Nghiên cứu cải tiến két nước trên xe tay ga bằng bộ tản nhiệt kênh mini

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hcmute nghiên cứu cải tiến két nước trên xe tay ga bằng bộ tản nhiệt kênh mini nhằm cải thiện kết, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất

• Tác giả: Não Minh Daly
• Người hướng dẫn: TS. Đặng Thành Trung
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM
• Chuyên ngành: Khai thác và bảo trì ô tô, máy kéo
• Đề tài: Cải Tiến Két Nước Xe Tay Ga Với Bộ Tản Nhiệt Kênh Mini
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LÝ LỊCH KHOA HỌC
• LỜI CAM ĐOAN
• CẢM TẠ
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Tổng quan kết quả nghiên cứu liên quan
• 1.3. Mục đích của đề tài
• 1.4. Nhiệm vụ của đề tài và giới hạn đề tài
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Lý thuyết truyền nhiệt
• 2.2. Làm lạnh - gia nhiệt đối lưu và hệ số truyền nhiệt
• 2.3. Đối lưu tự nhiên – hệ số Grashof
• 2.4. Hệ số Nusselt
• 2.5. Dòng chảy lưu chất
• 2.6. Navier-Stokes chịu nén yếu
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
• 3.1. Mô hình thực nghiệm
• 3.2. Dụng cụ thí nghiệm
• 3.3. Đo đạt số liệu
• 3.4. Phân tích sai số
• 4. CHƯƠNG 4: CÁC KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Kết quả thực nghiệm lưu chất làm việc là nước
• 4.2. Lưu lượng khối lượng của lưu chất thay đổi
• 4.3. Vận tốc gió thay đổi
• 4.4. Kết quả thực nghiệm với lưu chất làm việc là hỗn hợp nước – ethylen
• 4.5. Bộ trao đổi nhiệt kênh Mini
• 4.6. Két nước và kênh Mini với lưu chất làm việc là hỗn hợp nước - ethylen
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về cải tiến két nước xe tay ga

Cải tiến két nước xe tay ga là một vấn đề quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô, đặc biệt là trong bối cảnh xe tay ga ngày càng trở nên phổ biến. Hệ thống làm mát trên xe tay ga thường gặp phải nhiều vấn đề như hiệu suất truyền nhiệt kém và kích thước cồng kềnh. Việc áp dụng bộ tản nhiệt kênh mini (Minichannel heat sink) có thể giải quyết những nhược điểm này. Bộ tản nhiệt kênh mini không chỉ nhỏ gọn mà còn tận dụng được dòng gió cưỡng bức từ chuyển động của xe, giúp giảm thiểu sự cần thiết của quạt gió. Điều này không chỉ nâng cao hiệu suất làm mát mà còn tiết kiệm năng lượng, từ đó cải thiện hiệu suất động cơ và giảm tiêu thụ nhiên liệu.

1.1. Tính cấp thiết của đề tài

Trong các thành phố lớn, xe tay ga ngày càng được ưa chuộng nhờ vào thiết kế hiện đại và tính tiện dụng. Tuy nhiên, hệ thống làm mát của xe tay ga vẫn còn nhiều hạn chế. Việc sử dụng két nước truyền thống thường dẫn đến hiệu suất làm mát không cao, đặc biệt trong điều kiện vận hành khắc nghiệt. Do đó, việc nghiên cứu và phát triển bộ tản nhiệt kênh mini là cần thiết để cải thiện hiệu quả làm mát và nâng cao độ bền cho động cơ.

1.2. Tổng quan kết quả nghiên cứu liên quan

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng bộ tản nhiệt kênh mini có khả năng truyền nhiệt tốt hơn so với các hệ thống làm mát truyền thống. Các nghiên cứu trước đây cho thấy rằng việc giảm kích thước của bộ tản nhiệt không làm giảm hiệu suất truyền nhiệt, mà ngược lại, có thể cải thiện hiệu quả làm mát. Hệ thống làm mát bằng dung dịch, đặc biệt là với hỗn hợp nước – ethylen, đã được chứng minh là có hiệu suất cao hơn so với nước đơn thuần. Điều này mở ra hướng đi mới cho việc cải tiến két nước xe tay ga.

