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 (Phần 1)

Nội dung text: 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 (Phần 1)

1. 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
2. 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
3. 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
4. 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
5. 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
6. 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
7. 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
8. 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 1.2 m / s to 3.5 m / s and the mass flow rate of the fluid varies from 2.46 g / s to 4.1 g / s. 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
9. Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM MỤC LỤC TRANG Lý lịch khoa học i Lời cam đoan ii Cảm tả iii Tóm tắt iv Abstract v Mục lục 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 1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài 1 1.2. Tổng quan kết quả nghiên cứu liên quan 2 1.3. Mục đích của đề tài 14 1.4. Nhiệm vụ của đề tài và giới hạn đề tài 15 1.5. Phương pháp nghiên cứu 15 Chƣơng 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 16 2.1 Lý thuyết truyền nhiệt 16 2.2 Làm lạnh - gia nhiệt đối lưu và hệ số truyền nhiệt 18 2.3 Đối lưu tự nhiên – hệ số Grashof 21 2.4 Hệ số Nusselt 22 2.5 Dòng chảy lưu chất 22 2.6 Navier-Stokes chịu nén yếu 28 Chƣơng 3 PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 29 3.1 Mô hình thực nghiệm 29 3.2 Dụng cụ thí nghiệm 33 3.3. Đo đạt số liệu 35 3.3.1 Đo nhiệt độ 35 Page vi
10. Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM 3.3.2 Đo lưu lượng 36 3.4 Phân tích sai số 36 Chƣơng 4 CÁC KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38 4.1 Kết quả thực nghiệm lưu chất làm việc là nước 38 4.1.1 Lưu lượng khối lượng của lưu chất thay đổi 38 4.1.2 Vận tốc gió thay đổi 47 4.2 Kết quả thực nghiệm với lưu chất làm việc là hỗn hợp nước – ethylen 55 4.2.1 Két nước 55 4.3.2 Bộ trao đổi nhiệt kênh Mini 56 4.3.3 Két nước và kênh Mini với lưu chất làm việc là hỗn hợp nước -ethylen 57 Chƣơng 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 5.1 Kết luận 59 5.2 Kiến nghị 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 Page vii
11. Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 2 Ac : diện tích mặt cắt, m 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
12. 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] 3 0 Hình 1.2: Nhiệt độ đầu vào 95 C 4 0 Hình 1.3: Nhiệt độ ra 86.94 C 4 O Hình 1.4: Nhiệt độ đầu vào 35 C 5 O Hình 1.5: Nhiệt độ ra 61.25 C 5 Hình 1.6: Mô hình làm mát trên xe 7 Hình 1.7: Hệ thống làm mát bằng gió cưỡng bức 9 Hình 1.8: Mẫu thiết kế hình học áo nước đầu xylanh 10 Hình 1.9: Mật độ dòng nhiệt tập trung trên đầu xylanh 12 Hình 1.10: Hệ số truyền nhiệt đối lưu và kích thước kênh [17] 13 Hình 1.11: Bộ trao đổi nhiệt micro ngược chiều dùng vật liệu thép không gỉ. 14 Hình 1.12: Bộ trao đổi nhiệt micro hợp thành bởi năm bộ trao đổi nhiệt riêng lẻ 14 Hình 2.1: Tám loại làm mát đối lưu 19 Hình 3.1: Mô hình thực nghiệm 29 Hình 3.2: Ảnh hệ thống thí nghiệm két nước 30 Hình 3.3: Kích thước mẫu thí nghiệm 31 Hinh 3.4: Bộ trao đổi nhiệt kênh Mini và két nước dùng vật liệu nhôm 32 Hình 3.5: Bộ thiết bị đo lường nhiệt độ 33 Hình 3.6: Ảnh kết nối hệ thống thí nghiệm 34 Hình 4.1: 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 39 Hình 4.2: So sánh lượng nhiệt của két nước và kênh Mini ở vận tốc gió 0,8 m/s 39 Hình 4.3: 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 40 Hình 4.4: 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
13. Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM Hình 4.5: 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 42 Hình 4.6: So sánh nhiệt lượng tỏa ra của kênh Mini và két nước ở 2,2 m/s 43 Hình 4.7: So sánh sự chênh lệch nhiệt độ giữa đầu vào và đầu ra T của kênh Mini và két nước 44 Hình 4.8: So sánh lượng nhiệt tỏa ra của kênh Mini và két nước 45 Hình 4.9: So sánh sự chênh lệch nhiệt độ giữa đầu vào và đầu ra T của kênh Mini và két nước ở 3,5 m/s 46 Hình 4.10: So sánh tốc độ truyền nhiệt của kênh Mini và két nước ở 3,5 m/s 47 Hình 4.11: So sánh độ chênh nhiệt độ của két nước và kênh Mini ở 1,64 g/s 48 Hình 4.12: So sánh nhiệt lượng của kênh Mini và két nước ở cùng lưu lượng 1,64 g/s 49 Hình 4.13: So sánh độ chênh nhiệt độ giữa đầu vào và đầu ra T của kênh Mini và két nước ở 2,46 g/s 50 Hình 4.14: So sánh nhiệt lượng của kênh Mini và két nước ở cùng lưu lượng 2,46 g/s 51 Hình 4.15: So sánh độ chênh nhiệt độ giữa đầu vào và đầu ra T của kênh Mini và két nước ở 3.28 g/s 52 Hình 4.16: So sánh nhiệt lượng tỏa ra của kênh Mini và két nước ở 3,28 g/s 53 Hình 4.17: So sánh sự chênh lệch nhiệt độ giữa đầu vào và đầu ra T của kênh Mini và két nước 4,1 g/s 54 Hình 4.18: So sánh nhiệt lượng tỏa ra của kênh Mini và két nước ở 3,28 g/s 55 Hình 4.19: So sánh sự độ chênh nhiệt độ giữa đầu vào và đầu ra T của nước và hỗn hợp nước – ethylen cho két nước 56 Hình 4.20: So sánh sự chênh lệch nhiệt độ giữa đầu vào và đầu ra T của nước và hỗn hợp nước – ethylen cho bộ tản nhiệt Kênh Mini 57 Hình 4.21: So sánh sự chênh lệch nhiệt độ giữa đầu vào và đầu ra T của kênh Mini và két nước dùng hỗn hợp nước -ethylen 58 Page x
14. Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM DANH MỤC CÁC BẢNG TRANG Bảng 1.1: Kết quả thực nghiệm của công ty 3 Bảng 1.2: Tóm tắt kết quả CFD 6 Bảng 1.3: So sánh giữa kết quả thực nghiệm và kết quả CFD 6 Bảng 1.4: Kết quả ảnh hưởng của khoảng cách. 7 Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật của két nước 30 Bảng 3.2: Độ chính xác và các dải thang đo của dụng cụ thử nghiệm 35 Page xi
15. Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1.1. Tính cấp thiết của đề tài Hiện nay tại các thành phố lớn, xe tay ga ngày càng được ưa chuộng nhờ kiểu dáng đẹp, hệ thống truyền động vô cấp cho phép người sử dụng không cần sang số khi tăng tốc. Để có những ưu điểm đó thì kết cấu hệ thống làm mát trên xe ga cũng có nhiều khác biệt so với xe số. Toàn bộ thân bao kín, tốc độ lưu thông không khí thấp dù xe chuyển động ở tốc độ cao. Ngoài ra, hầu hết xe tay ga đều sử dụng hệ truyền động vô cấp. So với loại truyền động xích trên xe số thì hệ thống này tạo ra nhiều nhiệt hơn. Nhà sản xuất thường lựa chọn một trong hai giải pháp: dùng quạt thổi gió cưỡng bức vào động cơ hoặc thiết kế hệ thống làm mát bằng dung dịch. Với kiểu thổi gió cưỡng bức, động cơ truyền công suất làm quay quạt. Không khí từ bên ngoài được hút vào, chạy theo các đường hướng gió làm mát thân máy. Động cơ chạy thì quạt