Luận văn Nghiên cứu phân bố nhiệt của ống nhiệt trọng trường (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Nghiên cứu phân bố nhiệt của ống nhiệt trọng trường (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 NGUYỄN TÀI KHANH NGHIÊN CỨU PHÂN BỐ NHIỆT CỦA ỐNG NHIỆT TRỌNG TRƯỜNG NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 S K C0 0 5 0 9 9 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04/2016
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TÀI KHANH NGHIÊN CỨU PHÂN BỐ NHIỆT CỦA ỐNG NHIỆT TRỌNG TRƯỜNG NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 Tp. HồChí Minh, tháng4 năm 2016
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TÀI KHANH NGHIÊN CỨU PHÂN BỐ NHIỆT CỦA ỐNG NHIỆT TRỌNG TRƯỜNG NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ– 60520103 Hướngdẫnkhoahọc: PGS.TS. NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG Tp. HồChí Minh, tháng4 năm 2016
4. LÝ LỊCH KHOA HỌC I. Lý lịch sơ lƣợc: Họ & tên: NGUYỄN TÀI KHANH Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 04-02-1989 Nơi sinh: Quảng Ngãi Quê quán: Quảng Ngãi Dân tộc: Kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 197/7/19 Võ Văn Ngân, Linh Chiểu, Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh. Điện thoại nhà riêng: 0988 882 506 E-mail: khanh.nguyentai76@gmail.com II. Quá trình đào tạo: Đại học: Hệ đào tạo: Chính qui Thời gian đào tạo từ 9/2007 đến 1/ 2012 Nơi học:Đại học Sƣphạm kỹ thuật Tp.HCM, Số 1 Võ Văn Ngân, Bình Thọ, Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh. Ngành học: Cơ khí chế tạo máy Tên đồ án:Tính toán thiết kế máy nâng xe ôtô 5-7 chỗ. Nơi bảo vệ đồ án: Đại học Sƣ phạm kỹ thuật Tp.HCM Ngƣời hƣớng dẫn: ThS. Phan Minh Thanh III. Quá trình công tác chuyên môn kể từ khi tốt nghiệp đại học: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 2011-2013 Cty TNHH Scancom Viet Nam Kỹ sƣ thiết kế 2013-2014 Cty TNHH Bosch Viet Nam Nhân viên kỹ thuật 10/2014 đến nay Trƣờng CĐ Kỹ thuật Cao Thắng Giảng viên i
5. LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu riêng của cá nhân tôi, đƣợc thực hiện với sự hƣớng dẫn khoa học của PGS.TS Nguyễn Ngọc Phƣơng và TS. Phạm Sơn Minh. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác Tp. Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 3 năm 2016 (Ký tên và ghi rõ họ tên) ii
6. LỜI CÁM ƠN Lời đầu tiên tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất đến PGS.TS NguyễnNgọc Phƣơng và TS. Phạm Sơn Minh đã tận tình hƣớng dẫn,luôn quan tâm, động viên, khích lệ, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Đào Tạo trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM đã tạo điều kiện để tôi có thể hoàn thành chƣơng trình đào tạo bậc cao học. Trong suốt thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp, tôi xin chân thành cám ơn quýthầy cô phụ trách chƣơng trình đào tạo thạc sĩ đã truyền đạt những kiến thức quý