II. Cơ sở lý thuyết về truyền nhiệt

Lý thuyết truyền nhiệt là nền tảng cho việc thiết kế và cải tiến bộ tản nhiệt. Hiểu rõ về các nguyên lý như đối lưu tự nhiên, đối lưu cưỡng bức và các hệ số truyền nhiệt là rất quan trọng. Hệ số Nusselt và hệ số Grashof là hai yếu tố quan trọng trong việc đánh giá hiệu suất truyền nhiệt của hệ thống. Việc áp dụng các công thức này vào thiết kế bộ tản nhiệt kênh mini sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất làm mát. Nghiên cứu cho thấy rằng việc cải tiến thiết kế có thể làm giảm tổn thất áp suất và tăng cường hiệu quả làm mát.

2.1. Nguyên lý truyền nhiệt

Truyền nhiệt qua bộ tản nhiệt diễn ra chủ yếu qua ba cơ chế: dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ. Trong trường hợp của két nước xe tay ga, đối lưu cưỡng bức là cơ chế chính. Khi xe di chuyển, không khí được hút vào và làm mát bề mặt của két nước. Việc tối ưu hóa thiết kế kênh mini giúp tăng cường hiệu quả đối lưu, từ đó nâng cao khả năng truyền nhiệt. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng bộ tản nhiệt kênh mini có thể đạt được hiệu suất truyền nhiệt cao hơn so với các thiết kế truyền thống.

2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất truyền nhiệt

Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất truyền nhiệt của bộ tản nhiệt, bao gồm lưu lượng chất lỏng, vận tốc gió và thiết kế hình học của kênh. Việc điều chỉnh các yếu tố này có thể dẫn đến sự cải thiện đáng kể trong hiệu suất làm mát. Nghiên cứu cho thấy rằng khi vận tốc gió tăng, hiệu suất truyền nhiệt cũng tăng theo. Điều này cho thấy rằng việc thiết kế bộ tản nhiệt kênh mini cần phải tính đến các yếu tố môi trường và điều kiện vận hành thực tế.

III. Phương pháp thực nghiệm

Phương pháp thực nghiệm được áp dụng để so sánh hiệu suất của bộ tản nhiệt kênh mini với két nước truyền thống. Các thí nghiệm được thực hiện trong điều kiện kiểm soát, với các biến số như lưu lượng chất lỏng và vận tốc gió được điều chỉnh. Kết quả cho thấy rằng bộ tản nhiệt kênh mini không chỉ có kích thước nhỏ hơn mà còn có khả năng truyền nhiệt tốt hơn. Điều này chứng tỏ rằng việc áp dụng công nghệ mới vào thiết kế két nước xe tay ga là hoàn toàn khả thi và mang lại nhiều lợi ích.

3.1. Mô hình thực nghiệm

Mô hình thực nghiệm được thiết kế để đánh giá hiệu suất của bộ tản nhiệt kênh mini. Các thông số như nhiệt độ đầu vào, nhiệt độ đầu ra và lưu lượng chất lỏng được ghi nhận và phân tích. Kết quả cho thấy rằng bộ tản nhiệt kênh mini có khả năng duy trì nhiệt độ ổn định hơn so với két nước truyền thống. Điều này cho thấy rằng công nghệ mới có thể cải thiện đáng kể hiệu suất làm mát của xe tay ga.

3.2. Dụng cụ thí nghiệm

Dụng cụ thí nghiệm bao gồm các thiết bị đo nhiệt độ, lưu lượng và áp suất. Việc sử dụng công nghệ hiện đại trong đo đạc giúp đảm bảo độ chính xác của kết quả. Các thí nghiệm được thực hiện trong nhiều điều kiện khác nhau để đánh giá toàn diện hiệu suất của bộ tản nhiệt kênh mini. Kết quả thu được sẽ là cơ sở để đưa ra các khuyến nghị cho việc cải tiến thiết kế và ứng dụng thực tế.

IV. Kết quả và thảo luận

Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng bộ tản nhiệt kênh mini có hiệu suất truyền nhiệt cao hơn so với két nước truyền thống. Các thí nghiệm cho thấy rằng khi sử dụng bộ tản nhiệt kênh mini, nhiệt độ đầu ra thấp hơn và hiệu suất làm mát cao hơn. Điều này chứng tỏ rằng việc áp dụng công nghệ mới vào thiết kế két nước xe tay ga là một bước tiến quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất động cơ và tiết kiệm nhiên liệu.

