Xây dụng mô hình toán truyền nhiệt lạnh đông xác định tỉlệ nước đóng băng và nhiệt độ lạnh đông tối ưu của vật liệu ẩm dạng hình trụhữu hạn ở giai đoạn 1 trong sấy thăng hoa

Khi nghiên cứu xây dựng mô hình toán truyền nhiệt lạnh ñông, truyền nhiệt tách ẩm ñể xác ñịnh chế ñộcông nghệsấy thăng hoa (STH) thì cần giải quyết các bài toán cho từng giai ñoạn 1, 2 và 3 trong ñiều kiện STH. Ởgiai ñoạn 1 là giai ñoạn lạnh ñông VLA ñểchuyển ẩm từtrạng thái lỏng sang trạng thái rắn. Bài toán ñặt ra ở ñây, làm thếnào ñểxác ñịnh ñược nhiệt ñộlạnh ñông tối ưu. Nếu không xác ñịnh ñược thì khi lạnh ñông ởnhiệt ñộlớn hơn nhiệt ñộlạnh ñông tối ưu thì ẩm trong VLA không ñóng băng hết, khi ñó giai ñoạn sấy thăng hoa chỉthăng hoa phần ẩm ñã ñóng băng, phần ẩm chưa ñóng băng bốc hơi trong giai ñoạn sấy chân không và sẽtốn kém nhiều năng lượng,

pdf16 trang | Chia sẻ: lamvu291 | Ngày: 15/08/2014 | Lượt xem: 559 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Xây dụng mô hình toán truyền nhiệt lạnh đông xác định tỉlệ nước đóng băng và nhiệt độ lạnh đông tối ưu của vật liệu ẩm dạng hình trụhữu hạn ở giai đoạn 1 trong sấy thăng hoa, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
TP CHÍ PHÁT TRI N KH&CN, T P 13, S K5 - 2010 XÂY D NG MÔ HÌNH TOÁN TRUY N NHI T L NH ĐÔNG XÁC ĐNH T L NƯC ĐÓNG B ĂNG VÀ NHI T Đ L NH ĐÔNG T I ƯU C A V T LI U M DNG HÌNH TR H U H N GIAI ĐON 1 TRONG S Y TH ĂNG HOA Nguy n T n D ũng (1) , Tr nh V ăn D ũng (2) , Tr n Đc Ba (2) (1)Tr ưng Đi h c S ư ph m K thu t Tp.HCM (2)Tr ưng Đi h c Bách Khoa Tp.HCM (Bài nh n ngày 08 tháng 11 n ăm 2009, hoàn ch nh s a ch a ngày 22 tháng 10 n ăm 2010 ) TÓM T T: Khi l nh ñông th c ph m ñ b o qun c ũng nh ư th c hi n giai ñon 1 trong ñiu ki n s y th ăng hoa thì vi c xác nhi t ñ l nh ñông t i ưu là v n ñ ph c t p. bài vi t này, s công b xây d ng m t mô hình toán truy n nhi t l nh ñông, xác ñnh t l n ưc ñóng b ăng theo nhi t ñ l nh ñông c a v t li u m (VLA) d ng hình tr h u h n, k t qu nh n làm c ơ s xác ñnh nhi t ñ l nh ñông ti ưu, xác ñnh ch ñ công ngh giai ñon 1 trong ñiu ki n s y th ăng hoa và ng d ng trong tính toán thi t k h th ng l nh c ũng nh ư h th ng s y th ăng hoa. T khóa: mô hình toán truy n nhi t l nh ñông, xác ñnh t l n ưc ñóng b ăng, v t li u m (VLA), dng hình tr h u h n, h th ng s y th ăng hoa. 1. GI I THI U ph m, còn n u khi l nh ñông nhi t ñ nh Khi nghiên c u xây d ng mô hình toán hơn nhi t ñ l nh ñông t i ưu thì h th ng l nh truy n nhi t l nh ñông, truy n nhi t tách m ñ tiêu t n nhi u n ăng l ưng do th i gian l nh xác ñnh ch