báu, cung cấp nguồn tài liệu đầy đủ và kịp thời, đồng thời tôi cũng xin cám ơn vì luôn nhận đƣợc sự động viên giúp đỡ của tập thể cán bộ Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy của Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật đã tạo điều kiện để tôi có thể hoàn thành chƣơng trình đào tạo bậc cao học. Tôi cũng mong muốn đƣợc cám ơn bạn bè, đồng nghiệp và ngƣời thân đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn. Xin chân thành cám ơn! TP.HCM, tháng 04 năm 2016 iii
7. TÓM TẮT Đề tài “Nghiên cứu phân bố nhiệt của ống nhiệt trọng trƣờng” trong luận văn này tập trung vào hai vấn đề sau: Phần một- Sử dụng điện trở vòng để cấp nhiệt cho phần sôi. Quá trình truyền nhiệt của ống nhiệt trọng trƣờng sẽ đƣợc nghiên cứu với ba mức nhiệt độ làm việc:100ºC, 120ºC và 140ºC. Để quan sát ảnh hƣởng của lƣợng nƣớc và góc nghiêng của ống nhiệt đến khả năng truyền nhiệt, quá trình gia nhiệt cho ống đƣợc tiến hành với lƣợng nƣớc thay đổi từ 10mm đến 110mm và góc nghiêng của ống thay đổi từ 30o đến 90o. Trong quá trình thí nghiệm, nhiệt độ tại điểm trên và dƣới của ống đƣợc thu thập và so sánh. Kết quả thực nghiệm cho thấy khi tăng lƣợng nƣớc lên 90-110mm, khả năng truyền nhiệt của ống sẽ tăng, nhƣng tốc độ gia nhiệt trong lúc khởi động sẽ chậm hơn. Khi tăng góc nghiêng từ 90o đến 30o (so với mặt sàn), khả năng truyền nhiệt sẽ tăng theo. Ngoài ra, nhiệt độ tại điểm trên sẽ cao hơn nhiệt độ tại điểm dƣới khi góc nghiêng là 30o-45o. Phần hai- Sử dụng máy tôi cao tầnđể cấp nhiệt cho ống nhiệt, thí nghiệm đƣợc thực hiện với ba loại môi chất cồn, rƣợu, nƣớc đƣợc nghiên cứu với ống nhiệt có đƣờng kính 42mm, góc nghiêng 90o. Trong quá trình thí nghiệm, nhiệt độ tại điểm trên và điểm dƣới đƣợc thu thập và so sánh. Kết quả thực nghiệm cho thấy khi sử dụng môi chất nạp là nƣớc khả năng truyền nhiệt của ống sẽ cao hơn so với hai loại môi chất còn lại. Từ khóa: Ống nhiệt, truyền nhiệt, thời gian gia nhiệt, môi chất. iv
8. ABSTRACT Topic: “The study heat distribution of a gravity heat pipe” in this thesis focus on two problems follow: Part one-Heater are used to supply heat for evaporator. The heat transfer process of a gravity heat pipe will be studied under three working temperatures as100ºC, 120ºC và 140ºC. In order to observe the effect of working fluid and the working angle on the heat pipe tothe heat transfer coefficient, the heating process was achieved with the varing of working fluid amount from 10mm to 110mm and the varing of working angle from 30o to 90o. In the experiment, the temperature of the top and bottom point of heat pipe was collected and compared. The result shows that increasing the amount of water to 90-110mm, the heating coefficient of heat pipe will be improved.However, the heating rate at the beginning will be slower. With the raising of working angle from 90o to 30o, the heat transfer coefficient will also