4.1. Kết quả thực nghiệm

Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng bộ tản nhiệt kênh mini có khả năng truyền nhiệt tốt hơn so với két nước truyền thống. Nhiệt độ đầu ra của bộ tản nhiệt kênh mini luôn thấp hơn so với két nước trong cùng điều kiện thí nghiệm. Điều này cho thấy rằng công nghệ mới có thể cải thiện đáng kể hiệu suất làm mát của xe tay ga.

4.2. Thảo luận về hiệu quả truyền nhiệt

Việc sử dụng bộ tản nhiệt kênh mini không chỉ giúp cải thiện hiệu suất làm mát mà còn giảm thiểu kích thước và trọng lượng của hệ thống làm mát. Điều này có thể dẫn đến việc tiết kiệm nhiên liệu và nâng cao hiệu suất động cơ. Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc tối ưu hóa thiết kế và ứng dụng thực tế của công nghệ này trong ngành công nghiệp ô tô.

V. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu về cải tiến két nước xe tay ga bằng bộ tản nhiệt kênh mini đã chỉ ra rằng công nghệ này có nhiều ưu điểm vượt trội. Việc áp dụng công nghệ mới không chỉ nâng cao hiệu suất làm mát mà còn giúp tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu kích thước của hệ thống. Các kiến nghị cho việc nghiên cứu tiếp theo bao gồm việc mở rộng ứng dụng của công nghệ này trong các loại xe khác và nghiên cứu sâu hơn về các vật liệu mới cho bộ tản nhiệt.

5.1. Kết luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng bộ tản nhiệt kênh mini là một giải pháp hiệu quả cho việc cải tiến két nước xe tay ga. Công nghệ này không chỉ giúp nâng cao hiệu suất làm mát mà còn giảm thiểu kích thước và trọng lượng của hệ thống. Điều này có thể dẫn đến việc tiết kiệm nhiên liệu và nâng cao hiệu suất động cơ.

5.2. Kiến nghị

Nên tiếp tục nghiên cứu và phát triển công nghệ bộ tản nhiệt kênh mini để mở rộng ứng dụng trong ngành công nghiệp ô tô. Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc tối ưu hóa thiết kế và ứng dụng thực tế của công nghệ này, nhằm nâng cao hiệu suất làm mát và tiết kiệm năng lượng cho các loại xe khác nhau.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển nhanh chóng của các phương tiện giao thông cá nhân, xe tay ga ngày càng trở nên phổ biến tại các đô thị lớn nhờ thiết kế tiện lợi và hệ thống truyền động vô cấp. Tuy nhiên, hệ thống làm mát trên xe tay ga hiện nay vẫn còn nhiều hạn chế, đặc biệt là két nước làm mát có kích thước lớn, hiệu quả truyền nhiệt chưa tối ưu và phụ thuộc vào quạt gió. Theo ước tính, nhiệt lượng tỏa ra từ động cơ chiếm khoảng 30% tổng năng lượng, trong đó hệ thống làm mát đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì hiệu suất và độ bền của động cơ.

Luận văn tập trung nghiên cứu cải tiến két nước trên xe tay ga bằng bộ tản nhiệt kênh Mini (Minichannel heat sink) nhằm nâng cao hiệu quả truyền nhiệt. Mục tiêu cụ thể là thiết kế, chế tạo và đánh giá hiệu quả truyền nhiệt của bộ tản nhiệt kênh Mini so với két nước truyền thống trong điều kiện vận hành thực tế, bao gồm các biến đổi về loại lưu chất, lưu lượng khối lượng và vận tốc gió. Nghiên cứu được thực hiện tại TP. Hồ Chí Minh trong năm 2013, với phạm vi tập trung vào hệ thống làm mát bằng dung dịch trên xe tay ga.

Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc nâng cao hiệu suất làm mát, giúp động cơ vận hành ổn định, tiết kiệm nhiên liệu và giảm kích thước bộ tản nhiệt, từ đó góp phần cải thiện thiết kế và hiệu quả sử dụng xe tay ga trong điều kiện đô thị.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết truyền nhiệt cơ bản gồm:

• Lý thuyết truyền nhiệt dẫn, đối lưu và bức xạ: Truyền nhiệt dẫn xảy ra khi nhiệt lượng truyền qua vật chất tiếp xúc; truyền nhiệt đối lưu liên quan đến sự trao đổi nhiệt giữa bề mặt rắn và lưu chất chuyển động; truyền nhiệt bức xạ là sự trao đổi năng lượng dưới dạng sóng điện từ không cần tiếp xúc trực tiếp.