quay. Kết cấu và nguyên lý làm việc của hệ thống đơn giản. Tuy nhiên, hệ số tỏa nhiệt đối lưu của không khí nhỏ hơn rất nhiều so với hệ số tỏa nhiệt đối lưu của dung dịch. Do vậy công suất xe lắp động cơ làm mát bằng gió bị kém đi trong quá trình sử dụng thực tế, nên để đạt được cùng một hiệu suất động cơ như nhau, loại xe này thường phải có dung tích xi-lanh lớn hơn so với xe lắp động cơ làm mát bằng dung dịch. Ngoài ra, nó cũng phải tính đến ảnh hưởng của lượng hơi nóng tỏa ra khi động cơ được làm mát bằng gió. Trong khi đó, động cơ làm mát bằng dung dịch với khả năng kiểm soát quá trình đốt nhiên liệu tốt hơn cũng như hiệu suất hoạt động và độ ổn định cao hơn so với giải pháp làm mát bằng gió cưỡng bức. Hệ thống làm mát bằng dung dịch đã được sử dụng trên một số dòng xe mới như: Air Blade, SH, Lead, Nouvo LX Tuy nhiên trên thực tế, két nước làm mát trên xe tay ga vẫn còn một số nhược điểm như: Các cánh tản nhiệt thì mỏng dễ bị móp méo, dễ bị bám bẩn. Bên cạnh đó, Page 1
16. Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM các cánh tản nhiệt này được hàn vào ống dẫn dung dịch nên khả năng truyền nhiệt kém hơn so với các cánh tản nhiệt liền khối. Thêm vào đó bộ tản nhiệt két nước của các nhà sản xuất hiện nay phải cần một quạt gió để tản nhiệt. Tuy nhiên, bộ tản nhiệt này vẫn dừng lại ở kết cấu dạng Macro nên còn cồng kềnh, hiệu quả truyền nhiệt chưa cao và giá thành đắt. Từ những nhược điểm trên, công nghệ truyền nhiệt Mini/Microchannel thể hiện rõ tính ưu việc của mình trong trường hợp này. Bộ tản nhiệt két nước của nhà sản xuất sẽ được thay thế bằng bộ tản nhiệt kênh Mini sử dụng công nghệ dán UV light. Bộ tản nhiệt kênh Mini này sẽ nhỏ gọn hơn và tận dụng được dòng gió cưỡng bức từ chuyển động của xe mà không cần quạt gió. Vì những lý do trên, người thực hiện chọn đề tài “ 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”. Sự cải tiến này làm nâng cao hiệu suất động cơ, làm cho động cơ ổn định, khả năng vận hành êm ái, tiết kiệm nhiên liệu và kích thước nhỏ gọn. 1.2. Tổng quan kết quả nghiên cứu liên quan Xuất phát từ quá trình làm việc của động cơ đốt trong, nhiệt truyền cho các chi tiết máy tiếp xúc với khí cháy (piston, xéc măng, nấm xupap, thành xylanh) chiếm khoảng 25%  35% nhiệt lượng do nhiên liệu cháy trong buồng cháy tỏa ra. Vì vậy các chi tiết thường bị đốt nóng mạnh liệt: nhiệt độ đỉnh piston có thể lên tới 600o C, nhiệt độ nấm xupap có thể lên tới 900oC. Hình 1.1 thể hiện sự phân bố năng lượng trên xe. Trong đó bao gồm 30% là tải nhiệt làm mát, 35% là tải nhiệt theo khí thải và 35% là năng lượng nhiệt có ít [1] Page 2
17. Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM Hình 1.1: Sự phân bố năng lượng trong xe [1] Các kết quả nghiên cứu liên quan đến hệ thống làm mát trên xe ô tô và xe ngắn máy cũng đã được một số nhà khoa học nghiên cứu. Trivedi và Vasava [ 2 ] sử dụng phần mềm mô phỏng số ANSYS 12.1 để phân tích dòng chảy lưu chất và truyền nhiệt trong két nước làm mát ô tô. Kết quả phân tích cho thấy rằng khi khoảng cách giữa các ống giảm hoặc tăng thì giảm lượng nhiệt truyền ra ngoài không khí. Hiểu quả tối ưu cho hệ số truyền nhiệt khi khoảng cách giữa các ống là 12 mm. Kết quả thực nghiệm được thể hiện trong bảng 1. Bảng 1.1: Kết quả thực nghiệm của công ty Nhiệt độ Nhiệt độ Nhiệt độ Nhiệt độ mặt bên Vật tốc xe Số phía đầu phía đầu ra mặt bên phía phía trong đầu ra Km/h vào (thực nghiệm) ngoài đầu vào (thực nghiệm) 1 30 95 87,12 35 60,52 2 40 95 86,92 35 62,15 3 50 95 86,52 35 63,52 4 60 95 86,14 35 63,89 5 70 95 85,95 35 64,52 6 80 95 85,14 35 65,57 7 90 95 84,96 35 66,29 8 100 95 84,52 35 68,26 Page 3
18. Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM Kết quả phân tích bằng CFD Kết quả nhiệt độ đầu vào và đầu ra của ống được thể hiện trong hình 1.2 và hình 1.3 Hình 1.2: Nhiệt độ đầu vào 950C Hình 1.3: Nhiệt độ ra 86.940C Page 4
19. Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM Kết quả nhiệt độ hai mặt bên của két nước được thể hiện trong hình 1.4 và 1.5 Hình 1.4: Nhiệt độ đầu vào 35OC Hình 1.5: Nhiệt độ ra 61.25OC Page 5
20. Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM Bảng 1.2: Tóm tắt kết quả CFD Nhiệt độ Nhiệt độ Vận tốc Nhiệt Khối Hệ số Hiệu Nhiệt độ mặt phía mặt phía Số của xe độ đầu lượng truyền suất đầu ra ngoài trong đầu km/h vào không khí nhiệt nhiệt đầu vào ra 1 30 95 86,94 35 61,25 2,013 53,36 42,86 2 40 95 86,65 35 63,21 2,64 76,47 44,63 3 50 95 86,24 35 63,98 3,36 98,2 45,29 4 60 95 85,96 35 64,94 4,026 121,74 46,1 5 70 95 85,79 35 65,2 4,7 143,28 46,32 6 80 95 84,15 35 66,28 5,37 169,59 47,2 7 90 95 83,86 35 67,12 6 195,91 47,85 8 100 95 83,15 35 69,23 6,71 231,98 49,44 Bảng 1.3: So sánh giữa kết quả thực nghiệm và kết quả CFD Nhiệt độ Nhiệt Nhiệt Phần Nhiệt độ đầu ra Nhiệt Nhiệt độ độ đầu trăm Phần trăm Vận đầu ra của mặt độ độ đầu mặt ra của biến biến thiên Số tốc xe của ống phía đầu ra của ngoài mặt thiên nhiệt độ km/h (thực trong vào ống đầu phía nhiệt độ hai mặt bên nghiệm) (thực vào trong ống nghiệm) 1 30 95 87,12 86,94 35 60,52 61,25 0,2066 1,2062 2 40 95 86,92 86,652 35 62,15 63,21 0,3083 1,6954 3 50 95 86,52 86,24 35 63,52 63,98 0,3236 0,7241 4 60 95 86,14 85,96 35 63,89 64,94 0,2089 1,6434 5 70 95 85,95 85,79 35 64,52 65,2 0,1861 1,0539 6 80 95 85,14 84,15 35 65,27 66,28 1,1745 1,5474 7 90 95 84,96 83,86 35 66,29 67,12 1,2947 1,2520 8 100 95 84,52 83,15 35 68,26 69,23 1,6209 1,4210 Page 6
21. Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM Bảng 1.4: Kết quả ảnh hưởng của khoảng cách. Nhiệt Khoảng Nhiệt đô Nhiệt độ Nhiệt độ Hệ số độ phía Hiệt suất Số cách phía ống phía vỏ phía vỏ truyền ống nhiệt ống đầu ra đầu vào đầu ra nhiệt đầu vào 1 12 95 86,94 35 61,25 53,37 42,85 2 10 95 88,1 35 59,3 49,41 40,98 3 14 95 85,14 35 60,12 51,1 41,78 Yadav cùng Singh [3] đã phân tích so sánh giữa các chất làm mát khác nhau trên két nước xe ô tô. Chất làm mát đã sử dụng là nước và các hỗn hợp của nước trong propylene glycol với tỉ lệ 40:60. Kết quả thử nghiệm trên két nước cho thấy rằng nước vẫn là chất làm mát tốt nhất nhưng nó làm ăn mòn và chứa muối không tan làm thoái hóa đường ống dẫn. Hỗn hợp nước với ethylenglycol có nhiệt dung riêng của nó giảm nhưng tính chất của nó được tăng cường. Hỗn hợp này làm tăng nhiệt độ sôi của nước và giảm nhiệt độ đóng băng. Hiệu suất của hỗn hợp bằng hiệu suất nước thì tăng lưu lượng của hỗn hợp. Hình 1.6 thể hiện mô hình thí nghiệm làm mát trên xe. Hình 1.6: Mô hình làm mát trên xe 푡 −푡 Hiệu suất của tản nhiệt ε = 푖 표 푡 푖 /푡 표 1 1000 1062 Tại 1lít/phút, mc = m3/s = (đối với nước) = kg/s (đối 1000 60 1000 60 1000 60 với nước và propylen glycol) Page 7