Thiết kế chế tạo thiết bị thí nghiệm phục vụ giảng dạy ngành kỹ thuật nhiệt

Abstract

Trong đào tạo giáo dục đại học, bên cạnh những học phần lý thuyết còn có những học phần thực hành thí nghiệm nhằm trang bị cho sinh viên những kỹ năng thực hành, đo đạc và tính toán xử lý kết quả thí nghiệm. Thực tập Nhiệt lạnh 1 trang bị những kiến thức cơ sở ngành, và một trong những thiết bị thí nghiệm sử dụng cho học phần này là thiết bị trao đổi nhiệt. Một trong những mô hình trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức thường gặp trong kỹ thuật là trường hợp chất lưu chảy rối trong ống, do đó mô hình thiết bị thí nghiệm trao đổi nhiệt kiểu ống lồng ống với chất lưu chảy trong ống là phù hợp, từ đó đã đưa ra bài toán tính thiết kế và chế tạo thiết bị, tiến hành thí nghiệm kiểm tra thiết bị, so sánh với kết quả tính toán sai số khoảng 8% và đạt yêu cầu. Tuy nhiên, nhược điểm của thiết bị là không đo được nhiệt độ vách, do đó cần sử dụng cụ mô phỏng (CFD) trợ giúp trong việc xác định nhiệt độ của vách, xây dựng thành công phương trình tiêu chuẩn xác định hệ số toả nhiệt của môi chất đối lưu cưỡng bức ở chế độ chảy rối trong ống. So sánh với các công thức phổ biến như công thức Mikheev, công thức Petukhov, nhận thấy sai số trong phạm vi tiến hành thí nghiệm và mô phỏng hoàn toàn có thể chấp nhận được. Điều này cho thấy tìm năng của việc sử dụng phương pháp mô phỏng trong việc nghiên cứu các bài toán tương tự.