• Hệ số truyền nhiệt đối lưu (h) và số Nusselt (Nu): Hệ số truyền nhiệt được xác định dựa trên các số không thứ nguyên như Reynolds (Re), Prandtl (Pr), và Grashof (Gr), phản ánh đặc tính dòng chảy và điều kiện nhiệt động lực học của lưu chất.

• Phương trình Navier-Stokes không nén: Mô tả dòng chảy của lưu chất trong bộ tản nhiệt, giả định lưu chất không nén được, giúp phân tích vận tốc, áp suất và nhiệt độ trong quá trình truyền nhiệt.

• Chỉ số truyền nhiệt đơn vị (NTU) và hiệu suất truyền nhiệt (η): Được sử dụng để đánh giá hiệu quả truyền nhiệt của bộ trao đổi nhiệt, dựa trên nhiệt độ đầu vào, đầu ra và lưu lượng khối lượng của lưu chất.

Các khái niệm chính bao gồm: lưu lượng khối lượng (m), nhiệt dung riêng đẳng áp (Cp), độ chênh nhiệt độ trung bình logarit (ΔTlm), tổn thất áp suất (Δp), và chỉ số hoàn thiện của bộ trao đổi nhiệt.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp thực nghiệm kết hợp phân tích số liệu thu thập được từ hệ thống thí nghiệm gồm bộ trao đổi nhiệt kênh Mini và két nước truyền thống. Cỡ mẫu bao gồm hai loại bộ tản nhiệt được chế tạo từ nhôm với kích thước và cấu trúc khác nhau: bộ tản nhiệt kênh Mini có kích thước chỉ bằng 64% so với két nước.

Nguồn dữ liệu thu thập gồm nhiệt độ đầu vào, đầu ra của lưu chất, vận tốc gió, lưu lượng khối lượng và áp suất tổn thất. Các cảm biến nhiệt độ loại T được bố trí tại nhiều vị trí để đảm bảo độ chính xác, cùng với thiết bị đo lưu lượng và vận tốc gió. Sai số đo lường được kiểm soát trong khoảng ±0,4°C cho nhiệt độ và ±0,0015g cho cân điện tử.

Phân tích dữ liệu sử dụng các công thức truyền nhiệt, tính toán hiệu suất truyền nhiệt theo phương pháp NTU, đồng thời so sánh kết quả giữa bộ tản nhiệt kênh Mini và két nước trong các điều kiện vận hành khác nhau. Thời gian nghiên cứu kéo dài đủ để hệ thống đạt trạng thái ổn định, đảm bảo tính khách quan và độ tin cậy của kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiệu quả truyền nhiệt vượt trội của bộ tản nhiệt kênh Mini: Bộ tản nhiệt kênh Mini có kích thước nhỏ gọn hơn 36% so với két nước nhưng đạt hiệu suất truyền nhiệt cao hơn hoặc tương đương. Cụ thể, khi vận tốc gió trong khoảng 1,2 m/s đến 3,5 m/s và lưu lượng khối lượng từ 2,46 g/s đến 4,1 g/s, lượng nhiệt truyền qua bộ tản nhiệt kênh Mini cao hơn từ 5% đến 15% so với két nước.

2. Ảnh hưởng của loại lưu chất: Nước tinh khiết cho hiệu quả truyền nhiệt cao hơn so với hỗn hợp nước – ethylen. Hiệu suất truyền nhiệt của nước cao hơn khoảng 10% so với hỗn hợp này trong cùng điều kiện vận hành, phù hợp với các nghiên cứu trước đó.

3. Tận dụng dòng đối lưu cưỡng bức tự nhiên: Bộ tản nhiệt kênh Mini tận dụng được dòng gió cưỡng bức do chuyển động của xe mà không cần sử dụng quạt gió, giúp giảm chi phí và tăng độ bền hệ thống làm mát.

4. Tổn thất áp suất và kích thước bộ tản nhiệt: Bộ tản nhiệt kênh Mini có tổn thất áp suất thấp hơn, đồng thời kích thước nhỏ gọn giúp giảm trọng lượng và không gian lắp đặt, thuận tiện cho thiết kế xe tay ga hiện đại.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của hiệu quả truyền nhiệt cao hơn bộ tản nhiệt kênh Mini là do cấu trúc kênh nhỏ với diện tích bề mặt truyền nhiệt lớn hơn, tăng cường trao đổi nhiệt giữa lưu chất và bề mặt tản nhiệt. Kích thước kênh nhỏ cũng làm tăng hệ số truyền nhiệt đối lưu, như được thể hiện qua số Nusselt cao hơn trong các điều kiện dòng chảy rối.

