intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Truyền nhiệt và thiết bị trao đổi nhiệt: Chương 6 - TS. Phan Thành Nhân

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:31

Thêm vào BST
Báo xấu
4
lượt xem 1
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Dẫn nhiệt ổn định một chiều" Chương 6 - Tỏa nhiệt đối lưu cưỡng bức, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Khái niệm chung; Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức khi chất lỏng chảy trong ống; Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức khi chất lỏng chảy bên ngoài ống. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Truyền nhiệt và thiết bị trao đổi nhiệt: Chương 6 - TS. Phan Thành Nhân

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM CHƯƠNG 6 TOẢ NHIỆT ĐỐI LƯU CÖÔÕNG BÖÙC (Doøng moät pha) 1. Khái niệm chung 2. Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức khi chất lỏng chảy trong ống 3. Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức khi chất lỏng chảy beân ngoaøi ống 1 GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN
  2. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM 1. Khái niệm chung + Löu chaát chuyeån ñoäng taùc ñoäng cuûa ngoaïi löïc (bôm, quaït, maùy neùn…) 2 GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN
  3. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM Lớp bieân vaän toác: Xeùt doøng löu chaát chaûy qua beà maët taám phaúng Lôùp bieân Vuøng Lôùp bieân chaûy taàng chuyeån chaûy roái ñoåi V1 V1 V1 Lôùp roái Lôùp ñeäm Lôùp taàng Beà daøy lôùp bieân  v Xeùt doøng löu chaát chaûy beân trong oáng Lôùp bieân vaän toác Phaân boá vaän toác Vuøng thuûy ñoäng vaøo Vuøng thuûy ñoäng ñaõ phaùt trieån 3 GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN
  4. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM Lớp bieân nhieät: Xeùt doøng löu chaát chaûy qua beà maët taám phaúng Doøng töï do T1 T1 T1 Lôùp bieân nhieät t Ts+0,99(T1-Ts) Xeùt doøng löu chaát chaûy beân trong oáng Lôùp bieân nhieät Phaân boá nhieät Vuøng nhieät ñoäng vaøo Vuøng nhieät ñoäng ñaõ phaùt trieån 4 GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN
  5. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM 2. Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức khi chất lỏng chảy trong ống Cheá ñoä doøng chaûy của lưu chất chảy trong ống được thể hiện qua tieâu chuaån Reynolds: Chế độ chuyeån ñoäng Re Chaûy taàng Re < 2200 Chaûy quaù ñoä 2200 < Re < 104 (töø taàng sang roái) Chaûy roái Re > 104 Tuyø theo cheá ñoä chuyeån ñoäng cuûa doøng löu chaát maø cöôøng ñoä trao ñoåi nhieät ñoái löu khaùc nhau 5 GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN
  6. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM • Löu löôïng khoái löôïng: doøng löu chaát chaûy trong oáng ñöôïc xaùc ñònh theo giaù trò tb: G  tb Fc Kg/s • Số Reynolds: .L Re   • Kích thöôùc xaùc ñònh: 4Fc L  d tđ  U : Khoái löôïng rieâng doøng löu chaát Fc: Dieän tích maët caét ngang oáng (diện tích tiết diện ngang chất lỏng lưu động qua) U: Chu vi ướt (chu vi chất lỏng ma sat với bề mặt khi chuyển động) 6 GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN
