội
4. Dẫn nhiệt qua tường ống nhiều lớp Tổng quát:
Công thức ở các slide dưới !
Q = .(tnóng – tnguội).F 7
Truyền nhiệt đẳng nhiệt_đơn giản
Dẫn nhiệt qua tường phẳng 1 lớp Q   .( Tt1  Tt2).F  h tT1 tT2
: hệ số dẫn nhiệt của vật liệu, w/m.K
: bề dày của lớp vật liệu, m
F hoặc A: diện tích trao đổi nhiệt, m2 ℓ δ 8
Truyền nhiệt đẳng nhiệt_đơn giản
Dẫn nhiệt qua tường phẳng nhiều lớp 1 Q  t  t  A n . T1 T(n 1).  ℓ i i1 i h tT1 tT2
i : hệ số dẫn nhiệt của vật liệu thứ i, w/m.K tT3
i : bề dày của lớp vật liệu thứ i, m tT4 i = 1  n tT5
A : diện tích của tường, m2 δ1 δ2 δ3 δ4 9
Truyền nhiệt đẳng nhiệt_đơn giản
Dẫn nhiệt qua tường ống 1 lớp r2 r1 t Q  KL.2.L. t;(w) 1  t  1t t2 t 1 2 KL  ;(w/ m.K) ℓ 1 2 .ln r  1 r
Mật độ dòng nhiệt: q , W/m Q q   KL.2. t Với: δ = r2 – r1 L 10
Truyền nhiệt đẳng nhiệt_đơn giản
Dẫn nhiệt qua tường ống nhiều lớp r t3 r 3 2 t2 t4 r1 L r4 t1 Q  KL.2.L. t;(w)  t  1t tn 1 KL  n ;(w/ m.K) 1 r n là số lớp tường + 1 i 1  .ln  i 1  i  i r 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
Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường phẳng 1 lớp
Giai đoạn 1: quá trình cấp nhiệt
từ lưu thể nóng đến tường Q = Q *(t α 1 = α1 1 – tT1)*F 1
Giai đoạn 2: dẫn nhiệt qua tường phẳng α2
Giai đoạn 3: quá trình cấp nhiệt từ
tường đến lưu thể nguội Q = Q * 3 = α2 (tT2 – t2)*F 13
Truyền nhiệt đẳng nhiệt_phức tạp
Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường phẳng 1 lớp Q = K.F.Δt Δt = t1 – t2 α1 Hệ số truyền nhiệt 1 α K  2 1  1   1   2 W/m2.K 14
Truyền nhiệt đẳng nhiệt_phức tạp
Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường phẳng nhiều lớp Q = K.F.Δt Δt = t1 – t2 ℓ t1 , 1 1 1 2 3 4 K  t 1 n  T2 h i 1    tT1 tT3 1  i 1 i 2 tT4 tT5 Mật độ dòng nhiệt: q =Q/F = K.Δt (w/m2) δ t2 , 2 1 δ2 δ3 δ4 15
Truyền nhiệt đẳng nhiệt_phức tạp
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 = KL.2.L.Δt 1 KL  1 1 2r 1  .ln  t1 1 r 1   1 r 2 r 2 α1 tT1 t L K T2
L : hệ số truyền nhiệt tổng quát t2 tường ống, W/(m.K) α2
 = r2 – r1 ; Δt = t1 – t2 r r
Mật độ dòng nhiệt dài: 1 dr r q = Q/L = K 2 L.2.Δt (W/m) 25-Oct-22 16
Truyền nhiệt đẳng nhiệt_phức tạp
Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường ống nhiều lớp
Nhiệt lượng truyền qua: Q = KL.2.L.Δt
KL : hệ số truyền nhiệt tổng quát tường ống, W/(m.K) 1 KL  1 n 1 ir 1 1   .ln  1 r . 1  i 1 i i r n r 1.2
Δt = t1 – t2 ; r4 = r3 + 3
r3 = r2 + 2 ; r2 = r1 + 1
Mật độ dòng nhiệt dài: q = Q/L = KL.2.Δt (W/m) 25-Oct-22 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 1 t Δ t Δ 2  lt  og  1 t Δ ln tΔ2 normal: Δ 1t  t  Δt2 0 log if : Δ 1t Δt2  t  Δ 1tΔt2 log 25-Oct-22 18
 Trường hợp 2 lưu thể chuyển động xuôi chiều t1đ Q = K*F*Δtlog t2c t2đ t1c 1 t Δ t Δ 2  lt  og 1 t Δ ln tΔ2 25-Oct-22 19
 Trường hợp 2 lưu thể chuyển động xuôi chiều t1đ 1 t Δ t Δ 2  lt  og t Δ t2c 1 t2đ ln tΔ2
Δt1 = t1đ – t2đ ;Δt2 = t1c – t2c t1c Q = K*F*Δtlog 25-Oct-22 20