ñ công ngh s y th ăng hoa ñông kéo dài, nh ư v y không hi u qu kinh t . (STH) thì c n gi i quy t các bài toán cho t ng Theo nghiên c u c a Plank R (1913) ñã giai ñon 1, 2 và 3 trong ñiu ki n STH. giai ñư a ra mô hình xác ñnh th i gian l nh ñông ñon 1 là giai ñon l nh ñông VLA ñ chuy n ñi v i VLA, th t gia súc d ng t m ph ng, m t tr ng thái l ng sang tr ng thái r n. Bài Lame, Clapeiron, Shijov G.B (1931) ñã ñư a ra toán ñt ra ñây, làm th nào ñ xác ñnh ñưc mô hình xác ñnh t c ñ n ưc ñóng b ăng trong nhi t ñ l nh ñông t i ưu. N u không xác ñnh VLA, cá và th t fillet d ng t m ph ng, Plank, ñưc thì khi l nh ñông nhi t ñ l n h ơn nhi t Veinik (1937), Raoult (1958), Sbijov G.B ñ l nh ñông t i ưu thì m trong VLA không (1967), Golovkin N.A (1972), Luikov, A.V ñóng b ăng h t, khi ñó giai ñon s y th ăng hoa (1974), [2, 3], Dennis R. Hledman (1999) ñư a ch th ăng hoa ph n m ñã ñóng b ăng, ph n m ra mô hình xác ñnh t l n ưc ñóng b ăng ñi ch ưa ñóng b ăng b c h ơi trong giai ñon s y vi VLA d ng t m ph ng [2, 3, 8, 9, 10]. Tuy chân không và s t n kém nhi u n ăng l ưng, nhiên ch ưa có m t mô hình nào thích h p ñ có nhi t ñ s y cao làm gi m ch t l ưng s n th áp d ng xác ñnh t l n ưc ñóng b ăng Bn quy n thu c ĐHQG-HCM Trang 83 Science & Technology Development, Vol 13, No.K5- 2010 trong VLA d ng tr h u h n. Ch ng h n nh ư Vì v y, vi c nghiên c u xây d ng mô hình VLA th y h i s n nhóm giáp xác: tôm sú, tôm toán truy n nhi t l nh ñông xác ñnh t l n ưc bc và tôm th . ñóng b ăng và nhi t ñ l nh ñông t i ưu c a VLA là c n thi t. Mt s thu t ng • L [kJkg -1]: n nhi t ñóng b ăng c a n ưc trong • ωM (T) ∈ [0,1]: t l m ñóng b ăng trung bình VLA. theo nhi t ñng l nh ñông c a v t li u m (VLA). • c [kJkg -1K-1]: nhi t dung riêng c a ch t khô c a • ω = G i/G w ∈ [0,1]: t l m ñóng b ăng bên trong VLA. vt li u m. -1 -1 • c1, c 2 [kJkg K ]: nhi t dung riêng trung bình • Gi [kg]: kh i l ưng m ñóng b ăng. ca VLA vùng (I) m ñã ñóng b ăng và vùng (II) m • Gw [kg]: kh i l ưng m có trong v t li u. ch ưa ñóng b ăng.. • G [kg]: kh i l ưng v t li u m. -3 • ρ1, ρ2 [kgm ]: kh i l ươ ng riêng trung bình c a • W = G w/G ∈ (0,1): ñ m c a v t li u m. VLA vùng (I) m ñã ñóng b ăng và vùng (II) m • W0: là ñ m ban ñu c a VLA. ch ưa ñóng b ăng. • D = 2R [m]: ñưng kính VLA -1 -1 • λ1, λ2 [Wm K ]: h s d n nhi t trung bình • H = 2h [m]: chi u cao c a VLA. ca VLA vùng (I) ñã ñóng b ăng và vùng (II) m • r, z [m]: ph ươ ng bán kính và chi u cao. ch ưa ñóng b ăng. • 0 T0 [ C]: nhi t ñ tâm c a VLA 2 -1 • a1, a 2 [m s ]: h s d n nhi t ñ trung bình • T [ 0C]: nhi t ñ b m t c a VLA s caVLA vùng (I) m ñã ñóng b ăng, VLA vùng (II) • T [ 0C]: nhi t ñ k t tinh c a m kt m ch ưa ñóng b ăng). 