Chương 5: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT
Người soạn: TS. Hà anh Tùng
ĐHBK tp HCM
8/2009
p.1
p.1
5.1 Các dạng bài toán Truyền nhiệt tổng hợp
5.2 Tính toán thiết bị trao đổi nhiệt loại vách ngăn cánh
a) Các pt cơ bản để tính toán TB trao đổi nhiệt
b) Độ chênh nhiệt độ trung bình
c) Phương pháp hiệu suất
Q
5.1 Các dạng bài toán truyền nhiệt tổng hợp
a) TRUYỀN NHIỆT QUA VÁCH PHẲNG
Xét vách phẳng 1 lớp, dày δ, HSDN λ
Môi chất nóng có tf1, α1; Môi chất lạnh có tf2, α2
Bài toán kết hợp vừa đối lưu và dẫn nhiệt
(
)
FttkQ ff 21
−
=(W)
(
)
21 ff ttkq
−
=(W/m2)hay
Muốn tính q phải xác định HỆ SỐ TRUYỀN NHIỆT
k (W/m2.độ)
Người soạn: TS. Hà anh Tùng
ĐHBK tp HCM
8/2009
p.2
p.2
¾Tính hệsốtruyềnnhiệtk
()
(
)
(
)
FttF
tt
FttQ fw
ww
wf 222
21
111 −=
−
=−=
α
δ
λ
α
(W)
21
21
2
22
21
1
11
/1//1/1//1
αλδααλδα
++
=
=
−
=
−
=fffw
ww
wf tttt
tt
tt
q(W/m2)
Hệ số truyền nhiệt
21 /1//1
1
αλδα
++
=k(W/m2.độ)
Hoặc tính theo pp
nhiệt trở tương đương: tđ
R
t
q
Δ
=với: 21
αλα
RRRRtđ
+
+
=
21
11
αλ
δ
α
++= (m2.độ/W)
Nhiệt độ bề mặt vách:
1
11
α
q
tt fw −=
2
2
1
1
2
11
αλ
δ
α
qtqtt ffw +=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛+−=
và
Người soạn: TS. Hà anh Tùng
ĐHBK tp HCM
8/2009
p.3
p.3
Q
b) TRUYỀN NHIỆT QUA VÁCH TRỤ
Xét vách trụ có chiều dài L, đường kính d1/d2.
Môi chất nóng trong ống có tf1, HSTN α1
Môi chất lạnh bên ngoài có tf2, HSTN α2
Ta có:
(
)
LdttQ wf 1111
π
α
−
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
=
1
2
21
ln
2
1
d
d
L
tt ww
πλ
(
)
Ldtt fw 2222
π
α
−
=
Nhiệt lượng truyền cho 1m chiều dài ống là:
221
2
11
21
22
22
1
2
21
11
11
1
ln
2
11
1
ln
2
1
1
dd
d
d
tt
d
tt
d
d
tt
d
tt
qfffw
ww
wf
L
παπλπα
πα
πλ
πα
+
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+
−
=
−
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
=
−
=
Người soạn: TS. Hà anh Tùng
ĐHBK tp HCM
8/2009
p.4
p.4
Hoặc tính theo pp nhiệt trở tương đương cho 1m dài ống:
221
2
11
1
ln
2
11
dd
d
d
παπλπα
+
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+=
tđ
LR
t
qΔ
=với: 21
αλα
RRRRtđ
+
+
=
(m.độ/W)
1
ln
2
11
1
221
2
11 dd
d
d
kL
αλα
++
=
Ngoài ra có thể tính qLtheo hệ số truyền nhiệt đường kL
(
)
21 ffLL ttkq −=
π
với: (W/m.độ)
CHÚ Ý: Đối với vách nhiều lớp:
1
ln
2
11
1
12
1
1
11 +
=
+++
=∑
n
n
ii
i
i
L
dd
d
d
k
αλα
Người soạn: TS. Hà anh Tùng
ĐHBK tp HCM
8/2009
p.5
p.5
Sau khi có qL, có thể
tính đượctw1 , tw2