higher. Addition, the top temperature is higher than the bottom temperature with working angle from 30o - 45o. Part two- Induction hardening machines are used to supply heat for evapora- tor. This will be studied under three working fluids H2O, H2O (45% etanol), H2O (90% etanol) with a heat pipe have diameter 42mm and working angle 90o.In the experiment, the temperature of the top and bottom point of heat pipe was collected and compared. The result shows that the heating coefficient of heat pipe will be im- proved with working fluid of water Keyword: Heat pipe, heat transfer, heating time, working fluid. v
9. MỤC LỤC Trang tựa Trang LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CÁM ƠN iii TÓM TẮT iv ABSTRACT v MỤC LỤC vi DANH SÁCH CÁC HÌNH x DANH SÁCH CÁC BẢNG xii CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỈ SỐ xiii CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1 1.1 Lịch sử phát triển của ống nhiệt 1 1.2 Nghiên cứu trong và ngoài nƣớc 3 1.2.1 Trong nƣớc 3 1.2.2 Ngoài nƣớc 5 1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 10 1.3.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài 10 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 10 1.4 Mục tiêu, nội dung nghiên cứu và giới hạn đề tài 10 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu 11 1.6 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 12 1.7 Kết cấu của luận văn 12 CHƢƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 13 2.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ống nhiệt 13 2.1.1 Cấu tạo của ống nhiệt 13 2.1.2 Nguyên lý hoạt động của ống nhiệt 14 2.2 Phân loại ống nhiệt 15 vi
10. 2.2.1 Theo lực tác dụng để đƣa chất lỏng ngƣng quay trở về phần sôi 16 2.2.2 Theo phạm vi nhiệt độ sử dụng 19 2.2.3 Theo môi chất nạp 19 2.2.4 Theo mục đích sử dụng ống nhiệt 19 2.2.5 Theo hình dạng ống. 19 2.3 Ƣu điểm của ống nhiệt [1] 20 2.4 Ứng dụng của ống nhiệt [5] 21 2.4.1 Làm mát linh kiện điện tử 21 2.4.2 Làm nóng nƣớc sử dụng năng lƣợng mặt trời 23 2.4.3 Chống tan băng các trụ của đƣờng ống dẫn dầu 23 2.4.4 Tái sử dụng nhiệt thải 24 2.4.5 Một số ứng dụng khác của ống nhiệt 25 2.5 Môi chất nạp và vật liệu làm ống nhiệt 25 2.5.1 Chọn môi chất nạp 25 2.5.2 Vật liệu làm ống nhiệt 28 2.5.3 Cách nạp môi chất vào ống nhiệt 28 2.6 Công suất nhiệt của ống nhiệt [1] 29 2.6.1 Công suất nhiệt toàn bộ 29 2.6.2 Công suất nhiệt trong 32 2.7 Ảnh hƣởng của lƣợng nạp môi chất và góc nghiêng tới công suất nhiệt trong Qi của ống nhiệt [1] 35 2.7.1 Ảnh hƣởng của lƣợng nạp 35 2.7.2 Ảnh hƣởng của góc nghiêng. 35 2.8 Các loại giới hạn công suất nhiệt của ống nhiệt trọng trƣờng 36 2.8.1 Giới hạn âm thanh 37 2.8.2 Giới hạn sôi 37 2.8.3 Giới hạn lôi cuốn 38 2.9 Chọn chiều dài phần sôi và phần ngƣng của ống nhiệt trọng trƣờng 39 vii
