Truyền nhiệt và thiết bị trao đổi nhiệt

TRUY N NHI T VÀ THI T Ề Ệ Ế B TRAO Đ I NHI TỊ Ổ Ệ Tr ng ĐHBK Hà n i - Vi n KH&CN Nhi t-L nh - B môn K thu t nhi tườ ộ ệ ệ ạ ộ ỹ ậ ệ Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà n iộ ĐT: (04) 8.692.333 Là quá trình trao đ i nhi t, trong đó 1, 2 ổ ệ ho c 3 d ng trao đ i nhi t x y ra đ ng ặ ạ ổ ệ ả ồ th i.ờ Nghiên c u v trao đ i nhi t h n h p ứ ề ổ ệ ỗ ợ c n xem xét d ng trao đ i nhi t nào là ầ ạ ổ ệ c b n, có nh h ng l n, các d ng ơ ả ả ưở ớ ạ khác đ c tính đ n thông qua m t s ượ ế ộ ố h s hi u ch nh.ệ ố ệ ỉ TRAO Đ I NHI T H N H PỔ Ệ Ỗ Ợ Tr ng ĐHBK Hà n i - Vi n KH&CN Nhi t-L nh - B môn K thu t nhi tườ ộ ệ ệ ạ ộ ỹ ậ ệ Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà n iộ ĐT: (04) 8.692.333 Trao đ i nhi t gi a b m t v t r n v i ổ ệ ữ ề ặ ậ ắ ớ ch t khí ( nhi t đ không l n):ấ ở ệ ộ ớ VÍ D V NGHIÊN C U TRAO Đ I Ụ Ề Ứ Ổ NHI T H N H PỆ Ỗ Ợ Tr ng ĐHBK Hà n i - Vi n KH&CN Nhi t-L nh - B môn K thu t nhi tườ ộ ệ ệ ạ ộ ỹ ậ ệ Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà n iộ ĐT: (04) 8.692.333 ( ) ( ) ( ) ( ) ( )fwbxdlfwfw fw qd dl fw qdfwdlbxdl TTTT TT TTC q TTCTTqqq −+=−               −         −   +=         −   +−=+= αα ε α εα 44 0 44 0 100100 100100 Là quá trình trao đ i nhi t gi a 2 môi ổ ệ ữ tr ng ườ ch t l ng ho c ch t khíấ ỏ ặ ấ có nhi t đ ệ ộ khác nhau qua m t vách ngăn (m t d ng ộ ộ ạ c a trao đ i nhi t h n h p).ủ ổ ệ ỗ ợ Quá trình truy n nhi t bao g m:ề ệ ồ - Trao đ i nhi t gi a môi tr ng có nhi t đ ổ ệ ữ ườ ệ ộ cao v i b m t vách ngăn (ch y u đ i ớ ề ặ ủ ế ố l u),ư - D n nhi t qua vách ngăn,ẫ ệ - Trao đ i nhi t (ch y u đ i l u) gi a vách ổ ệ ủ ế ố ư ữ ngăn v i môi tr ng có nhi t đ th p.ớ ườ ệ ộ ấ TRUY N NHI TỀ Ệ Tr ng ĐHBK Hà n i - Vi n KH&CN Nhi t-L nh - B môn K thu t nhi tườ ộ ệ ệ ạ ộ ỹ ậ ệ Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà n iộ ĐT: (04) 8.692.333 TRUY N NHI T QUA VÁCH PH NGỀ Ệ Ẳ Tr ng ĐHBK Hà n i - Vi n KH&CN Nhi t-L nh - B môn K thu t nhi tườ ộ ệ ệ ạ ộ ỹ ậ ệ Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà n iộ ĐT: (04) 8.692.333 [ ] [ ] ( ) ( ) [ ]2 211 21 21 2 211 2 211 W/m 11 W/m 11 11 W/11 αλ δ α αλ δ α αλ δ α ++ − =−= ++ == ++= ∑ ∑ ∑ n ff ff n n tt ttkq K R k KmR xδ1 t tw1 λ1 tw2 tw3 tw4 λ2 λ3 δ2 δ3 tf1 tf2 α1 α2 TRUY N NHI T QUA VÁCH TRỀ Ệ Ụ Tr ng ĐHBK Hà n i - Vi n KH&CN Nhi t-L nh - B môn K thu t nhi tườ ộ ệ ệ ạ ộ ỹ ậ ệ Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà n iộ ĐT: (04) 8.692.333 [ ] [ ] ( ) ( ) [ ]W/m 1ln 2 11 W/m1 W/ 1ln 2 11 221 1 11 21 21 221 1 11 dd d d tt ttkq K R k mK dd d d R n i i i ff ffll l l n i i i l piαpiλpiα piαpiλpiα ++ − = −= = ++= ∑ ∑ + + rr1 t tw1 λ1 tw2 tw3 tw4 λ2 λ3 r2 r3 r4 α1tf1 tf2α2 TRUY N NHI T QUA VÁCH CÓ CÁNHỀ Ệ Tr ng ĐHBK Hà n i - Vi n KH&CN Nhi t-L nh - B môn K thu t nhi tườ ộ ệ ệ ạ ộ ỹ ậ ệ Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà n iộ ĐT: (04) 8.692.333 [ ] [ ] ( ) [ ] ( ) [ ] ( ) [ ]2 22 1 1 21 1 1 22111 21 21 22111 W/m11 W11 W W/1 W/11 αλ δ α αλ δ α αλ δ α F F tt F Qq FFF tt Q ttkQ K R k K FFF R ff ff ffc c c c ++ − == ++ − = −= = ++= tw1 tw2 tf1 α1 tf2 α2 λ F1 F2 δ Tăng c ng các d ng trao đ i nhi t c ườ ạ ổ ệ ơ b nả : - D n nhi tẫ ệ : gi m chi u dày vách, tăng ả ề λ, tăng ∆T… - Đ i l uố ư : tăng t c đ chuy n đ ng, tăng ố ộ ể ộ ∆T… - B c xứ ạ: tăng đ đen, tăng T, tăng ộ ∆T,… Tăng c ng truy n nhi t qua váchườ ề ệ : tăng h s to nhi t ệ ố ả ệ α phía vách có giá tr nh ị ỏ ho c làm cánhặ (b qua nhi t tr d n ỏ ệ ở ẫ nhi t).ệ TĂNG C NG TRUY N NHI TƯỜ Ề Ệ Tr ng ĐHBK Hà n i - Vi n KH&CN Nhi t-L nh - B môn K thu t nhi tườ ộ ệ ệ ạ ộ ỹ ậ ệ Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà n iộ ĐT: (04) 8.692.333 Đ gi m m t đ dòng nhi t ể ả ậ ộ ệ → dùng v t ậ li u có ệ λ nh (v t li u cách nhi t).ỏ ậ ệ ệ V i vách ph ng: tăng chi u dày cách nhi t ớ ẳ ề ệ → q gi m.ả V i vách tr :ớ ụ CÁCH NHI T - Đ NG KÍNH T I H NỆ ƯỜ Ớ Ạ Tr ng ĐHBK Hà n i - Vi n KH&CN Nhi t-L nh - B môn K thu t nhi tườ ộ ệ ệ ạ ộ ỹ ậ ệ Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà n iộ ĐT: (04) 8.692.333 ( ) ( ) 2;2 01 2 1min 1ln 2 1ln 2 11 2 2 2 2 221 2 111 ===⇒ =−== +++= cn th th cn th cncncncn l l cn cn cn l dBid dddd RdkhiR dd d d d d R λ α α λ piαpiλ piαpiλpiλpiα Đ m b o ả ả Ho cặ Rl1 - nhi t tr đ i l u trong váchệ ở ố ư Rl2 - nhi t tr đ i l u ngoài váchệ ở ố ư Rlcn - nhi t tr d n nhi t l p cách nhi tệ ở ẫ ệ ớ ệ B C CÁCH NHI T VÁCH TRỌ Ệ Ụ Tr ng ĐHBK Hà n i - Vi n KH&CN Nhi t-L nh - B môn K thu t nhi tườ ộ ệ ệ ạ ộ ỹ ậ ệ Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà n iộ ĐT: (04) 8.692.333 2 2 α λcn thcn dd => 2 2 cn cn dαλ ≤ Rl dcnd1=d2 Rl1 Rl2 Rlcn Rlt dth Đ nh nghĩaị : là thi t b th c hi n s trao ế ị ự ệ ự đ i nhi t gi a 2 ổ ệ ữ ch t t i nhi tấ ả ệ có nhi t đ ệ ộ khác nhau. Phân lo iạ : - Ki u