Nghiên cứu ảnh hưởng của hình dáng hình học đến quá trình bay hơi của kênh micro cho dòng chảy hai pha

• Tác giả: Nguyễn Văn Mạnh
• Người hướng dẫn: PGS. Đặng Thành Trung
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Nhiệt
• Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của hình dáng hình học đến quá trình bay hơi của kênh micro cho dòng chảy hai pha
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CÁM ƠN
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• MỤC LỤC
• 1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Tổng quan các nghiên cứu liên quan
• 1.3. Mục đích của đề tài
• 1.4. Giới hạn đề tài
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Lý thuyết truyền nhiệt
• 2.2. Dòng chảy lưu chất, mô hình dòng chảy rối k – ε
• 2.3. Các đặc tính của kênh micro
• 2.4. Hiệu ứng mao dẫn
• 2.5. Đặc tính mao dẫn trong kênh Micro
• 2.6. Đặc điểm của quá trình bay hơi
• 2.7. Nghiên cứu dòng môi chất hai pha liên quan đến quá trình bay hơi
• 3. CHƯƠNG III: MÔ PHỎNG SỐ QUÁ TRÌNH BAY HƠI TRONG KÊNH MICRO
• 3.1. Giới thiệu phần mềm mô phỏng COMSOL
• 3.2. Thiết kế mô hình bộ trao đổi nhiệt micro
• 3.2.1. Kênh hình chữ nhật
• 3.2.2. Kênh hình chữ nhật được bo tròn
• 3.2.3. Khối điện trở
• 3.3. Các bước mô phỏng mô hình thiết bị trao đổi nhiệt kênh micro
• 3.3.1. Khởi động và chọn và thiết lập mô hình, tính chất vật lý và lời giải cho mô hình
• 3.3.2. Chọn mô hình hình học – Geometry
• 3.3.3. Thiết lập giá trị - Parameter
• 3.3.4. Thiết lập các khối
• 3.3.5. Thiết lập vật liệu cho mô hình – Materials
• 3.3.6. Thiết lập module dòng chảy - Turbulent Flow, Low Re k-ε (spf)
• 3.3.7. Thiết lập module truyền nhiệt - Heat transfer (ht)
• 3.4. Kết quả và xử lý kết quả
• 3.4.1. Lời giải – Study
• 4. CHƯƠNG IV: THỰC NGHIỆM QUÁ TRÌNH BAY HƠI TRONG THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT KÊNH MICRO
• 4.1. Mô hình thiết bị trao đổi nhiệt kênh micro
• 4.2. Hoàn thiện mẫu thí nghiệm
• 4.3. Mô hình thực nghiệm
• 4.3.1. Dụng cụ thí nghiệm
• 4.3.2. Bộ xử lí tín hiệu MX100
• 4.3.3. Cân điện tử
• 4.3.4. Bộ gia nhiệt nước
• 4.3.5. Các thiết bị phụ khác
• 5. CÁC KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 5.1. Các kết quả mô phỏng kênh hình chữ nhật và hình chữ nhật được bo tròn
• 5.1.1. Kênh hình chữ nhật 0,3x0,5 mm
• 5.1.2. Kênh hình chữ nhật được bo tròn 0,5x0,07mm
• 5.2. Các kết quả thực nghiệm và so sánh kết quả thực nghiệm với mô phỏng của kênh hình chữ nhật và hình chữ nhật được bo tròn
• 6. CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu ảnh hưởng hình dáng kênh micro

Nghiên cứu ảnh hưởng của hình dáng kênh micro đến quá trình bay hơi dòng chảy hai pha là một lĩnh vực quan trọng trong công nghệ nhiệt. Các kênh micro được thiết kế với hình dáng khác nhau có thể ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất bay hơi và truyền nhiệt. Việc hiểu rõ các yếu tố này sẽ giúp tối ưu hóa thiết kế và ứng dụng của các thiết bị trao đổi nhiệt trong nhiều lĩnh vực công nghiệp.

1.1. Tính cấp thiết của nghiên cứu hình dáng kênh micro

Trong bối cảnh công nghiệp hiện đại, việc tối ưu hóa thiết bị trao đổi nhiệt là rất cần thiết. Các kênh micro với hình dáng khác nhau có thể cải thiện hiệu suất bay hơi, giảm kích thước và chi phí sản xuất. Nghiên cứu này nhằm mục đích tìm hiểu sâu hơn về ảnh hưởng của hình dáng kênh đến quá trình bay hơi.