11. CHƢƠNG 3 XÂY DỰNG, CHẾ TẠO THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM VỀ ỐNG NHIỆT TRỌNG TRƢỜNG 40 3.1 Ống nhiệt 40 3.2 Điều khiển nhiệt độ 41 3.3 Cảm biến nhiệt 42 3.4 Giá đỡ 44 3.5 Điện trở vòng (heater) 45 3.6 Máy tôi cao tần 46 CHƢƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 47 4.1 Tiến hành thí nghiệm 47 4.2 Với ống nhiệt Ø42 mm và dùng phƣơng pháp cấp nhiệt bằng điện trở vòng 52 4.2.1 Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian của điểm trên và điểm dƣới khi thay đổi nhiệt độ gia nhiệt và giữ nguyên lƣợng nƣớc, góc nghiêng. 52 4.2.2 Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian tại điểm trên và tại điểm dƣới khi thay đổi lƣợng nƣớc và giữ nguyên góc, nhiệt độ gia nhiệt. 54 4.2.3 Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian tại điểm trên và điểm dƣới khi thay đổi góc và giữ nguyên lƣợng nƣớc, nhiệt độ gia nhiệt 56 4.3 Với ống nhiệt Ø42mm và dùng phƣơng pháp cấp nhiệt bằng máy tôi cao tần 58 4.3.1 Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian tại điểm trên và điểm dƣới khi môi chất nạp là cồn 59 4.3.2 Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian tại điểm trên và điểm dƣới khi môi chất nạp là rƣợu 60 4.3.3 Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian tại điểm trên và điểm dƣới khi môi chất nạp là nƣớc 61 4.3.4 Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian tại điểm trên khi môi chất nạp là nƣớc, rƣợu, cồn. 62 CHƢƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 5.1 Kết luận 64 5.2 Kiến nghị 64 viii
12. TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 PHỤ LỤC 67 ix
13. DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình. Trang Hình 1.1: Ảnh hưởng của góc nghiêng Φ tới công suất nhiệt Qi 3 Hình 1.2: Ảnh hưởng của lượng nạp ξ tới công suất nhiệt Qi 4 Hình 1.3: Lớp bấc dùng trong ống nhiệt. 6 Hình 1.4: Sơ đồ gắn cặp nhiệt độ trên ống nhiệt trọng trường. 6 Hình 1.5: Sự thay đổi nhiệt độ hơi khi công suất ban đầu không đổi cho ba loại môi chất làm việc khác nhau (a) methanol (b) ethanaol (c) nước. 6 Hình 1.6: Chênh lệch nhiệt độ giữa phần sôi (Te) và phần ngưng (Tc) của ống nhiệt là một hàm tuyến tính của nhiệt đầu vào cho môi chất nạp với nồng độ SiC khác nhau. 10 Hình 2.1: Cấu tạo ống nhiệt. 13 Hình 2.2: Sơ đồ cấu tạo của ống [16] 14 Hình 2.3: Quá trình hoạt động của ống nhiệt trên biểu đồ T-s. 15 Hình 2.4: Ống nhiệt trọng trường. [17] 16 Hình 2.5: Cấu tạo của ống nhiệt mao dẫn. [1] 17 Hình 2.6: Mặt cắt ống nhiệt mao dẫn. [17] 17 Hình 2.7: Ống nhiệt ly tâm [17]. 18 Hình 2.8: Tản nhiệt RAM máy tính của hãng OCZ và Xigmatek 21 Hình 2.9: Các loại tản nhiệt VGA - cạc đồ họa máy tính. 22 Hình 2.11: Bộ thu năng lượng mặt trời. 23 Hình 2.12: Ống nhiệt trên đường ống dẫn dầu Alaska. 23 Hình 2.13: Các thành phần nhiệt trở của ống nhiệt. 30 Hình 2.14: Giá trị ξ của một số môi chất theo nhiệt độ 34 Hình 2.15: Ảnh hưởng của góc nghiêng đối với Qi 36 Hình 3.1: Ống Ø42 mm. 40 Hình 3.2: Bản vẽ ống Ø42 mm. 41 Hình 3.3: Đồng hồ đo nhiệt. 41 x