0 • Tef [ C]: nhi t ñ môi tr ưng l nh ñông. • Bi 1R , Bi 2R , Bi 1h , Bi 2h : chu n s Bio theo • 0 Tf [ C]: nhi t ñ ban ñu c a VLA. ph ươ ng bán kính và chi u cao. 0 • Te [ C]: nhi t ñ cu i c a VLA. • Fo 1R , Fo 2R , Fo 1h , Fo 2h : chu n s Fourier theo • 0 Tar [ C]: nhi t ñ trung bình c a VLA. ph ươ ng bán kính và chi u cao • τ τ t1(r, z, ); t 2(r, z, ): nhi t ñ vùng (I) và (II). • α [Wm -2K-1]: h s t a nhi t môi tr ưng l nh • ρ -3 [kgm ]: kh i l ưng riêng trung bình c a VLA. ñông. 2. MÔ HÌNH TOÁN TRUY N NHI T b) Giai ñon 2: k t tinh m bên trong LNH ĐÔNG VLA. 2.1. Các gi thi t xây d ng mô hình toán c) Giai ñon 3: Cân b ng nhi t, làm gi m - Bài toán làm l nh ñông VLA luôn tr i nhi t ñ VLA sau khi kt tinh hoàn toàn, xu ng qua 3 giai ñon, xem hình 1 nhi t ñ cu i cùng T e. Vì giai ñon 1 và giai ñon 3 ch là nh ng bài toán truy n nhi t trong a) Giai ñon 1: Làm l nh VLA t nhi t mt pha, vì v y th i gian th c hi n quá trình ñ ban ñu T f = T VLA = const, xu ng nhi t ñ tuân ñnh lu t Plank, [3, 5, 6, 9, 10]. kt tinh m b m t VLA T s = T Kt = const. Trang 84 Bn quy n thu c ĐHQG.HCM TP CHÍ PHÁT TRI N KH&CN, T P 13, S K5 - 2010 - V n ñ mà quan tâm ñây chính là t l 2, m phân b ñu, có các m t ñng nhi t ñng m ñóng băng theo nhi t ñ l nh ñông c a tâm. VLA, t ñó xác ñnh nhi t ñ l nh ñông t i ưu. iii) Các thông s nhi t v t Đây là v n ñ ph c t p có nhi u thông s tham ρ λ lý: i,c pi ,a i , i ,... l y trung bình theo th tích gia nh ư: tr ưng nhi t ñ, b m t VLA, b dày là h ng s . lp k t tinh, b m t phân pha, b n ch t VLA, iv) H s t a nhi t c a môi tr ưng l nh ph ươ ng th c và môi tr ưng th c hi n quá trình ñông xem nh ư không ñi: α = const . kt tinh, … Chính vì v y, c n ph i xem xét bài toán giai ñon 2 ñ làm rõ v n ñ ñt ra. v) Ph ươ ng trình cân b ng nhi t t i b m t phân pha tuân theo ñnh lu t Leibenzon LS. - Các gi thi t ñt ra c n nghiên c u nh ư sau: - Bài toán ñt ra ñây là ph i xây d ng hàm: i) VLA nghiên c u là th c ph m th y h i sn nhóm giáp xác là tôm sú ii) VLA c t ñu, c t ñuôi ñưc xem là v t li u r n ñng nh t g n ñúng v i hình tr có kích th ưc h u h n: D = 2R, H = 2h, xem hình R h R h 1 1 2 ωM ( τ ) = ω (r,z, τ ) = ω (r,z, τ )dV = ω (r,z, τ )2 π rdrdz = ω (r,z, τ )2 π rdrdz (1) V ∫∫∫πR2 H ∫ ∫ π R2 H ∫∫ V 0− h 0 0 Tf T e Bn quy n thu c ĐHQG-HCM Trang 85 Science & Technology Development, Vol 13, No.K5- 2010 2.2. Mô hình toán h z z dQ, αααα, (I) (II ) t2 t1 Te H = 2h - R -r 0 r R r dQ 1 = -z dQ 2 -h d = 2R Hình 2. Mô hình VLA nghiên c u d ng tr h u h n Ph ươ ng trình vi phân d n nhi t vi t cho tr h u h n, ñng nh t có các m t ñng nhi t là vt th r n b t k ỳ mô t d ng t ng quát: các m t tr ñng tâm. Do ñó ph ươ ng trình (2) ∂t → q ñưc vi t nh ư sau: +w gradt =v + a ∇ 2 t (2) ∂τc ρ p ∂t ∂2 t 1 ∂ t ∂ 2 t  =a  + +  (3) ∂τ2 ∂ 2  α = ∂rr r ∂ z  Vì l nh ñông v t li u r n nên p 0 và uur Ph ươ ng trình (3) ñưc vi t cho 2 vùng, w= 0 và không có ngu n nhi t bên trong nên vùng (I) l p m ñóng b ăng và vùng (II) l p m q= α ∆ t + R( −∆ H) = 0 , VLA là d ng hình v p ch ưa ñóng b ăng, xem hình 2 , [4].  ∂t ∂2 t1 ∂ t ∂ 2 t   1=a  1 + 1 + 1   ∂τ1 2 ∂ 2   Vùng (I), l p m ñóng b ăng:  ∂rr r ∂ z  (4)  − −  r≤ r ≤ R, z ≤ z ≤ h, τ ≥ 0 ∂t ∂2 t1 ∂ t ∂ 2 t   2=a  2 + 2 + 2   ∂τ2 2 ∂ 2   Vùng (II), l p m ch ưa ñóng b ăng:  ∂rr r ∂ z  (5)  + +  0≤ r ≤ r , 0 ≤ z ≤ z , τ ≥ 0  Các ñiu ki n ñơ n tr ñ gi i bài toán ( 4) và ( 5): a) Điu kin ñu: τ = 0 thì = = = = t1( r, z,0) t 1 (R, h,0) T s T kt const (6) = = = t2 (r, z,0) t 2 (0,0,0) T 0 const (7) = Tef const (8) ∂t (r,z, τ ) α ∂t (r,z, τ ) b) Điu ki n biên: 1 =−(t (R,z, τ ) − T ) ; 2 = 0 (9) ∂ λ 1 ef ∂ r r= R 1 r r= 0 Trang 86 Bn quy n thu c ĐHQG.HCM TP CHÍ PHÁT TRI N KH&CN, T P 13, S K5 - 2010 ∂t (r,z, τ ) α ∂t (r,z, τ ) 1 = −(t (r,h, τ ) − T ) ; 2 = 0 (10) ∂ λ 1 ef ∂ z z= h 1 z z= 0 Vi:nhi t ñ th a vùng (I) và (II) nh ư sau: ϑ τ = τ − = ϑ ϑ = τ − τ − 1(r, z, ) t 1 (r,z, ) T ef r1 z1( t r1 (r, ) T ef)( t z1 (z, ) T ef ) (11) ϑ τ = τ − = ϑ ϑ = τ − τ − 2(r,z, ) t 2 (r,z, ) T ef r2 z2( t r2 (r, ) T ef)( t z2 (z, ) T ef ) (12) c) Ti b m t phân pha: −τ = + τ =  Theo ph ươ ng bán kính: t1 (r , z, ) t 2 (r ,z, ) T Kt (13) −τ = + τ =  Theo ph ươ ng chi u cao: t1 (r, z , ) t 2 (r,z , ) T Kt (14) ∂t   ∂ t   Mt ñ dòng nhi t theo r: q= −λ1 = −λ 2 = α∆ t (15) R 1∂ − 2  ∂  + R r r= r  r  r = r ∂t   ∂ t   Mt ñ dòng nhi t theo z: q= −λ1 = −λ 2 = α∆ t (16) h 1∂ − 2  ∂  + h z z= z  z  z = z d) Ph ươ ng trình cân b ng nhi t t i b m t ti p xúc vùng (I) và (II): = + dQF dQ 1 dQ 2 (17) Trong ñó: dQ F [kJ]: t ng l ưng nhi t trao tinh m vùng (I); dQ 2 [kJ]: l ưng nhi t t vùng ñi c n l y ra khi làm l nh ñông VLA; (II) truy n qua vùng (I) trao ñi v i môi tr ưng dQ 1 [kJ]: l ưng nhi t c n l y ra khi làm k t lnh ñông ñ làm gi m nhi t ñ vùng (II). = = ω = ω = ρπ2 ω dQ1 LdG ndb Ld( GW 0) LGW 0 d LW 0 R Hd M (18) ∂t   ∂ t  dQ = −λ22π rHd τ − λ 2 π r2 d τ (19) 2 2∂  + 2  ∂  + r r= r  z  z = z ∂t   ∂ t  dQ= −λ1 2 π rHd τ − λ 1 π r2 d τ (20) F 