vách ngănể : ho t đ ng liên t c, n ạ ộ ụ ổ đ nh;ị - Ki u h i nhi tể ồ ệ : ho t đ ng theo chu kỳ, ạ ộ không n đ nh;ổ ị - Ki u ng nhi tể ố ệ : tr ng tr ng, mao d n, ly ọ ườ ẫ tâm; - Ki u h n h pể ỗ ợ : trao đ i nhi t + trao đ i ổ ệ ổ ch tấ THI T B TRAO Đ I NHI TẾ Ị Ổ Ệ Tr ng ĐHBK Hà n i - Vi n KH&CN Nhi t-L nh - B môn K thu t nhi tườ ộ ệ ệ ạ ộ ỹ ậ ệ Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà n iộ ĐT: (04) 8.692.333 KI U VÁCH NGĂNỂ Tr ng ĐHBK Hà n i - Vi n KH&CN Nhi t-L nh - B môn K thu t nhi tườ ộ ệ ệ ạ ộ ỹ ậ ệ Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà n iộ ĐT: (04) 8.692.333 KI U VÁCH NGĂNỂ Tr ng ĐHBK Hà n i - Vi n KH&CN Nhi t-L nh - B môn K thu t nhi tườ ộ ệ ệ ạ ộ ỹ ậ ệ Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà n iộ ĐT: (04) 8.692.333 KI U VÁCH NGĂNỂ Tr ng ĐHBK Hà n i - Vi n KH&CN Nhi t-L nh - B môn K thu t nhi tườ ộ ệ ệ ạ ộ ỹ ậ ệ Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà n iộ ĐT: (04) 8.692.333 KI U VÁCH NGĂNỂ Tr ng ĐHBK Hà n i - Vi n KH&CN Nhi t-L nh - B môn K thu t nhi tườ ộ ệ ệ ạ ộ ỹ ậ ệ Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà n iộ ĐT: (04) 8.692.333 KI U H N H PỂ Ỗ Ợ Tr ng ĐHBK Hà n i - Vi n KH&CN Nhi t-L nh - B môn K thu t nhi tườ ộ ệ ệ ạ ộ ỹ ậ ệ Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà n iộ ĐT: (04) 8.692.333 Bài toán thi t kế ế: xác đ nh di n tích b ị ệ ề m t trao đ i nhi t theo nh ng yêu c u ặ ổ ệ ữ ầ đ ra.ề Bài toán ki m traể : ki m tra nhi t đ ể ệ ộ cu i c a ch t t i nhi t.ố ủ ấ ả ệ TÍNH TOÁN THI T B TRAO Đ I Ế Ị Ổ NHI T KI U VÁCH NGĂNỆ Ể Tr ng ĐHBK Hà n i - Vi n KH&CN Nhi t-L nh - B môn K thu t nhi tườ ộ ệ ệ ạ ộ ỹ ậ ệ Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà n iộ ĐT: (04) 8.692.333 Ph ng trình truy n nhi t:ươ ề ệ ∆t: logarit hay s h cố ọ Ph ng trình cân b ng nhi t:ươ ằ ệ W = GCp là nhi t dung toàn ph n [W/K]ệ ầ (1) - nóng ; (2) - l nh ; (‘) - vào; (“) - ra.ạ TÍNH TOÁN THI T B TRAO Đ I Ế Ị Ổ NHI T KI U VÁCH NGĂNỆ Ể Tr ng ĐHBK Hà n i - Vi n KH&CN Nhi t-L nh - B môn K thu t nhi tườ ộ ệ ệ ạ ộ ỹ ậ ệ Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà n iộ ĐT: (04) 8.692.333 tkFQ ∆= ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) 1 2 ' 2 " 2 " 1 ' 1 2 1' 2 " 22 " 1 ' 11 ' 2 " 222 " 1 ' 111 ' 2 " 22 " 1 ' 11 W WWW = − − =⇒−=−= −=−= −=−= tt tt t tttttQ ttCGttCGQ iiGiiGQ pp δ δ Nhi t đ trung bình lôgarit:ệ ộ Nhi t đ trung