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 •
1
CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
Phương pháp hiệu suất ε - NTU •
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
1. Truyền nhiệt phức tạp:
Khi các phương thức trao đổi nhiệt cơ bản diễn ra đồng thời
Dẫn nhiệt
Đối lưu
2
CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
Bức xạ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
2. Thiết bị trao đổi nhiệt:
3
CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
Nhiệm vụ: đem nhiệt lượng của lưu chất nóng truyền cho lưu chất lạnh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
4
CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
5
CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
Chiều chuyển động của dòng lưu chất:
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
a) Lưu chất chuyển động cùng chiều
b) Lưu chất chuyển động ngược chiều
6
CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
3. Phương pháp tính toán thiết bị trao đổi nhiệt loại vách ngăn:
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
Kyù hieäu cho löu chaát noùng
Kyù hieäu cho löu chaát laïnh
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
G1, G2 cp1, cp2 t’1, t’2 t”1, t”2
Phương trình cân bằng nhiệt:
Xét từng lưu chất:
)
1
1p
( 't 1
2p
( "t 2
)2
= ⋅ ⋅ − = ⋅ − 't cGQ "t 1 ⋅ cG 2
Giữa hai lưu chất:
F
7
CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
.F.k =∆ t .F.k ∆ t Q = ∫
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
8
CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
– Tính trở kháng thuỷ lực chọn bơm, quạt…
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
9
CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
+ Tính nhiệt độ của lưu chất ở đầu ra t”1, t”2
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
3.1 Phương pháp độ chênh nhiệt độ trung bình logarit
F
.F.k ∆ t .F.k =∆ t Q = F = ∫
- 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∆-
Q ∆ t .k
t∆Tính ???
10
CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
∆ t
max
min
=∆ t
max
ln
∆− t ∆ t ∆ t
min
=
Min
∆ t
b
min
Trường hợp 1: lưu động cùng chiều và lưu động ngược chiều
=
Trong ñoù:
] ]
Max
∆ t
[ ∆∆ ,t t a [ ∆∆ ,t t a
b
max
Cuøng chieàu
Ngöôïc chieàu
11
CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
t∆
Trường hợp 2: lưu động phức tạp
∆ε=∆ t
t
.
∆ t
ng
tính theo sô ñoà löu ñoäng song song ngöôïc chieàu coù nhaân theâm heä soá hieäu chænh ε∆t
ε∆t = f (P; R): Tra thoâng soá theo ñoà thò bieãu dieãn caùc quan heä cho saün
2
Trong ñoù:
=
=
P
R
− "t 1 − 't
− "t 't 2 − 't 't 1
2
't 1 "t 2
2
12
CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
;
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
13
CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
14
CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
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
)
=
=ε
=
Q
't − 2 't −
)
max
( 'tC "t ⋅ − 1 1 1 ( 't 't C ⋅ − 1
min
2
( "tC ⋅ 2 2 ( C 't ⋅ 1
min
) )2
Trong ñoù:
)
)
1
1p
=
min
2
= ⋅ ⋅ − − cGQ "t 1
2p
2
( ⋅ 'tC 1 1 ( ⋅ "tC 2 2
)2
=
] ]
max
[ C,CMin 1 [ C,CMax 1
2
C C
2 =
−
Q
C
't
max
min
( 't 1 ( ⋅ "t 2 ( ⋅ 't 1
= ⋅ − "t 1 − = cGQ 't 't
15
CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
= ) )2
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
( ,Cf=ε
)NTU
min
=
C C
max
=
NTU
⋅ Fk F C
min
C
Hieäu quaû truyeàn nhieät ε laø haøm soá cuûa nhöõng quan heä sau:
NTU: ñôn vò chuyeån nhieät
Haøm f: laø haøm phuï thuoäc sô ñoà chuyeån ñoäng cuûa chaát loûng
16
CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
noùng vaø laïnh trong thieát bò
17
CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
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
18
CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
4. J.P.Holman, heat transfer, Ninth edition, Mc Grew Hill.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM
HẾT CHƯƠNG 8
19
CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Cán bộ giảng dạy: Ths. Phan Thành Nhân