14. Hình 3.4: Sơ đồ nối dây đồng hồ đo nhiệt 42 Hình 3.5: Cặp nhiệt điện. 43 Hình 3.6: Cấu tạo thermocouple. [19] 43 Hình 3.7: Giá đỡ tạo góc nghiêng. 44 Hình 3.8: Bản vẽ giá đỡ tạo góc nghiêng. 45 Hình 3.9: Điện trở vòng. 45 Hình 3.10: Máy tôi cao tần. 46 Hình 4.1: Thí nghiệm với nhiệt độ, lượng nước cố định (100oC, 10mm), thay đổi góc (30º, 45º, 60º, 90º). 48 Hình 4.2: Thí nghiệm sử dụng máy tôi cao tần để cấp nhiệt cho ống nhiệt. 49 Hình 4.3: Biểu đồ nhiệt tại điểm trên và điểm dưới khi thay đổi nhiệt độ gia nhiệt. 53 Hình 4.4: Biểu đồ nhiệt tại điểm trên và điểm dưới khi thay đổi lượng nước. 55 Hình 4.5: Biểu đồ nhiệt tại điểm trên và điểm dưới khi thay đổi góc. 57 Hình 4.6: Biểu đồ nhiệt tại điểm trên và điểm dưới khi môi chất nạp là cồn. 59 Hình 4.7: Biểu đồ nhiệt tại điểm trên và điểm dưới khi môi chất nạp là rượu 60 Hình 4.8: Biểu đồ nhiệt tại điểm trên và điểm dưới khi môi chất nạp là nước. 61 Hình 4.9: Biểu đồ nhiệt tại điểm trên khi môi chất nạp là cồn, rượu, nước. 62 xi
15. DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng . Trang Bảng 1.1: Góc nghiêng và lượng nạp tối ưu với môi chất nạp là H2O, CH3OH 5 Bảng 1.2: Nanofluid trong nghiên cứu ống nhiệt 8 Bảng 1.3: Nội dung thực hiện 11 Bảng 2.1: Môi chất nạp của ống nhiệt và nhiệt độ làm việc 26 Bảng 2.2: Tính phù hợp của ống nhiệt. 28 Bảng 4.1: Các mức thí nghiệm 50 Bảng 4.2: Thời gian tương ứng để nhiệt độ điểm trên và điểm dưới đạt được yêu cầu cần khảo sát với môi chất nạp là cồn. 59 Bảng 4.3: Thời gian tương ứng để nhiệt độ điểm trên và điểm dưới đạt được yêu cầu cần khảo sát với môi chất nạp là rượu. 60 Bảng 4.4: Thời gian tương ứng để nhiệt độ điểm trên và điểm dưới đạt được yêu cầu cần khảo sát với môi chất nạp là nước. 61 Bảng 4.5: So sánh mức thời gian để đạt được nhiệt độ mong muốn của 3 loại môi chất nạp. 63 xii
16. CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỈ SỐ 1. GIẢI THÍCH CÁC KÝ HIỆU Ký hiệu Ý nghĩa Thứ nguyên A Hằng số kích thƣớc S Diện tích tiết diện m2 C Nhiệt dung riêng J/kg.K d Đƣờng kính m g Gia tốc trọng trƣờng m/s2 F Diện tích m2 k Hệ số truyền nhiệt W/m2.K k Số mũ đoạn nhiệt L Chiều dài m (mm) q Mật độ dòng nhiệt W/m2 Q Dòng nhiệt W (kW) r Nhiệt ẩn hoá hơi J/kg R Hằng số chất khí J/kg.K t Nhiệt độ oC α Hệ số toả nhiệt W/m2.K 2 αN Hệsốtoảnhiệt Nusselt W/m .K 2 αw Hệsốtoảnhiệt từnguồn lạnh W/m .K đến bềmặt ngoài ống nhiệt 2 αz Hệsốtoảnhiệt từnguồn nóng W/m .K đến bềmặt ngoài ống nhiệt V Thểtích m3 ∆t Độchênh nhiệt độ oC ε Giới hạn sai số ξ Hệsốtính chất vật lý ζ Lƣợng nạp xiii
17. θ Góc dính ƣớt độ λ Hệsốdẫn nhiệt W/m.K µ Hệsốnhớt động lực N.s/m2 ν Độnhớt động học m2/s ρ Khối lƣợng riêng kg/m3 σ Sức căng bềmặt N/m ϕ Hệsố đặc trƣng cho môi chất nạp Φ Góc nghiêng (0) độ 2. CÁC CHỈ SỐ DƢỚI Ký hiệu Ý nghĩa c Lôi cuốn e Ngoài h Hơi i Trong l Lỏng n Ngƣng p Áp suất s Sôi tƣ Tối ƣu min Nhỏnhất max Lớn nhất xiv
18. CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Lịch sử phát triển của ống nhiệt Ống nhiệt đã đƣợc phát minh ra từ rất lâu (1836), sau đó bị lãng quên. Từ những năm 1970 trở về sau, ống nhiệt mới thực sự đƣợc các nhà khoa học trên thế giới quan tâm chú ý nghiên cứu. Sự nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng của ống nhiệt kể từ đó ngày càng phát triển không chỉ ở những nƣớc công nghiệp mà cả ở những nƣớc đang phát triển. Có thể nói Perkin là ngƣời đầu tiên đã phát minh ra ống nhiệt. Lò nƣớng bánh mỳ dùng ống nhiệt trọng trƣờng do Perkin sáng chế ra từ năm 1836 và đƣợc phổ biến rộng rãi trong thời gian này. Ống nhiệt trọng trƣờng của Perkin là ống nhiệt bằng thép Cacbon bên trong là nƣớc. Ống đƣợc đốt nóng bằng dầu khí hoặc than. Năm 1929, Gay là ngƣời đầu tiên sử dụng ống nhiệt trọng trƣờng để tận dụng nhiệt khí thải đốt nóng không khí. Các ống nhiệt này đƣợc làm cánh ở bên ngoài. Phát minh này cho phép tạo ra khả năng tận dụng nhiệt thải của các lò cao rất tốt. Năm 1942, Gaugler là ngƣời đầu tiên phát minh ra ống nhiệt mao dẫn. Ở đây bên trong ống có đặt một lớp kim loại gọi là bấc để tạo ra lực hút chất lỏng từ vùng ngƣng đến vùng sôi (đặt trên cao) mà không cần dùng bơm. Ống nhiệt mao dẫn này đƣợc ứng dụng để làm lạnh phòng bảo quản thực phẩm. Sự phát minh này lúc đó chƣa đƣợc hãng General Motors (nơi Gaugler làm việc) ứng dụng trong ngành lạnh và bị lãng quên. Năm 1962, Trefethen trong chƣơng trình nghiên cứu vũ trụ của Mỹ đã có những ý tƣởng sử dụng lại ống nhiệt. Tuy nhiên sự phát triển thực sự của ống nhiệt bắt đầu từ những phát minh của Grover và cộng sự của ông tại phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos ở bang New Mehico vào năm 1963, 1966. Ở đây Grover đã chế tạo ra một số loại ống nhiệt đầu tiên sử dụng nƣớc làm môi chất sau đó dùng kim loại lỏng nhƣ Natri, Li và bạc ở nhiệt độ 1100K. 1
19. Năm 1965, Cotter lần đầu tiên cho xuất bản tài liệu nghiên cứu về ống nhiệt, kể từ đó sự nghiên cứu về ống nhiệt mới phát triển rộng rãi tại các nƣớc công nghiệp phát triển nhƣ Mỹ, Anh, Ý, Đức, Pháp, Liên Xô (USSR). Những sách về ống nhiệt đầu tiên đƣợc xuất bản của S.W.Chi (1976), Dunn and Reay (1982), Ivanovski (1982). Vì tầm quan trọng của ống nhiệt mà các nhà khoa học trên thế giới đã có những cuộc họp khoảng 2, 3 năm một lần tại hội nghị quốc tế về ống nhiệt gọi là IHPC (Int.Heat Pipe Conference). Các hội nghị IHPC đƣợc tổ chức tại các nƣớc nhƣ sau: IHPC 1 tiến hành năm 1973 tại Stutgart – Đức IHPC 2 tiến hành năm 1976 tại Bologna – Ý IHPC 3 tiến hành năm 1978 tại Palo Alto IHPC 4 tiến hành năm 1981 tại London – Anh IHPC 5 tiến hành năm 1984 tại Tsukuba – Nhật IHPC 6 tiến hành năm 1987 tại Grenoble – Pháp IHPC 7 tiến hành năm 1990 tại Minsk – Nga IHPC 8 tiến hành năm 1992 tại Bắc Kinh – Trung Quốc IHPC 9 tiến hành năm 1995 tại New Mehico – Mỹ IHPC 10 tiến hành năm 1997 tại Stutgart – Đức IHPC 11 tiến hành năm 1999 tại Tokyo – Nhật Bản IHPC 12 tiến hành năm 2002 tại Moscow – Nga IHPC 13 tiến hành năm 2005 tại Thƣợng Hải – Trung Quốc IHPC 14 tiến hành năm 2007 tại Florianopolis – Brazil Ở Việt Nam sự nghiên cứu về ống nhiệt mới chỉ là những bƣớc đi đầu tiên tại viện Khoa học và công nghệ nhiệt lạnh Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội và Khoa Nhiệt – trƣờng đại học Bách Khoa Đà Nẵng. 2
