›
›

Bài giảng Nhiệt động lực học và truyền nhiệt - Chapter 11: Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat exchanger) - Nguyễn Văn Hạp

Download
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
Chapter 11: Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat exchanger)  
11.1 Phân loại thiết bị TĐN  
Xét về nguyên lý làm việc, các thiết bị trao đổi nhiệt  
có thể phân thành ba dạng chính là:  
Thiết bị trao đổi nhiệt loại vách ngăn cách.  
Thiết bị trao đổi nhiệt loại hồi nhiệt.  
Thiết bị trao đổi nhiệt loại hỗn hợp.  
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
Chapter 11: Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat exchanger)  
11.1 Phân loại thiết bị TĐN  
Thiết bị trao đổi nhiệt loại vách ngăn cách.  
a) Loại võ bọc chum ống  
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
Chapter 11: Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat exchanger)  
11.1 Phân loại thiết bị TĐN  
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
Chapter 11: Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat exchanger)  
11.1 Phân loại thiết bị TĐN  
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
Chapter 11: Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat exchanger)  
11.2 Tính toán nhiệt của thiết bị trao đổi nhiệt loại vách ngăn  
a) Phương pháp Độ chênh nhiệt độ trung bình logarit  
(Log Mean Temperature Difference – LMTD)  
Q kFT  
lm  
b) Phương pháp Hiệu suất- Hệ số chuyển nhiệt  
(Effectiveness-Number of Transfer Units – -NTU )  
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
Chapter 11: Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat exchanger)  
11.2 Tính toán nhiệt của thiết bị trao đổi nhiệt loại vách ngăn  
a) Phương pháp LMTD:  
Phöông trình caân baèng nhieät  
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
Chapter 11: Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat exchanger)  
Q k  
Th Tc dAs  
d
Th Tc  
Th Tc  
1
1
 kdAs  
k là hệ số truyền nhiệt  
mhcph mcCpc  
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
Chapter 11: Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat exchanger)  
Th,out Tc,out  
Th,in Tc,in  
1
1
ln  
 kAs  
mhcph mcCpc  
<Phương trình cân bằng nhiệt>  
<Phương trình truyền nhiệt>  
Q kFT  
lm  
8
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
Chapter 11: Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat exchanger)  
11.2 Tính toán nhiệt của thiết bị trao đổi nhiệt loại vách ngăn  
a) Phương pháp LMTD:  
Q kFT  
lm  
Tmax  Tmin  
T   
Tổng quát  
lm  
T  
max   
ln  
Tmin  
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
Chapter 11: Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat exchanger)  
10  
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
Chapter 11: Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat exchanger)  
Lưu động phức tạp  
+ Heat transfer rate  
Q kFT  
lmft  
T tT  
lmft  
lm  
(ngược chiều)  
t = f(R,P)  
11  
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
Chapter 11: Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat exchanger)  
Lưu động phức tạp  
12  
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
Chapter 11: Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat exchanger)  
Hệ số truyền nhiệt k:  
Vách phẳng:  
n
1 1  
i 1  
   
k 1 i1 i 2  
Vách trụ:  
1
kL   
n
1
1 di1  
ln   
2i di 2dn1  
1
1d1  
i1  
13  
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
Chapter 11: Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat exchanger)  
VD: Thiết bị TĐN ống lồng ống, lưu động ngược chiều để gia  
nhiệt cho nước từ 200C đến 800C, lưu lượng 1,2kg/s. Dòng nước  
nóng dùng để gia nhiệt có m=2kg/s, nhiệt độ đầu vào 1600C. Ống  
trong mỏng và có d=1,2cm. Xác định chiều dài của thiết bị nếu hệ  
số truyền nhiệt tổng k=640W/m2.0C  
A=5,11m2  
L=108m  
14  
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
Chapter 11: Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat exchanger)  
VD: Cần gia nhiệt dầu G2 = 1000 kg/h từ t’2 = 200C đến t’’2 =  
1800C bằng khói nóng có t’1 = 2800C. Biết t’’1 = 2000C; k = 35  
(W/m2 K); cp1 = 1,1 (kJ/kgK); cp2 = 2,3 (kJ/kgK).  
Tính diện tích TĐN (F) khi bố trí dòng chuyển động ngược  
chiều.  
15  
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
Chapter 11: Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat exchanger)  
Một TBTĐN dạng ống lồng ống có kích thước và thông số kỹ thuật cho trên  
hình vẽ. Biết cường độ tỏa nhiệt về phía dầu là 75W/m2.K, nhiệt dung riêng của  
dầu cpd=2,3kJ/kg.K, khi tính toán bỏ qua nhiệt trở dẫn nhiệt của vách ống và  
truyền nhiệt vỏ ngoài. Tính:  
t“2=60oC  
D=40mm d=20mm  
t”1 =40oC  
t’1 =120oC  
u=2m/s  
Dầu  
2?  
Nước t‘2=20oC  
L?  
1) Diện tích truyền nhiệt A và chiều dài thiết bị L? Đs: 115,8m2, 1843m  
2) Lưu lượng nước (kg/h) và lưu lượng dầu (kg/h) Đs: 6728kg/h, 6104kg/h  
1
1
6
6  
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
Chapter 11: Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat exchanger)  
U
k
17  
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
Chapter 11: Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat exchanger)  
k
qL=k(t1-t2)=18,4kW/m  
18  
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
Chapter 11: Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat exchanger)  
b) Phương pháp -NTU:  
kF  
NTU   
Cmin  
Cmin=min(Cc, Ch)  
function  
kF /Cmin,C Cmin /Cmax  
function  
NTU,C  
Cmax=max(Cc, Ch)  
19  
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
Chapter 11: Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat exchanger)  
b) Phương pháp -NTU:  
20  
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 27 trang myanh 23540 Free
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Nhiệt động lực học và truyền nhiệt - Chapter 11: Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat exchanger) - Nguyễn Văn Hạp", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_nhiet_dong_luc_hoc_va_truyen_nhiet_chapter_11_thie.pdf