1.2. Tổng quan các nghiên cứu liên quan đến kênh micro

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng hình dáng kênh micro có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất truyền nhiệt. Các nghiên cứu trước đây đã so sánh các hình dạng khác nhau như kênh hình chữ nhật và kênh hình tròn, từ đó rút ra những kết luận quan trọng về hiệu suất bay hơi.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu hình dáng kênh micro

Mặc dù có nhiều nghiên cứu về quá trình bay hơi, vẫn còn nhiều thách thức trong việc tối ưu hóa hình dáng kênh micro. Các yếu tố như áp suất, nhiệt độ và lưu lượng chất lỏng đều có thể ảnh hưởng đến hiệu suất bay hơi. Việc xác định các yếu tố này là rất quan trọng để cải thiện thiết kế kênh micro.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình bay hơi

Quá trình bay hơi trong kênh micro bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như nhiệt độ đầu vào, áp suất và lưu lượng chất lỏng. Những yếu tố này cần được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo hiệu suất tối ưu trong quá trình bay hơi.

2.2. Thách thức trong việc mô phỏng và thực nghiệm

Việc mô phỏng và thực nghiệm quá trình bay hơi trong kênh micro gặp nhiều khó khăn do kích thước nhỏ và các điều kiện hoạt động phức tạp. Cần có các phương pháp mô phỏng chính xác để dự đoán hiệu suất bay hơi và so sánh với kết quả thực nghiệm.

III. Phương pháp nghiên cứu hình dáng kênh micro hiệu quả

Để nghiên cứu ảnh hưởng của hình dáng kênh micro đến quá trình bay hơi, các phương pháp mô phỏng số và thực nghiệm được áp dụng. Việc sử dụng phần mềm mô phỏng như COMSOL giúp tạo ra các mô hình chính xác để phân tích hiệu suất bay hơi.

3.1. Mô phỏng số với phần mềm COMSOL

Phần mềm COMSOL được sử dụng để mô phỏng quá trình bay hơi trong kênh micro. Các thông số như nhiệt độ, áp suất và lưu lượng được thiết lập để phân tích hiệu suất bay hơi của các hình dáng kênh khác nhau.

3.2. Thực nghiệm và thu thập dữ liệu

Các thí nghiệm thực tế được tiến hành để thu thập dữ liệu về hiệu suất bay hơi. Kết quả thực nghiệm sẽ được so sánh với kết quả mô phỏng để đánh giá độ chính xác và hiệu quả của các mô hình đã xây dựng.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng hình dáng kênh micro có ảnh hưởng lớn đến quá trình bay hơi. Các kênh hình chữ nhật và hình chữ nhật được bo tròn đã được so sánh về hiệu suất bay hơi, nhiệt độ đầu ra và độ khô. Những kết quả này có thể được ứng dụng trong thiết kế các thiết bị trao đổi nhiệt hiệu quả hơn.

4.1. So sánh hiệu suất giữa các hình dáng kênh

Kết quả cho thấy kênh hình chữ nhật có hiệu suất bay hơi cao hơn so với kênh hình chữ nhật được bo tròn. Điều này cho thấy rằng hình dáng kênh có thể được tối ưu hóa để cải thiện hiệu suất truyền nhiệt.

4.2. Ứng dụng trong thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt

Những kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong việc thiết kế các thiết bị trao đổi nhiệt nhỏ gọn và hiệu quả hơn. Việc tối ưu hóa hình dáng kênh micro sẽ giúp nâng cao hiệu suất và giảm chi phí sản xuất.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu về ảnh hưởng của hình dáng kênh micro đến quá trình bay hơi đã chỉ ra rằng có nhiều yếu tố cần được xem xét để tối ưu hóa thiết kế. Các kết quả đạt được mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực này.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu đã xác nhận rằng hình dáng kênh micro có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất bay hơi. Việc so sánh giữa các hình dáng kênh đã cung cấp những thông tin quý giá cho việc thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển các hình dáng kênh mới và cải thiện các phương pháp mô phỏng để đạt được độ chính xác cao hơn trong việc dự đoán hiệu suất bay hơi.