Bài giảng Truyền nhiệt - Chương 8: Thiết bị trao đổi nhiệt - Phan Thành Nhân
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
CHƯƠNG 8
THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT
1. Truyền nhiệt phức tạp
2. Thiết bị trao đổi nhiệt
3. Phương pháp tính toán thiết bị trao đổi nhiệt loại vách ngăn:
• Phương pháp độ chênh nhiệt độ trung bình logarit
• Phương pháp hiệu suất ε - NTU
1
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
1. Truy ền nhiệt phức tạp:
Khi các phương thức trao đổi nhiệt cơ bản diễn ra đồng thời
Dẫn nhiệt
Đối lưu
Bức xạ
2
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
2. Thiết bị trao đổi nhiệt:
Nhiệm vụ: đem nhiệt lượng của lưu chất nóng truyền cho lưu chất lạnh
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
4
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
Chiều chuyển động của dòng lưu chất:
5
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
3. Phương pháp tính toán thiết bị trao đổi nhiệt loại vách ngăn:
a) Lưu chất chuyển
động cùng chiều
b) Lưu chất chuyển
động ngược chiều
6
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
Kyù hieäu cho löu chaát noùng
Kyù hieäu cho löu chaát laïnh
G1, G2
cp1, cp2
t’1, t’2
t”1, t”2
Löu löôïng khoái löôïng cuûa löu chaát noùng vaø laïnh, kg/s
Nhieät dung rieâng cuûa löu chaát noùng vaø laïnh, kJ/(kg.K)
Nhieät ñoä cuûa löu chaát noùng vaø laïnh ôû ñaàu vaøo, oC
Nhieät ñoä cuûa löu chaát noùng vaø laïnh ôû ñaàu ra, oC
Phương trình cân bằng nhiệt:
Xét từng lưu chất:
Q = G1 ⋅cp1 ⋅
(
t'1−t"1
)
= G2 ⋅cp2 ⋅
(
t"2 −t'2
)
Giữa hai lưu chất:
Q = k.F.∆t = k.F.∆t
∫
F
7
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
Quy trình Tính toán thiết bị trao đổi nhiệt:
Tính toán thiết bị trao đổi nhiệt có 2 loại bài toán:
Bài toán thiết kế:
– Biết G1, G2, cp1, cp2, t’1, t’2, t”1, t”2
– (có thể tính t”1, t”2 có thể xác định từ pt cân bằng
nhiệt)
– k : hệ số truyền nhiệt, dựa vào dạng bề mặt,quy luật
truyền nhiệt của lưu chất
– Tính diện tích F: căn cứ theo yêu cầu công nghệ, quy
mô công nghệ lựa chọn cấu trúc thiết bị, lựa chọn
vật liệu sử dụng…
– Tính sức bền
– Tính trở kháng thuỷ lực chọn bơm, quạt…
8
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
Bài toán kiểm tra:
– Có sẵn thiết bị, cần phải kiểm tra xem có đạt yêu cầu
về năng lượng hay không?
– Biết diện tích F, G1, G2, cp1, cp2, t’1, t’2
– Biết hệ số truyền nhiệt k (xác định theo bề mặt truyền
nhiệt và quy luật truyền nhiệt)
– Cần tính:
+ Tính nhiệt lượng truyền Q
+ Tính nhiệt độ của lưu chất ở đầu ra t”1, t”2
9
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
3.1 Phương pháp độ chênh nhiệt độ trung bình logarit
Q
Q = k.F.∆t = k.F.∆t
F =
∫
F
k.∆t
- k Heä soá truyeàn nhieät, xem laø haèng soá treân toaøn dieän tích trao ñoåi nhieät F
- : ñoä cheânh leäch nhieät ñoä trung bình giöõa löu chaát noùng vaø löu chaát laïnh.
∆t
Tính
???
∆t
10
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
Trư ờng hợp 1: lưu động cùng chiều và lưu động ngược chiều
∆
tmax − ∆tmin
∆t =
∆tmax
ln
∆tmin
∆t = Min
[
[
∆ta ,∆tb
]
min
Trong ñoù:
∆t = Max
∆ta ,∆tb
]
max
Cuøng chieàu
Ngöôïc chieàu
11
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
Trư ờng hợp 2: lưu động phức tạp
tính theo sô ñoà löu ñoäng song song ngöôïc chieàu coù nhaân theâm
heä soá hieäu chænh ε∆t
∆t
∆t = ε∆t .∆tng
ε∆t = f (P; R): Tra thoâng soá theo ñoà thò bieãu dieãn caùc quan heä cho saün
Trong ñoù:
t"2 −t'2
t'1−t'2
t'1−t"1
t"2 −t'2
;
P =
R =
12
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
13
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
14
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
3.2 Phương pháp hiệu suất ε - NTU
Hieäu quaû truyeàn nhieät cuûa thieát bò
Nhieät löôïng thöïc teá truyeàn qua thieát bò
ε =
Nhieät löôïng lôùn nhaát truyeàn ñöôïc
Q C1 ⋅
Qmax Cmin ⋅
(
t'1 −t"1
)
C2 ⋅
Cmin ⋅
(
t"2 −t'2
)
ε =
=
=
t'1 −t'2
t'1 −t'2
Trong ñoù:
Q = G1 ⋅cp1 ⋅
G2 cp2
Qmax = Cmin ⋅
(
t'1−t"1
t"2 t'2
t'1−t'2
)
= C1 ⋅
(
⋅
t'1−t
"
)
t'2
1
C = Min
[
[
C2 ,C1
]
min
Q
=
⋅
⋅
(
−
)
=
C2
(
t"2
−
)
C = Max
C2 ,C1
]
max
15
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
Hieäu quaû truyeàn nhieät ε laø haøm soá cuûa nhöõng quan heä sau:
ε = f
(
C, NTU
)
Cmin
Cmax
C =
kF ⋅F
NTU =
Cmin
NTU: ñôn vò chuyeån nhieät
Haøm f: laø haøm phuï thuoäc sô ñoà chuyeån ñoäng cuûa chaát loûng
noùng vaø laïnh trong thieát bò
16
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
Tài liệu tham khảo:
1. Hoàng Đình Tín, truyền nhiệt và tính toán thiết bị trao đổi
nhiệt, NXB Khoa học và kỹ thuật, 2001
2. Hà Anh Tùng, Bài Giảng môn học truyền nhiệt, Trường Đại
học Bách Khoa TpHCM
3. Nguyễn Toàn Phong, Bài Giảng môn học truyền nhiệt, Trường
Đại học Bách Khoa TpHCM
4. J.P.Holman, heat transfer, Ninth edition, Mc Grew Hill.
18
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
HẾT CHƯƠNG 8
19
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
19 trang
27240
Free
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Truyền nhiệt - Chương 8: Thiết bị trao đổi nhiệt - Phan Thành Nhân", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_truyen_nhiet_chuong_8_thiet_bi_trao_doi_nhiet_phan.pdf
