Báo cáo nghiên cứu khoa học: XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TRAO ĐỔI NHIỆT ĐỐI LƯU KHI NGƯNG TỤ MÔI CHẤT LẠNH TRONG CÁC THIẾT BỊ NGƯNG TỤ

Khi tính toán thiết kế các thiết bị ngưng tụ của các hệ thống lạnh, người ta thường chọn hệ số truyền nhiệt k hoặc hệ số toả nhiệt đối lưu α giữa bề mặt và các môi chất. Tuy nhiên hệ số truyền nhiệt và hệ số toả nhiệt đối lưu phụ thuộc vào nhiều yếu tố: hình dáng, kích thước bề mặt ngưng tụ; điều kiện vận hành của thiết bị ngưng tụ trên thực tế; môi chất lạnh sử dụng vv…...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: "XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TRAO ĐỔI NHIỆT ĐỐI LƯU KHI NGƯNG TỤ MÔI CHẤT LẠNH TRONG CÁC THIẾT BỊ NGƯNG TỤ" XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TRAO ĐỔI NHIỆT ĐỐI LƯU KHI NGƯNG TỤ MÔI CHẤT LẠNH TRONG CÁC THIẾT BỊ NGƯNG TỤ DETERMINATION OF THE COEFFICIENT OF CONVECTION HEAT EXCHANGE WHEN CONDENSING REFRIGERANT IN THE CONDENSERS VÕ CHÍ CHÍNH Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng TÓM T ẮT Khi tính toán thiết kế các thiết bị ngưng tụ của các hệ thống lạnh, người ta thường chọn hệ số truyền nhiệt k hoặc hệ số toả nhiệt đối lưu α giữa bề mặt v à các môi chất. Tuy nhiên hệ số truyền nhiệt và hệ số toả nhiệt đối lưu phụ thuộc vào nhiều yếu tố: hình dáng, kích thước bề mặt ngưng tụ; điều kiện vận hành của thiết bị ngưng tụ trên thực tế; môi chất lạnh sử dụng vv…Vì vậy việc lựa chọn hệ số toả nhiệt đối Iưu và coi nó là hằng số là không xác đáng và kết quả tính toán sẽ không chính xác. Trong bài báo này chúng tôi giới thiệu một số kết quả tính toán hệ số toả nhiệt đối lưu khi ngưng tụ của các môi chất lạnh trong các thiết bị ngưng tụ. Các kết quả tính toán là cơ sở dữ liệu quan trọng cho các kỹ sư và sinh viên tham khảo khi tính toán, thiết kế các thiết bị ngưng tụ của các hệ thống lạnh. ABSTRACT W hen performing calculations for designing the condensers of refrigeration systems, people often choose the coefficient of heat transfer or the coefficient of convection heat exchange between surface and agents. However, these coefficients depend on so many factors: form and dimensions of condensing surface; operation condition of condensers de facto; used agents etc... Therefore, choosing the coefficient of convection heat exchange and consider it constant is inaccurate. In this article, we would like to introduce some calculative results of the coefficient of convection heat exchange of refrigerants in the condensers. Calculative results are very important data for engineers and students when they calculate and design of condensers in refrigeration systems. 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Công thức tổng quát xác định hệ số toả nhiệt khi ngưng màng của dòng hơi đứng yêntrên bề mặt nằm ngang hoặc thẳng đứng được xác định theo công thức [1,2,4]: i. .3 .g   C.4 (1)  .t.ltrong đó: - Độ chênh nhiệt độ giữa môi chất ngưng tụ và bề mặt vách, oK ; t - Kích thước xác định của bề mặt, m; l Δi - Hiệu entanpi tác nhân vào và ra thiết bị, j/kg; - Khối lượng riêng của chất lỏng tác nhân lạnh khi ngưng, kg/m3; ρ λ - Hệ số dẫn nhiệt của lỏng tác nhân khi ngưng, W/m.K; - Gia tốc trọng trường, g=9,81 m/s2; g - Độ nhớt động học của chất lỏng tác nhân khi ngưng, m2/s.  Đối với chùm ống nằm ngang : C = 0,72 Đối với chùm ống thẳng đứng : C = 0,943 Đối với các trường hợp cụ thể của thiết bị ngưng tụ, trên cơ sở biểu thức (1) người tanhân thêm các hệ số hiệu chỉnh khác, để tính đến sự thay đổi tốc độ dòng hơi và màng nướctừ trên xuống, hệ số tính đến các điều kiện khác nhau khi làm cánh, hệ số tính đến sự chuyểnđộng của tốc độ dòng hơi, hệ số tính đến sự uốn cong của ống vv… Vì vậy hệ số toả nhiệt khi ngưng màng với dòng hơi đứng yên trên bề mặt ống xácđịnh theo công thức (1) rất quan trọng và có thể được sử dụng để tính toán trong hầu hết cáctrường hợp. Trong bài báo này chúng tôi xin giới thiệu một số kết quả xác định hệ số toả nhiệtnêu trên cho 2 trường hợp đường ống nằm ngang và đặt thẳng đứng với 3 môi chất lạnh phổbiến nhất là NH3, R22 và R12. 2. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TOẢ NHIỆT 2.1. Ngưng tụ trên đường ống nằm ngang Để xác định hệ số toả nhiệt trong trường hợp này chúng tôi đã tiến hành tính toán chorất nhiều trường hợp khác nhau cụ thể như sau: - Ống nằm ngang. - Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất: tk = 35oC - Độ chênh nhiệt độ giữa nhiệt độ ngưng tụ và vách ống: 2, 4, 6, 8, 10, và 12OC - Đường kính của ống: 15, 21, 27, 32, 40, 49, 65, 80 và 90mm Các kết quả tính toán được thể hiện trên các bảng 1, 2 và 3 cho các môi chất lạnh NH3,R22 và R12. Bảng 1: Hệ số toả nhiệt đối lưu khi ngưng trên ống trơn nằm ngang. Môi chất NH3, (W/m2.K) t, K d, mm 2 4 6 8 10 12 15 13.213 11.111 10.040 9.343 8.836 ...