So sánh với các nghiên cứu trước đây về truyền nhiệt trong két nước và bộ trao đổi nhiệt micro, kết quả này đồng thuận với xu hướng sử dụng công nghệ kênh nhỏ để nâng cao hiệu quả truyền nhiệt trong các hệ thống làm mát động cơ.

Việc sử dụng nước làm lưu chất truyền nhiệt cho hiệu quả tốt hơn do nhiệt dung riêng cao và khả năng dẫn nhiệt tốt, tuy nhiên cần lưu ý đến vấn đề ăn mòn và bảo trì hệ thống. Hỗn hợp nước – ethylen tuy giảm hiệu suất truyền nhiệt nhưng lại có ưu điểm về nhiệt độ sôi và chống đóng băng, phù hợp với điều kiện khí hậu khác nhau.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ so sánh độ chênh nhiệt độ đầu vào – đầu ra, lượng nhiệt truyền và hiệu suất truyền nhiệt theo vận tốc gió và lưu lượng khối lượng, giúp minh họa rõ ràng sự vượt trội của bộ tản nhiệt kênh Mini.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Ứng dụng bộ tản nhiệt kênh Mini trong thiết kế xe tay ga mới: Các nhà sản xuất nên tích hợp bộ tản nhiệt kênh Mini để giảm kích thước và trọng lượng hệ thống làm mát, đồng thời nâng cao hiệu suất truyền nhiệt, dự kiến triển khai trong vòng 1-2 năm.

2. Tối ưu hóa lưu chất làm mát: Khuyến nghị sử dụng nước tinh khiết trong hệ thống làm mát để đạt hiệu quả truyền nhiệt cao nhất, đồng thời phát triển các giải pháp chống ăn mòn và bảo trì định kỳ, thực hiện trong 6-12 tháng.

3. Tận dụng dòng đối lưu cưỡng bức tự nhiên: Thiết kế hệ thống làm mát tận dụng luồng gió tự nhiên khi xe vận hành, loại bỏ hoặc giảm thiểu sử dụng quạt gió, giúp tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí bảo trì, áp dụng ngay trong các mẫu xe hiện tại.

4. Nâng cao công nghệ chế tạo bộ tản nhiệt kênh Mini: Đẩy mạnh nghiên cứu và ứng dụng công nghệ dán UV light để liên kết các vật liệu, đảm bảo độ bền và hiệu quả truyền nhiệt, đồng thời giảm chi phí sản xuất, kế hoạch thực hiện trong 1-3 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà sản xuất xe máy và xe tay ga: Nghiên cứu giúp cải tiến thiết kế hệ thống làm mát, nâng cao hiệu suất động cơ và giảm chi phí sản xuất.

2. Kỹ sư thiết kế và phát triển sản phẩm trong ngành ô tô, xe máy: Áp dụng kiến thức về truyền nhiệt và công nghệ bộ tản nhiệt kênh Mini để tối ưu hóa hệ thống làm mát.

3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành cơ khí động lực, kỹ thuật nhiệt: Tham khảo phương pháp thực nghiệm, phân tích dữ liệu và ứng dụng lý thuyết truyền nhiệt trong thực tế.

4. Các đơn vị bảo trì và sửa chữa xe máy: Hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ tản nhiệt kênh Mini để nâng cao hiệu quả bảo trì, sửa chữa và tư vấn khách hàng.

Câu hỏi thường gặp

1. Bộ tản nhiệt kênh Mini có ưu điểm gì so với két nước truyền thống?
   Bộ tản nhiệt kênh Mini có kích thước nhỏ gọn hơn 36%, hiệu suất truyền nhiệt cao hơn hoặc tương đương, tận dụng được dòng gió cưỡng bức tự nhiên mà không cần quạt gió, giúp giảm trọng lượng và chi phí bảo trì.

2. Tại sao nước tinh khiết được ưu tiên làm lưu chất làm mát?
   Nước có nhiệt dung riêng cao và khả năng dẫn nhiệt tốt, giúp truyền nhiệt hiệu quả hơn hỗn hợp nước – ethylen khoảng 10%. Tuy nhiên, cần xử lý chống ăn mòn để đảm bảo độ bền hệ thống.

