TÓM TẮT NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
Họ & tên NCS: Đoàn Minh Hùng
Thuộc chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí
Tên luận án: Nghiên cứu đặc tính truyền nhiệt của quá trình ngưng tụ trong bộ trao đổi nhiệt kênh micro
MSNCS: 1424002
Khoá: 2014-2017
Người hướng dẫn chính : PGS.TS. Đặng Thành Trung
Người hướng dẫn phụ : GS.TS. Jyh-tong Teng
Tóm tắt những đóng góp mới về lý luận và học thuật của luận án:
Trong luận án này, các đặc tính truyền nhiệt của quá trình ngưng tụ trong các bộ trao đổi nhiệt kênh micro và ống micro đã được thực hiện bằng phương pháp mô phỏng số và thực nghiệm. Dựa vào các nghiên cứu trước, hai thiết bị ngưng tụ kênh micro W150 và W200 có công suất nhiệt tương ứng 150 W và 200 W đã được tính toán thiết kế. Căn cứ vào các thông số tính toán thiết kế cho 2 mẫu trên, chín mẫu khác đã được đề xuất cho mô phỏng số để tìm ra thông số thiết kế tối ưu cho thiết bị ngưng tụ. Từ kết quả thu được bằng mô phỏng số, hai mẫu L32 và L52 được đề xuất cho chế tạo và thực nghiệm kiểm chứng. Để so sánh đặc tính truyền nhiệt của dòng một pha và hai pha trên cùng một thiết bị, hai mẫu L32/1 và L32/2 đã được đưa vào thực nghiệm. Các kết quả mô phỏng số và thực nghiệm về đặc tính truyền nhiệt của quá trình ngưng tụ trong kênh micro được thể hiện như sau:
Các kết quả mô phỏng số:
Để nghiên cứu ảnh hưởng của ống góp đến quá trình ngưng hơi, ba mẫu W150-A/B/C (dựa trên W150) và ba mẫu W200-A/B/C (dựa trên W200) đã được đưa vào để mô phỏng số sử dụng phần mềm COMSOL Multiphysics, phiên bản 5.2a. Trong cùng điều kiện mô phỏng số, Mẫu W150-A và Mẫu W200-A có bề rộng ống góp 2,5 mm đều cho kết quả tối ưu nhất về mặt truyền nhiệt và chuyển pha tương ứng với khoảng chiều dài kênh micro lần lượt là 32 mm và 52 mm.
Với các kết quả mô phỏng số về ảnh hưởng thông số hơi đến quá trình ngưng tụ trong các mẫu kênh micro trong nghiên cứu này, nhiệt độ hơi vào thiết bị trong phạm vi từ 101 đến 108 °C (ứng với lưu lượng hơi lớn nhất 0,08 g/s và lưu lượng nước giải nhiệt lớn nhất 3,244 g/s) thì quá trình ngưng tụ mới có thể xảy ra.
Các kết quả mô phỏng số thể hiện biên dạng chuyển pha từ hơi sang lỏng trong thiết bị ngưng tụ kênh micro. Thêm vào đó, một sự so sánh bởi phương pháp số cho thiết bị ngưng tụ kênh micro giữa hai trường hợp đặt thẳng đứng và nằm ngang cũng được thực hiện. Các kết quả thể hiện biên dạng ngưng không bị ảnh hưởng nhiều bởi lực trọng trường.
Để nghiên cứu ảnh hưởng của hình dáng kênh micro đến sự ngưng tụ của hơi nước, ba thiết bị ngưng tụ kênh micro W200-D1/2/3 với các hình dáng kênh khác nhau đã được đưa vào mô phỏng. Trong ba thiết bị ngưng tụ, thiết bị ngưng tụ W200-D1 có hiệu suất ngưng tụ và khả năng gia công cao nhất. Tuy nhiên, sự khác biệt về hiệu quả ngưng tụ của ba thiết bị này là không đáng kể. Các kết quả mô phỏng số này cũng đã được kiểm chứng bởi thực nghiệm và với các nghiên cứu liên quan. Sự so sánh cho thấy các kết quả mô phỏng phù hợp với thực nghiệm với sai số cực đại nhỏ hơn 8%.