1∂  1  ∂  r r= r−  z  z = z − T ph ươ ng trình (18), (19) và (20) thay vào (17) s thu ñưc: ω ∂ ∂   ∂ ∂  dM1  t 1   t 2   t 1   t 2  2 = −λ  +λ   2rH +  −λ   +λ    r (21) τρ 2 1 ∂− 2 ∂ + 1 ∂ − 2 ∂ + dLW0 H R  r r= r  r  r = r    z  z = z  z  z = z  Ph ươ ng trình (21) là c ơ s xác ñnh xác 2.3. Gii mô hình toán ñnh t l n ưc ñóng b ăng trong quá trình l nh Gi i ph ươ ng trình ( 4): b ng ph ươ ng ñông c ũng nh ư giai ñon 1 trong STH. pháp phân ly bi n s Fourier, các h ng s tích phân ñưc xác ñnh t ñiu ki n biên, qua bi n ñi s ñưc nghi m nh ư sau: Bn quy n thu c ĐHQG-HCM Trang 87 Science & Technology Development, Vol 13, No.K5- 2010 ∞ ∞ τ   τ = + − µr   µ z  − a1 t1( r,z, ) T ef( T kt T ef ) ∑ ∑ A m A n J 0 n  cos  m  exp    (22) R   h  η m= 1n = 1 1   µ µ µ2 µ 2 =2J1 ( n ) = 2sin m 1 =n + m Vi : An ; A m ; µ2 µ + 2 µ  [µ +sin µ cos µ ] η R2 h 2 nJ 0 ( n ) J 1 ( n )  m m m 1 − − r≤ r ≤ R, z ≤ z ≤ h , τ ≥ 0 J (µ ) µ µ : là nghi m c a ph ươ ng trình ñc tr ưng: 0 n = n (23) n µ J1 ( n ) Bi 1R µ µ µ = m m : là nghi m c a ph ươ ng trình ñc tr ưng: cot g m (24) Bi 1h αh Bi : chu n s Bio vùng I theo ph ươ ng z: Bi = (25) 1h 1h λ 1 τ = a1 Fo 1h : chu n s Fourier vùng I theo ph ươ ng z: Fo 1h (26) h2 αR Bi : chu n s Bio vùng I theo ph ươ ng r: Bi = (27) 1R 1R λ 1 τ = a1 Fo 1R : chu n s Fourier vùng I theo ph ươ ng r: Fo 1R (28) R2 µ µ 0 (J n ), 1 (J n ) : là các hàm Bessel lo i 1 b c 0, 1. [7] 1 4  1  6  1  8 2 x   x   x  = −1  +2  −  2  +  2  − J0 (x) 1 x  ... ; (29) 2  12 2 2 1 2 2 2 3 2 1 2 2 2 3 2 4 2 3 5 7 1   1   1  x   x   x  = −′ =1 −2  +  2  −  2  + J1 (x) J 0 (x) x ... (30) 2 12 2 1 2 2 2 3 1 2 2 2 3 2 4 Gi i ph ươ ng trình ( 5): Tươ ng t nh ư ñơ n tr , cu i cùng thu ñưc công th c nghi m trên, tìm các h s tích phân b ng các ñiu ki n nh ư sau: ∞ ∞ τ   τ = + − µr   µ z  − a 2 t2( r,z, ) T kt( T 0 T kt ) ∑ ∑ A p A q J 0 p  cos  q  exp    (31) R   h  η p= 1q = 1 2   2J (µ ) 2sin µ µ2 µ 2 =1 p = q 1 =p + q Vi: Ap ; A q ; µ2 µ + 2 µ  µ +sin µ cos µ  η R2 h 2 pJ 0 ( p ) J 1 ( p )  q q q  2 Trang 88 Bn quy n thu c ĐHQG.HCM TP CHÍ PHÁT TRI N KH&CN, T P 13, S K5 - 2010 + + 0≤ r ≤ r , 0 ≤ z ≤ z , τ ≥ 0 J (µ ) µ µ , : là nghi m c a ph ươ ng trình ñc tr ưng: 0 p= p (32) p µ J1 ( p ) Bi 2R µ µ µ = q q : là nghi m c a ph ươ ng trình ñc tr ưng: cot g q (33) Bi 2h αh Bi : chu n s Bio vùng I theo ph ương z: Bi = (34) 2h 2h λ 2 τ = a2 Fo 2h : chu n s Fourier vùng I theo ph ươ ng z: Fo 2h (35) h2 αR Bi : chu n s Bio vùng II theo ph ươ ng r: Bi = (36) 2R 2R λ 2 τ = a2 Fo 2R : chu n s Fourier vùng II