20. 1.2 Nghiên cứu trong và ngoài nƣớc 1.2.1 Trong nước 1.2.1.1 Nguyễn Thiên Hoàng - nghiên cứu tính chất nhiệt của ống nhiệt trọng trường với môi chất nạp là ethanol [5] Trong nghiên cứu này tác giả đã chọn Ethanol làm môi chất nạp trong ống vì loại rƣợu này còn ít đƣợc nghiên cứu và giá thành lại rẻhơn các loại rƣợu khác nên khá phù hợp cho việc áp dụng vào thực tế, đồng thời ở vùng nhiệt độkhông cao từ300C - 800C tốt nhất là nên dùng các loại rƣợu nhƣMethanol, Ethanol. Kết quả của nghiên cứu đi vào ba vấn đề chính, thứ nhất là ảnh hƣởng vào nhiệt độhơi th,thứ hai là ảnh hƣởng của lƣợng nạp, thứ ba là ảnh hƣởng của lƣợng môi chất nạp tới công suất nhiệt của ống nhiệt. Xét ảnh hƣởng của góc nghiêng Φtới công suất nhiệt của ống nhiệt tác giả chọn lƣợng môi chất nạp ξ= 50 %, góc nghiêng so với phƣơng ngang 100, 200,400, 600, và đo các thông số ởhai mức nhiệt độhơi không đổi là 400C và 600C. Bằng thửnghiệm đã chỉra đƣợc sựphụthuộc của công suất nhiệt Qivào góc o o nghiêng. Kết quả ởnhiệt độthtừ40 C - 60 C ống nhiệt hoạt động hiệu quảnhất (đạt công suất lớn nhất) ởgóc nghiêng Φ từ 20o- 30o. Hình 1.1: Ảnh hưởng của góc nghiêng Φ tới công suất nhiệt Qi 3
21. Nghiên cứu ảnh hƣởng của lƣợng nạp tới công suất nhiệt của ống nhiệt, tác giả o 0 0 tiến hành thí nghiệm tại góc nghiêng Φ= 90 tại nhiệt độth= 40 C, th= 60 C với lƣợng nạp khác nhau: ξ= 30(%), ξ= 40(%), ξ= 50(%), ξ= 60 (%) Bằng thửnghiệm đã chỉra đƣợc sựphụthuộc của công suất nhiệt Qi vào lƣợng o o nạp môi chất. Ở đây, tại nhiệt độthtừ40 C - 60 C ống nhiệt hoạt động hiệu quảnhất (đạt công suất lớn nhất) ởlƣợng nạp thích hợp ξ= (40-50) %. Hình 1.2: Ảnh hưởng của lượng nạp ξ tới công suất nhiệt Qi 1.2.1.2 Đặng Thành Trung-Nguyễn Trọng Thức.Nghiên cứu chế tạo mô hình thí nghiệm ống nhiệt trọng trường. Qua phân tích các loại ống nhiệt tác giả thấy ống nhiệt trọng trƣờng có đặc tính nhiệt tốt, dễ chế tạo do đó tác giả dùng loại ống này để thí nghiệm. Môi chất nạp trong ống là cồn, rƣợu, nƣớc. Đƣờng kính ống dùng làm thí nghiệm là Ø42mm, vỏ ống bằng đồng. 1.2.1.3 Bùi Hải. Ảnh hưởng của góc nghiêng và lượng nạp tới công suất nhiệt của ống nhiệt trọng trường. Hội KHKT nhiệt Việt Nam KH&CNN *4/97*11 Hai ƣu điểm cơ bản của ống nhiệt trọng trƣờng so với ống nhiệt khác (nhƣ mao dẫn, ly tâm ). Một là, vì nhiệttrở trong của ống nhỏ nên với cùng các điều kiện giống nhau ống nhiệt trọng trƣờng cho công suất lớn hơn. Hai là công nghệ chế tạo ống nhiệt tƣơng đối đơn giản hơn. 4
22. S K L 0 0 2 1 5 4