Nghiên Cứu Hiệu Suất Truyền Nhiệt Của Ống Nhiệt Trong Khuôn Ép Nhựa

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Lịch sử hình thành và phát triển của ống nhiệt

1.2. Nghiên cứu về ống nhiệt trong và ngoài nước

1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

1.3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài

1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

1.4. Mục tiêu, nội dung nghiên cứu và giới hạn đề tài

1.5. Phương pháp nghiên cứu

1.6. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.7. Kết cấu của luận văn

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ống nhiệt

2.1.1. Cấu tạo của ống nhiệt

2.1.2. Nguyên lý hoạt động của ống nhiệt

2.2. Phân loại ống nhiệt

2.2.1. Theo lực tác dụng để đưa chất lỏng ngưng quay trở về phần sôi

2.2.2. Theo phạm vi nhiệt độ sử dụng

2.2.3. Theo môi chất nạp

2.2.4. Theo mục đích sử dụng ống nhiệt

2.2.5. Theo hình dạng ống

2.3. Ưu điểm của ống nhiệt

2.4. Ứng dụng của ống nhiệt

2.4.1. Làm mát linh kiện điện tử

2.4.2. Làm nóng nước sử dụng năng lượng mặt trời

2.4.3. Chống tan băng các trụ của đường ống dẫn dầu

2.4.4. Tái sử dụng nhiệt thải

2.4.5. Một số ứng dụng khác của ống nhiệt

2.5. Môi chất nạp và vật liệu làm ống nhiệt

2.5.1. Chọn môi chất nạp

2.5.2. Vật liệu làm ống nhiệt

2.5.3. Cách nạp môi chất vào ống nhiệt

2.6. Công suất nhiệt của ống nhiệt

2.6.1. Công suất nhiệt toàn bộ

2.6.2. Công suất nhiệt trong

2.7. Ảnh hưởng của lượng nạp môi chất và góc nghiêng tới công suất nhiệt trong Qi của ống nhiệt

2.7.1. Ảnh hưởng của lượng nạp

2.7.2. Ảnh hưởng của góc nghiêng

2.8. Các loại giới hạn công suất nhiệt của ống nhiệt trọng trường

2.8.1. Giới hạn âm thanh

2.8.2. Giới hạn sôi

2.8.3. Giới hạn lôi cuốn

2.9. Chọn chiều dài phần sôi và phần ngưng của ống nhiệt trọng trường

2.10. Cơ sở lý thuyết hệ thống giải nhiệt cho khuôn ép phun nhựa

2.10.1. Giới thiệu về hệ thống giải nhiệt khuôn

2.10.2. Giới thiệu về hệ thống giải nhiệt khuôn

2.10.3. Hệ thống kênh dẫn bằng cách khoan thẳng thông thường

2.10.4. Mô hình vật lý và tính toán nhiệt cho hệ thống giải nhiệt khuôn

3. CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG, CHẾ TẠO THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM VỀ ỐNG NHIỆT ỨNG DỤNG CHO KHUÔN ÉP NHỰA

3.2. Điều khiển nhiệt độ

3.4. Relay điều khiển nguồn điện trở

3.5. Bộ nguồn 220 VAC/24 VDC-2

3.6. Đồng hồ đo thời gian

3.7. Cốc thủy tinh

3.9. Đồng hồ đo áp suất hơi 20 kgf/cm2

3.10. Cảm biến nhiệt độ

3.11. Điện trở gia nhiệt hình trụ (heater)

4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1. Tiến hành thí nghiệm

4.2. Với ống nhiệt theo mô hình 1 (Hình 3.1), sử dụng điện trở nhiệt dạng trụ tròn

4.2.1. Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nhiệt độ trung bình theo thời gian của điểm giữa, điểm trên và sự thay đổi về áp suất hơi trung bình bên trong của ống nhiệt khi tiến hành thí nghiệm với sự thay đổi nhiệt độ gia nhiệt và tỉ lệ thể tích nước chứa trong ống nhiệt