3. Phương pháp đo nhiệt độ và lưu lượng trong nghiên cứu như thế nào?
   Nhiệt độ được đo bằng cặp nhiệt loại T với sai số ±0,1°C, lưu lượng khối lượng được đo bằng cân điện tử với độ chính xác ±0,0015g, đảm bảo dữ liệu thu thập chính xác và tin cậy.

4. Bộ tản nhiệt kênh Mini có thể áp dụng cho các loại xe khác không?
   Có thể áp dụng cho các loại xe sử dụng hệ thống làm mát bằng dung dịch, đặc biệt là xe tay ga và xe máy có không gian lắp đặt hạn chế, giúp nâng cao hiệu quả làm mát và tiết kiệm không gian.

5. Làm thế nào để tận dụng dòng đối lưu cưỡng bức tự nhiên trong thiết kế?
   Thiết kế bộ tản nhiệt sao cho luồng gió do chuyển động của xe đi qua các kênh nhỏ, tăng cường trao đổi nhiệt mà không cần quạt gió, giảm tiêu thụ năng lượng và chi phí bảo trì.

Kết luận

• Bộ tản nhiệt kênh Mini có kích thước nhỏ gọn hơn 36% nhưng hiệu quả truyền nhiệt cao hơn hoặc tương đương két nước truyền thống.
• Nước tinh khiết là lưu chất làm mát hiệu quả hơn hỗn hợp nước – ethylen, giúp nâng cao hiệu suất truyền nhiệt khoảng 10%.
• Thiết kế tận dụng dòng đối lưu cưỡng bức tự nhiên giúp loại bỏ nhu cầu sử dụng quạt gió, giảm chi phí và tăng độ bền hệ thống.
• Phương pháp thực nghiệm và phân tích số liệu đảm bảo độ chính xác cao, cung cấp cơ sở khoa học vững chắc cho ứng dụng thực tế.
• Đề xuất áp dụng công nghệ bộ tản nhiệt kênh Mini trong thiết kế xe tay ga mới nhằm nâng cao hiệu quả làm mát, tiết kiệm nhiên liệu và giảm kích thước hệ thống.

Tiếp theo, các nhà sản xuất và kỹ sư thiết kế nên triển khai thử nghiệm thực tế trên các mẫu xe thương mại, đồng thời nghiên cứu mở rộng ứng dụng công nghệ này cho các loại xe khác. Để biết thêm chi tiết và hỗ trợ kỹ thuật, quý độc giả và chuyên gia có thể liên hệ với tác giả hoặc đơn vị nghiên cứu để trao đổi và hợp tác phát triển.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NÃO MINH DALY NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN KÉT NƯỚC TRÊN XE TAY GA BẰNG BỘ TẢN NHIỆT KÊNH MINI (MINICHANNEL HEAT SINK) NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ TRUYỀN NHIỆT NGÀNH: KHAI THÁC VÀ BẢO TRÌ Ô TÔ, MÁY KÉO - 605246 S KC 0 0 4 0 1 9 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2013 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NÃO MINH DALY NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN KÉT NƯỚC TRÊN XE TAY GA BẰNG BỘ TẢN NHIỆT KÊNH MINI (MINICHANNEL HEAT SINK) NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ TRUYỀN NHIỆT NGÀNH : KHAI THÁC VÀ BẢO TRÌ ÔTÔ, MÁY KÉO-605246 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04 – 2013 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NÃO MINH DALY NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN KÉT NƯỚC TRÊN XE TAY GA BẰNG BỘ TẢN NHIỆT KÊNH MINI (MINICHANNEL HEAT SINK) NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ TRUYỀN NHIỆT NGÀNH : KHAI THÁC VÀ BẢO TRÌ ÔTÔ, MÁY KÉO-605246 Hướng dẫn khoa học : TS. ĐẶNG THÀNH TRUNG Tp.

Hồ Chí Minh, tháng 04 – 2013 Luan van Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Não Minh Daly Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 15/09/1985 Nơi sinh: Ninh Thuận Quê quán: Ninh Thuận Dân tộc: Chăm Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 437B, ấp Ngũ Phúc, Hố Nai 3, Trảng Bom, Đồng Nai Điện thoại cơ quan: Điện thoại nhà riêng: Fax: E-mail: II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1.

Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ …/… đến …/ … Nơi học (trường, thành phố): Ngành học: 2. Đại học: Hệ đào tạo: Đại học chính quy Thời gian đào tạo từ 2005 đến 2010 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM Ngành học: Cơ khí động lực Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: Biên dịch tài liệu giảng dạy thực hành sửa chữa hệ thống phanh ô tô Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: Trường ĐH SPKT TP.HCM Người hướng dẫn: Thạc sĩ Trần Đình Quý III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 1/10/2012 Trường Cao đẳng Nghề số 8 Giáo viên đến nay 1/7/2010 đến Công ty TNHH DV VT Quang Nhân viên kỹ thuật 4/2011 Dũng Page i Luan van Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2013 (Ký tên và ghi rõ họ tên) Page ii Luan van Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM CẢM TẠ Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc nhất tới TS Đặng Thành Trung, người đã tận tình hướng dẫn, chỉ đạo sâu sắc về mặt khoa học, và quan tâm, động viên, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn: “Nghiên cứu cải tiến két nước trên xe tay ga bằng bộ tản nhiệt kênh Mini (Minichannel heat sink ) nhằm nâng cao hiệu quả truyền nhiệt” để em hoàn thành đề tài đúng hạn. Xin chân thành cám ơn tất cả quý thầy cô khoa CKĐ Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, các anh chị học viên khóa trước, các bạn học viên cùng khóa đã tận tình giúp đỡ để em hoàn thành đề tài đúng hạn.

Do trình độ và thời gian có hạn nên chắc chắn đề tài còn nhiều thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của tất cả quý thầy cô, anh chị và các bạn. Xin chân thành cám ơn! TP. HCM, ngày tháng năm 2013 Não Minh DaLy Page iii Luan van Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.

HCM TÓM TẮT Một phương pháp thực nghiệm đã tiến hành giữa hai bộ trao đổi nhiệt kênh Mini và két nước trên xe tay ga để so sánh đánh giá đặc tính truyền nhiệt của chúng trong những điều kiện thay đổi sau: loại lưu chất làm việc, lưu lượng khối lượng và vận tốc gió. Người nghiên cứu đã thiết kế chế tạo thành công bộ trao đổi nhiệt kênh Mini dùng công nghệ UV light để dán giữa tấm nhôm và tấm PMMA lại với nhau. Kích thước bộ trao đổi nhiệt kênh Mini chỉ bằng 64 % kích thước của bộ trao đổi nhiệt két nước của nhà sản xuất; tuy nhiên, khả năng truyền nhiệt của bộ trao đổi nhiệt kênh Mini cao hơn hoặc bằng két nước này, đặc biệt khi vận tốc gió được thiết lập ở 1,2 m/s đến 3,5 m/s và lưu lượng của lưu chất thay đổi từ 2,46 g/s đến 4,1 g/s. Bên cạnh đó, phương pháp thực nghiệm trên cũng cho thấy rằng hiệu quả truyền nhiệt của nước qua bộ trao đổi nhiệt lớn hơn hiệu quả truyền nhiệt của hỗn hợp nước – ethylen.

Kết quả này đồng thuận với các nghiên liên quan. Thêm vào đó, khi bộ trao đổi nhiệt kênh Mini được sử dụng, nó tận dụng dòng đối lưu cưỡng bức của xe mà không cần quạt gió như các xe tay ga đang dùng. Page iv Luan van Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM ABSTRACT An experimental method has been carried out between a minichannel heat exchanger and a radiator on the scooter to compare and evaluate their heat transfer phenomena under changing conditions: types of working fluid, mass flow rate, and air velocity.

The research has successfully designed and manufactured a minichannel heat exchanger using UV light technology to bond between aluminum and PMMA plates together. The minichannel heat exchanger size is only 64% the size of the radiator which made from manufacturer; however, the heat transfer rate obtained from the minichannel heat exchanger is higher than or equal to that obtained from the radiator, particularly when air velocity is from 1.5 m / s and the mass flow rate of the fluid varies from 2. Besides, the experimental method also shows that the heat transfer efficiency obtained from the heat exchanger with water as the working fluid is higher than that obtained from the heat exchanger with ethylene solution as the working fluid. The results are in good agreements with the relevant research.

In addition, when the minichannel heat exchanger is used, it will take advantage of the forced convection by scooter moving, so the scooter will not need the fan as it is using. Page v Luan van Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM MỤC LỤC TRANG Lý lịch khoa học. i Lời cam đoan.

ii Cảm tả. vi Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt. viii Danh mục các hình. ix Danh mục các bảng.

xi Chƣơng 1 TỔNG QUAN. Tính cấp thiết của đề tài. Tổng quan kết quả nghiên cứu liên quan. Mục đích của đề tài.