  7. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM Töø lyù thuyeát ñoàng daïng keát hôïp vôùi thöïc nghieäm trong ñieàu kieän trao ñoåi nhieät oån ñònh ta tìm ñöôïc phöông trình: Nu = f(Re, Gr, Pr) Xaùc định phöông trình Nu = f(Re, Gr, Pr) cho caùc tröôøng hôïp: - Lưu chất chảy rối - Lưu chất chảy tầng - Lưu chất chảy quùa độ (từ chảy tầng chuyển sang chảy rối) 7 GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN
  8. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM 2.1 Chế độ chảy rối: Khi Re > 104 Phöông trình Nu = f(Re, Pr) như sau: 0 , 25 0 ,8 0 , 43  Prf  Nu f  0,021 Re f Pr f   Pr   l R  w  ÑOÁI VÔÙI KHOÂNG KHÍ: Do Pr ít thay ñoåi theo nhieät ñoä: Nu f  0,018 Re 0,8 f 8 GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN
  9. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM • Nhieät ñoä xaùc ñònh + tf: laø nhieät ñoä trung bình cuûa löu chaát  f  - tf’ : nhieät ñoä ngoõ vaøo cuûa löu chaát t f  Prf  - tf’’: nhieät ñoä ngoõ ra cuûa löu chaát   f 1 t f  t f '  t f ' '  2 + tw: nhiệt ñoä beà maët vaùch t w  Prw  • Kích thöôùc xaùc ñònh + OÁng troøn: L = dtr + Hình daïng khaùc: L  d tđ  4Fc U 9 GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN
  10. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM 0, 25 • Heä soá xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa phöông höôùng doøng nhieät.  Prf     Pr   w  tf tf q tw q tw tw > tf tw < tf • Heä soá hieäu chænh xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa chieàu daøi oáng: l Neáu l/d  50: thì l tra baûng theo giaù trò Re l/d Ref 1 2 5 10 15 20 30 40 50 1.104 1,65 1.50 1,34 1,23 1,17 1,13 1,07 1.03 1 2.104 1,51 1,40 1,27 1,18 1,13 1,10 1,05 1,02 1 5.104 1,34 1,27 1,18 1,13 1,10 1,08 1,04 1,02 1 1.105 1,28 1,22 1,15 1,10 1,08 1,06 1,03 1,02 1 1.106 1,14 1,11 1,08 1,05 1,04 1,03 1,02 1,01 1 Neáu l/d > 50: thì l = 1 10 GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN
  11. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM • Heä soá hieäu chænh xeùt ñeán aûnh höôûng ñoä cong cuûa oáng: R (do aûnh höôûng cuûa löïc ly taâm) d d  R  1 1,77 R R Ñoái vôùi oáng daãn thaúng: R = 1 Löu yù: phöông trình bieåu dieãm quan heä Nuf ñöôïc söû duïng cho moïi doøng löu chaát loûng, tröø kim loaïi loûng 11 GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN
  12. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM 2.2. Chế độ chảy tầng: Re < 2200 Phöông trình Nu = f(Re, Gr, Pr) như sau: 0 , 25 0 , 33 0 , 43 0 ,1  Prf  Nu f  0,15 Re f Prf Grf   Pr   l  w  ÑOÁI VÔÙI KHOÂNG KHÍ: Do Pr ít thay ñoåi theo nhieät ñoä: Nu f  0,13 Re 0,33 Grf0 ,1 f 12 GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN
  13. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM • Số Grashof Gr: gL3 (t w  t f ) Gr  2 f - g laø gia toác troïng tröôøng, g = 9,81m/s2 -  [1/K] laø heä soá giaûn nôû nhieät Chaát loûng:  tra baûng theo tf Chaát khí:   1  1 Tf t f  273 • Heä soá hieäu chænh xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa chieàu daøi oáng: l Neáu l/d  50: thì l tra baûng theo giaù trò l/d 1 2 5 10 15 20 30 40 50 l 1,90 1,70 1,44 1,28 1,18 1,13 1,05 1,02 1 Neáu l/d > 50: thì l = 1 13 GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN
  14. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM 2.3. Chế độ chảy quá độ: 2200 < Re < 104 Phöông trình Nu = f(Re, Gr, Pr) như sau: 0 , 25 0 , 43  Prf  Nu f  K o  Prf   Pr     w Ko: Heä soá thöïc nghieäm, tra theo baûng Ref.10-3 2,2 2,3 2,5 3,0 3,5 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10 Ko 1,9 3,2 4,0 6,8 9,5 11 16 19 24 27 30 33 • Heä soá hieäu chænh xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa chieàu daøi oáng: l Neáu l/d  50: thì l tra baûng theo giaù trò Re l/d 1 2 5 10 15 20 30 40 50 l 1,90 1,70 1,44 1,28 1,18 1,13 1,05 1,02 1 Neáu l/d > 50: thì l = 1 14 GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN
  15. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM Baøi tập ví dụ 1: Moät oáng theùp daøi l = 2,5m, ñöôøng kính trong d = 19mm, nöôùc coù nhieät ñoä trung bình tf = 30oC, vaän toác nöôùc chaûy trong oáng  = 2m/s, nhieät ñoä beà maët vaùch oáng tw= 70oC. a) Xaùc ñònh heä soá toaû nhieät  b) Tìm nhieät ñoä nöôùc vaøo vaø ra khoûi oáng c) Neáu boû qua aûnh höôûng cuûa phöông höôùng doøng nhieät thì sai soá khi tính  laø bao nhieâu? 15 GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN
  16. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM Baøi tập ví dụ 2: Khoâng khí chuyeån ñoäng trong oáng coù aùp suaát p1 = 1bar, ñöôøng kính trong oáng d = 50mm, chieàu daøi oáng l = 3m, toác ñoä doøng khí  = 15m/s, nhieät ñoä trung bình doøng khí tf = 20oC - Xaùc ñònh heä soá toaû nhieät  16 GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN
  17. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM 3. Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức khi chất lỏng chảy beân ngoaøi vaät theå Lôùp bieân Vuøng Lôùp bieân chaûy taàng chuyeån chaûy roái ñoåi V1 V1 V1 Lôùp roái Lôùp ñeäm Lôùp taàng Beà daøy lôùp bieân  v V1 Ñöôøng taâm  D Ñieåm öù ñoïng Lôùp bieân Ñieåm taùch + Đối lưu cưỡng bức khi chất lỏng chảy ngang qua taám phaúng + Đối lưu cưỡng bức khi chất lỏng chảy ngang qua oáng ñôn + Đối lưu cưỡng bức khi chất lỏng chảy ngang qua chuøm oáng 17 GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN
  18. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM 3.1 Đối lưu cưỡng bức khi chất lỏng chảy ngang qua taám phaúng: T1 V1 Vuøng Chaûy taàng chuyeån Chaûy roái ñoåi 0 x • Kích thöôùc xaùc ñònh: L = l (chieàu daøi taám) • Nhieät ñoä xaùc ñònh: nhieät ñoä trung bình cuûa chaát loûng tf 18 GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN
  19. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM Tröôøng hôïp toång quaùt 0 , 25 0,8 0 , 43  Prf   Khi Ref > 105 Nu f  0,037 Re f Pr f   Pr    w  0 , 25 0,5 0 , 43  Prf   Khi Ref < 105 Nu f  0,68 Re f Pr f   Pr    w  ÑOÁI VÔÙI KHOÂNG KHÍ:  Khi Ref > 105 Nu f  0,032 Re 0,8 f  Khi Ref < 105 Nu f  0,59 Re 0,55 f 19 GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN
  20. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp.HCM 3.2 Đối lưu cưỡng bức khi chất lỏng chảy ngang qua oáng ñôn: Lôùp bieân roái Lôùp bieân taàng Lôùp bieân taàng Lôùp bieân roái V1 V1   D D Ñieåm taùch Ñieåm taùch (a) Doøng chaûy taàng Re < 2.105 (b) Doøng chaûy roái Re > 2.105 Quaù trình toaû nhieät khi chaát loûng chaûy ngang qua caùc oáng coù hình daïng baát kyø raát phöùc taïp caàn tieán haønh thí nghieäm rieâng. Phaàn naøy chæ khaûo saùt oáng troøn. 20 GIẢNG VIÊN: TS. PHAN THÀNH NHÂN
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2437 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright ©2025 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
112=>1