4.2.2. Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nhiệt độ trung bình theo thời gian của điểm đáy, điểm giữa, điểm trên và sự thay đổi về áp suất hơi bên trong của ống nhiệt khi tiến hành thí nghiệm với nhiệt độ gia nhiệt ở phần sôi ống nhiệt ở 210 0C và tỉ lệ thể tích nước chứa trong ống nhiệt 10 %

4.3. Với ống nhiệt theo mô hình 2 (Hình 3.2), sử dụng điện trở nhiệt dạng tròn

4.3.1. Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nhiệt độ trung bình theo thời gian tại điểm trên của ống nhiệt khi nhiệt độ cài đặt ở điểm dưới của ống nhiệt 180 0C với tỉ lệ nước bên trong ống nhiệt lần lượt là 40 %, 50 % và 60 %

4.3.2. Biểu đồ thể hiện sự thay đổi áp suất trung bình bên trong ống nhiệt khi nhiệt độ cài đặt ở điểm dưới của ống nhiệt 180 0C với tỉ lệ nước bên trong ống nhiệt lần lượt là 40 %, 50 % và 60 %

4.3.3. Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nhiệt độ trunh bình theo thời gian tại điểm trên của ống nhiệt (khi nhiệt độ ở điểm trên của hộp nhiệt đạt 150 0C tiến hành mở Van cấp nhiệt vào khối nhiệt)

4.4. Với ống nhiệt theo mô hình 3 (Hình 3.3), sử dụng điện trở nhiệt dạng tròn

4.4.1. Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nhiệt độ trung bình theo thời gian tại 2 điểm A và B trên khối nhiệt hình chữ C với các trường hợp mở Van theo thứ tự 1, 2, 3, 4, 2 và 3 và cả 4 Van để cấp nhiệt vào hộp nhiệt hình chữ C

4.4.2. Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nhiệt độ trung bình tại điểm A và B trên khối nhiệt hình chữ C khi cấp nhiệt ở vị trí Van 1

4.4.3. Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nhiệt độ trung bình tại điểm A và B trên khối nhiệt hình chữ C khi cấp nhiệt ở vị trí Van 2

4.4.4. Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nhiệt độ trung bình tại điểm A và B trên khối nhiệt hình chữ C khi cấp nhiệt ở vị trí Van 3

4.4.5. Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nhiệt độ trung bình tại điểm A và B trên khối nhiệt hình chữ C khi cấp nhiệt ở vị trí Van 4

4.4.6. Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nhiệt độ trung bình tại điểm A và B trên khối nhiệt hình chữ C khi cấp nhiệt ở cả 2 Van 2 và 3

4.4.7. Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nhiệt độ trung bình tại điểm A và B trên khối nhiệt hình chữ C khi cấp nhiệt ở cả 4 Van

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Hiệu Suất Truyền Nhiệt Của Ống Nhiệt

Nghiên cứu về hiệu suất truyền nhiệt của ống nhiệt trong khuôn ép nhựa là một lĩnh vực quan trọng trong ngành kỹ thuật cơ khí. Ống nhiệt được sử dụng để điều khiển nhiệt độ trong quá trình sản xuất nhựa, giúp cải thiện chất lượng sản phẩm và giảm thiểu thời gian sản xuất. Việc hiểu rõ về hiệu suất truyền nhiệt sẽ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và tiết kiệm năng lượng.

1.1. Lịch Sử Phát Triển Của Ống Nhiệt Trong Ngành Công Nghiệp

Ống nhiệt đã được phát minh từ thế kỷ 19 nhưng chỉ được chú ý từ những năm 1970. Sự phát triển của công nghệ ép nhựa đã thúc đẩy nghiên cứu về ống nhiệt, giúp cải thiện hiệu suất và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực.

1.2. Ý Nghĩa Khoa Học Và Thực Tiễn Của Nghiên Cứu

Nghiên cứu này không chỉ có ý nghĩa lý thuyết mà còn mang lại giá trị thực tiễn cao. Việc tối ưu hóa hiệu suất truyền nhiệt giúp nâng cao chất lượng sản phẩm nhựa và giảm chi phí sản xuất.