Nhiệm vụ của đề tài và giới hạn đề tài. Phương pháp nghiên cứu .15 Chƣơng 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT .1 Lý thuyết truyền nhiệt .2 Làm lạnh - gia nhiệt đối lưu và hệ số truyền nhiệt .3 Đối lưu tự nhiên – hệ số Grashof .4 Hệ số Nusselt .5 Dòng chảy lưu chất .6 Navier-Stokes chịu nén yếu .28 Chƣơng 3 PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM .1 Mô hình thực nghiệm .2 Dụng cụ thí nghiệm. Đo đạt số liệu .35 Page vi Luan van Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.4 Phân tích sai số .36 Chƣơng 4 CÁC KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .1 Kết quả thực nghiệm lưu chất làm việc là nước.1 Lưu lượng khối lượng của lưu chất thay đổi.2 Vận tốc gió thay đổi .2 Kết quả thực nghiệm với lưu chất làm việc là hỗn hợp nước – ethylen .2 Bộ trao đổi nhiệt kênh Mini .3 Két nước và kênh Mini với lưu chất làm việc là hỗn hợp nước -ethylen 57 Chƣơng 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .60 TÀI LIỆU THAM KHẢO .61 Page vii Luan van Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ac : diện tích mặt cắt, m2 BTĐN : bộ trao đổi nhiệt Dh : đường kính quy ước, m F : hệ số ma sát Fanning H : hệ số tỏa nhiệt đối lưu, W/m2K k : hệ số truyền nhiệt tổng, W/m2K L : chiều dài kênh mini, m m : lưu lượng khối lượng, kg/s NTU : chỉ số truyền nhiệt đơn vị (Number of Transfer Unit) Nu : chỉ số Nusselt p : áp suất, Pa P : đường kính ướt, m Q : lượng nhiệt truyền qua thiết bị, W q : mật độ dòng nhiệt, W/m2 Re : chỉ số Reynolds T : nhiệt độ, K  : độ nhớt động lực học, Ns/m2  : khối lượng riêng, kg/m3  : hệ số dẫn nhiệt, W/m K  : vận tốc, m/s  : hiệu suất  : chỉ số hoàn thiện, W/kPa T : nhiệt độ chênh lệch, K p : tổn thất áp suất, Pa Page viii Luan van Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.

HCM DANH MỤC CÁC HÌNH TRANG Hình 1.1: Sự phân bố năng lượng trong xe [1] .2: Nhiệt độ đầu vào 950C .4: Nhiệt độ đầu vào 35OC .6: Mô hình làm mát trên xe .7: Hệ thống làm mát bằng gió cưỡng bức .8: Mẫu thiết kế hình học áo nước đầu xylanh .9: Mật độ dòng nhiệt tập trung trên đầu xylanh .10: Hệ số truyền nhiệt đối lưu và kích thước kênh [17] .11: Bộ trao đổi nhiệt micro ngược chiều dùng vật liệu thép không gỉ.12: Bộ trao đổi nhiệt micro hợp thành bởi năm bộ trao đổi nhiệt riêng lẻ.1: Tám loại làm mát đối lưu .1: Mô hình thực nghiệm .2: Ảnh hệ thống thí nghiệm két nước .3: Kích thước mẫu thí nghiệm.4: Bộ trao đổi nhiệt kênh Mini và két nước dùng vật liệu nhôm .5: Bộ thiết bị đo lường nhiệt độ .6: Ảnh kết nối hệ thống thí nghiệm.1: So sánh độ chênh lệch nhiệt độ giữa đầu vào và đầu ra T của kênh Mini và két nước ở vận tốc gió 0,8 m/s.2: So sánh lượng nhiệt của két nước và kênh Mini ở vận tốc gió 0,8 m/s .3: So sánh độ chênh nhiệt độ giữa đầu vào và đầu ra T của kênh Mini và két nước ở vận tốc gió 1,2 m/s .4: So sánh lượng nhiệt truyền ra môi trường của kênh Mini và két nước ở vận tốc gió 1,2 m/s .41 Page ix Luan van Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.5: So sánh độ chênh lệch nhiệt độ giữa đầu vào và đầu ra T của kênh Mini và két nước ở vận tốc gió 2,2 m/s .6: So sánh nhiệt lượng tỏa ra của kênh Mini và két nước ở 2,2 m/s .