bình s h c:ệ ộ ố ọ XÁC Đ NH Đ CHÊNH NHI T Ị Ộ Ệ Đ TRUNG BÌNH (song song)Ộ Tr ng ĐHBK Hà n i - Vi n KH&CN Nhi t-L nh - B môn K thu t nhi tườ ộ ệ ệ ạ ộ ỹ ậ ệ Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà n iộ ĐT: (04) 8.692.333 [ ]K t t ttt min max minmax ln ∆ ∆ ∆−∆ =∆ [ ] [ ]Kttt Kttttt 2 22 minmax " 2 ' 2 " 1 ' 1 ∆+∆ =∆ + − + =∆ F t ∆t m ax ∆t m int’1 t”1 t’2 t”2 F t ∆t m ax ∆t m in t’1 t”1 t’2 t”2 ε∆t xác đ nh b ng đ thị ằ ồ ị XÁC Đ NH Đ CHÊNH NHI T Ị Ộ Ệ Đ TRUNG BÌNH (c t nhau)Ộ ắ Tr ng ĐHBK Hà n i - Vi n KH&CN Nhi t-L nh - B môn K thu t nhi tườ ộ ệ ệ ạ ộ ỹ ậ ệ Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà n iộ ĐT: (04) 8.692.333 [ ] 2 1 ' 2 " 2 " 1 ' 1 max 2 max ' 2 " 2 min max minmax ; ),( ln t t tt ttR t t t ttP RPf tt K t t ttt t nctcn nc δ δδ ε ε = − − = ∆ = ∆ − = = ∆=∆ ∆ ∆ ∆−∆ =∆ ∆ ∆ F t ∆t m ax ∆t m in t’1 t”1 t’2 t”2 XÁC Đ NH Đ CHÊNH NHI T Ị Ộ Ệ Đ TRUNG BÌNH (c t nhau)Ộ ắ Tr ng ĐHBK Hà n i - Vi n KH&CN Nhi t-L nh - B môn K thu t nhi tườ ộ ệ ệ ạ ộ ỹ ậ ệ Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà n iộ ĐT: (04) 8.692.333 2 1 ' 2 " 2 " 1 ' 1 max 2 max ' 2 " 2 ; ),( t t tt ttR t t t ttP RPf tt t nctcn δ δ δ ε ε = − − = ∆ = ∆ − = = ∆=∆ ∆ ∆ ε∆t xác đ nh b ng đ thị ằ ồ ị XÁC Đ NH Đ CHÊNH NHI T Ị Ộ Ệ Đ TRUNG BÌNH (c t nhau)Ộ ắ Tr ng ĐHBK Hà n i - Vi n KH&CN Nhi t-L nh - B môn K thu t nhi tườ ộ ệ ệ ạ ộ ỹ ậ ệ Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà n iộ ĐT: (04) 8.692.333 2 1 ' 2 " 2 " 1 ' 1 max 2 max ' 2 " 2 ; ),( t t tt ttR t t t ttP RPf tt t nctcn δ δ δ ε ε = − − = ∆ = ∆ − = = ∆=∆ ∆ ∆ ε∆t xác đ nh b ng đ thị ằ ồ ị XÁC Đ NH Đ CHÊNH NHI T Ị Ộ Ệ Đ TRUNG BÌNH (c t nhau)Ộ ắ Tr ng ĐHBK Hà n i - Vi n KH&CN Nhi t-L nh - B môn K thu t nhi tườ ộ ệ ệ ạ ộ ỹ ậ ệ Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà n iộ ĐT: (04) 8.692.333 2 1 ' 2 " 2 " 1 ' 1 max 2 max ' 2 " 2 ; ),( t t tt ttR t t t ttP RPf tt t nctcn δ δ δ ε ε = − − = ∆ = ∆ − = = ∆=∆ ∆ ∆ ε∆t xác đ nh b ng đ thị ằ ồ ị Bi t t’ế 1, t’2, W1, W2, tính t”1, t”2 v i nhi t ớ ệ đ trung bình s h cộ ố ọ TÍNH NHI T Đ CU I CH T Ệ Ộ Ố Ấ T I NHI TẢ Ệ Tr ng ĐHBK Hà n i - Vi n KH&CN Nhi t-L nh - B môn K thu t nhi tườ ộ ệ ệ ạ ộ ỹ ậ ệ Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà n iộ ĐT: (04) 8.692.333 [ ] ( ) ( ) 21 ' 2 ' 1 ' 2 " 22 " 1 ' 11 " 2 ' 2 " 1 ' 1 W2 11 W2 1 WW 22 ++ − =⇒        −=−= ∆= + − + =∆ kF ttQ ttttQ tkFQ Kttttt