II. Vấn Đề Và Thách Thức Trong Nghiên Cứu Hiệu Suất Truyền Nhiệt

Mặc dù ống nhiệt có nhiều ưu điểm, nhưng vẫn tồn tại một số thách thức trong việc tối ưu hóa hiệu suất truyền nhiệt. Các yếu tố như môi chất, vật liệu và quy trình ép nhựa đều ảnh hưởng đến hiệu suất. Việc nghiên cứu và khắc phục những vấn đề này là cần thiết để đạt được kết quả tốt nhất.

2.1. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Hiệu Suất Truyền Nhiệt

Các yếu tố như tỷ lệ chất lỏng trong ống, vị trí cấp nhiệt và cách nhiệt đều có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất truyền nhiệt. Việc phân tích các yếu tố này giúp tìm ra giải pháp tối ưu.

2.2. Thách Thức Trong Việc Ứng Dụng Ống Nhiệt

Việc ứng dụng ống nhiệt trong khuôn ép nhựa gặp phải nhiều thách thức, bao gồm việc lựa chọn vật liệu phù hợp và thiết kế hệ thống làm mát hiệu quả. Những thách thức này cần được giải quyết để nâng cao hiệu suất.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Hiệu Suất Truyền Nhiệt Của Ống Nhiệt

Để nghiên cứu hiệu suất truyền nhiệt, các phương pháp thí nghiệm và mô hình hóa được áp dụng. Việc thay đổi thể tích chất lỏng và thiết kế các mô hình ống nhiệt khác nhau giúp thu thập dữ liệu chính xác về hiệu suất.

3.1. Thiết Kế Thí Nghiệm Để Đánh Giá Hiệu Suất

Thiết kế thí nghiệm bao gồm việc thay đổi nhiệt độ và thể tích chất lỏng trong ống nhiệt. Các thông số này sẽ được ghi nhận để phân tích hiệu suất truyền nhiệt.

3.2. Mô Hình Hóa Ống Nhiệt Trong Nghiên Cứu

Mô hình hóa giúp dự đoán hiệu suất truyền nhiệt của ống nhiệt trong các điều kiện khác nhau. Việc này hỗ trợ trong việc tối ưu hóa thiết kế và quy trình sản xuất.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Về Hiệu Suất Truyền Nhiệt Của Ống Nhiệt

Kết quả nghiên cứu cho thấy có sự khác biệt lớn về hiệu suất truyền nhiệt giữa các mô hình ống nhiệt. Các thí nghiệm cho thấy rằng tốc độ gia nhiệt và giải nhiệt phụ thuộc vào thiết kế và điều kiện làm việc của ống nhiệt.

4.1. So Sánh Hiệu Suất Giữa Các Mô Hình Ống Nhiệt

Các mô hình ống nhiệt khác nhau cho thấy hiệu suất truyền nhiệt khác nhau. Mô hình 1 cho kết quả tốt nhất với tốc độ gia nhiệt trung bình là 8.6 °C/phút.

4.2. Ảnh Hưởng Của Vị Trí Cấp Nhiệt Đến Hiệu Suất

Vị trí cấp nhiệt có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất truyền nhiệt. Kết quả cho thấy rằng việc tối ưu hóa vị trí cấp nhiệt có thể cải thiện đáng kể hiệu suất.

V. Kết Luận Và Tương Lai Của Nghiên Cứu Hiệu Suất Truyền Nhiệt

Nghiên cứu về hiệu suất truyền nhiệt của ống nhiệt trong khuôn ép nhựa đã chỉ ra nhiều tiềm năng ứng dụng trong ngành công nghiệp. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều cải tiến trong quy trình sản xuất nhựa.

5.1. Tóm Tắt Kết Quả Nghiên Cứu

Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tối ưu hóa hiệu suất truyền nhiệt có thể giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm chi phí sản xuất.

5.2. Định Hướng Nghiên Cứu Trong Tương Lai

Nghiên cứu trong tương lai sẽ tập trung vào việc phát triển các mô hình ống nhiệt mới và cải tiến quy trình sản xuất để đạt được hiệu suất tối ưu hơn.

Nghiên Cứu Đặc Tính Của Ống Nhiệt Ứng Dụng Cho Khuôn Ép Nhựa