theo ph ươ ng r: Fo 2R (37) R2 - Nhi t ñ trung bình c a VLA (k c 2 2.4. Mô hình toán xác ñnh t l n ưc vùng (I), (II)) : theo Luikov A.V . et al. (1961) ñóng b ăng ñưc xác ñnh theo công th c sau [10, 11]. Thay ph ươ ng trình (22), (31) vào ph ươ ng R h trình (21) s nh n ñưc: 1 T(τ ) =( t (r, z, τ ) + t (r, z, τ ) ) 2rdrdz 2 ∫ ∫ 1 2 2R h 0 0 (38)  ∞ ∞ µ η τ   ω τ =1  ρ −n 1 µr   µ z  − − a 1 M(r,z, )  c 1 1( T Kt T ef )∑∑ A n A m J 1 n  cos  m   1 exp    ρ 2  R R   h  η R HW0 L  n= 1m = 1 1   ∞ ∞ µ η  p 2 r   z  a τ   − c ρ( T − T ) A A J µ cos µ 1 − exp − 2  2Hr + 2 2 0 Kt∑∑ p q 1 p   q  η  = = R R   h   2     p 1 q 1  (39)  ∞ ∞ µ η τ   ρ −m 1 µr   µ z  − − a 1  c1 1( T Kt T ef )∑∑ A n A m J 0 n  sin  m   1 exp    h R   h  η  n= 1m = 1 1   ∞ ∞ µ η  τ    − ρ −q 2  µr   µ z  − − a2  2  c2 2( T 0 T Kt )∑∑ A p A q J 0 p  sin  q   1 exp    r h R   h  η    p= 1 q= 1 2     Nh ư v y, t ph ươ ng trình (39) thay vào (1) s xác ñnh ñưc t l n ưc ñóng b ăng trung bình c a m bên trong VLA theo th tích: Bn quy n thu c ĐHQG-HCM Trang 89 Science & Technology Development, Vol 13, No.K5- 2010  ∞ ∞ µ ηR   τ   ω( τ ) =4 ρ( − ) n 1 2  µr   ( µ ) − − a1 M c1 1 T Kt T ef∑∑ A n A m∫ r J 1 n  dr sin m  1 exp    ρ 5  µR    η   R W0 L  n= 1m = 1 m 0  1  ∞ ∞ µ η R   p 2 r   a τ   − c ρ( T − T ) A A r2 J µ dr  sin( µ )  1 − exp − 2   2 2 0 Kt∑∑ p qµ∫ 1 p  q  η  q R   2     p= 1 q= 1 0   (40)  ∞ ∞ R  τ   +1 ρ( − ) η3  µr   ( −( µ ) ) − − a1 c1 1 T Kt T ef∑∑ A n A m 1∫ r J 0 n  dr 1 cos m  1 exp    ρ 4 2  R   η   R h W0 L  n= 1m = 1 0  1  ∞ ∞ R  τ    − ρ( − ) η3  µr   − µ − − a2  c2 2 T 0 T Kt∑∑ A p A q 2∫ r J 0 p  dr( 1 cos( q ) )  1 exp    R   η    p= 1 q= 1 0  2   Trong ñó: τ =f (T) ⇔ T = g ( τ ) : nhi t ñ Đ xác ñnh t l n ưc ñóng b ăng b ng th c nghi m thì ph i s d ng ph ươ ng pháp gián lnh ñông trung bình c a VLA là m t hàm th i ti p, xác ñnh nhi t dung riêng c a VLA sau ñó gian làm l nh ñông c a theo ph ươ ng trình (38). thay vào ph ươ ng trình (41) xác ñnh t l n ưc 2.5.. Xác ñnh t l n ưc ñóng b ăng b ng ñóng b ăng [13, 14]: th c nghi m Nưc trong VLA ñóng b ăng khi nhi t ñ ≤ 0 VLA nh h ơn nhi t ñ k t tinh ( T T kt [ C]). c W+ c( 1 − W) − c UI τ ω( τ ) =n a ck a = φ − (41) E −1 φ Wa( c n c nd ) 2 G(T c -T d ) Trong ñó: τ2 - τ1 [s]: th i gian ñt nóng ñin tr , T d = T 1 = τ c W+ c( 1 − W ) T2 = T 3 t i th i ñim 1, T c = T 1 = T 2 = T 3 t i φ = n a ck a ; 1 (− ) τ Wa c n c nd th i ñim 2, xem hình 3 . φ = − -1 -1 3. DNG C - THI T B , V T LI U VÀ 2W a( c n c nd ) [Jkg K ] -1 -1 PH ƯƠ NG PHÁP NGHIÊN C U Vi: c n = 4184.7 + 2.74T, [Jkg K ]: nhi t 0 3.1. D ng c và thi t b kh o sát dung riêng c a n ưc T [ C]; c nd = 2090 + 7.79T, [Jkg -1K-1]: nhi t dung riêng c a n ưc ñá Dng c và thi t b xác ñnh t l n ưc 0 -1 -1 ñóng b ăng tôm sú g m các thi t b sau, xem T[ C]; cck [Jkg K ]: nhi t dung riêng c a hình 3 . ch t khô trong VLA; W [%] : ñ m t nhiên a 1. Cân kh i l ưng, cân ñin t -1 -1 ca VLA; c [Jkg K ]: nhi t dung riêng c a (Satoriusbasic Type BA310S), có thang ño (0 ÷ VLA, xác ñnh b ng th c nghi m, [1], U [V]: 350)g, sai s c a cân kh i l ưng cho phép ± ñin áp vôn k , I [A]: dòng ñin âm pe k , τ = 0.1g = ± 0.0001 kg. Trang 90 Bn quy n thu c ĐHQG.HCM TP CHÍ PHÁT TRI N KH&CN, T P 13, S K5 - 2010 2. Dng c ño nhi t ñ: dùng các b c m  Hai ñin tr d ng t m lá dùng ñ ñt bi n hi n th ño nhi t ñ (Dual Digital nóng cung c p nhi t l ưng cho quá trình ño. Thermometer), có thang ño (-50 ÷ 70) 0C, sai s  Mt bi n tr thay ñi ñin áp r ơi trên nhi t ñ cho phép ± 0.05 0C. hai ñin tr ñt nóng. 3. H th ng STH DS-3 có giai ñon l nh  Mt Volt k ño ñin áp r ơi trên hai ñin ñông ngay trong bu ng th ăng hoa, nhi t ñ tr c p nhi t, có thang ño (0 ÷ 110)V, sai s lnh ñông (-50 ÷ -45), xem hình 4 . ca Volt k cho phép ± 1V. M t Ampere k ño 4. Ngoài ra, còn có các d ng c và thi t b dòng ñin qua hai ñin tr ñt nóng, có thang kèm theo. ño (0 ÷ 2)A, sai s c a Ampere k cho phép ±  Súng b n nhi t ñ ( Smart sensor, 10mA. M t ñng h ño th i gian, sai s cho infrared thermometer: -55 0C ÷ 180 0C) và ba b phép ± 0.001s cm bi n hi n th ño nhi t ñ VLA, sai s cho phép ± 0.008 0C và ± 0.05 0C. Hình 4. H th ng s y th ăng hoa DS-3 t l nh Hình 3. Sơ ñ m ch ñin c a thi t b xác ñnh nhi t dung ñông (-50 ÷ - 45) 0C riêng VLA 3.2. Vt li u nghiên c u  Đ tính toán ph ươ ng trình (40) công c  Đi t ưng nghiên c u là tôm sú, có s d ng là ph ươ ng pháp s , ñng th i vi t thành ph n hóa h c c ơ b n c a nguyên li u, [1, ch ươ ng trình tính toán trên máy tính b ng ngôn 4, 8, 9]. ng Visual Basic 6.0 [8, 9] 3.3. Phươ ng pháp nghiên c u 4. K T QU NGHIÊN C U VÀ BÀN  Ph ươ ng pháp nghiên c u là ph ươ ng LU N pháp ti p c n h th ng xây d ng mô hình toán 4.1. K t qu nghiên c u Các thông s nhi t – và th c nghi m ki m tra mô hình toán. vt lý c a tôm sú dùng trong tính toán mô hình Bn quy n thu c ĐHQG-HCM Trang 91 Science & Technology Development, Vol 13, No.K5- 2010 truy n nhi t – l nh ñông, xác ñnh t l nưc kh o [8, 9], xem bng 1 . ñóng b ăng tham Bng 1. Các thông s nhi t – v t lý c a tôm sú dùng trong truy n nhi t – l nh ñông Đơ n Ký hi u Giá tr Tham kh o Ký hi u Giá tr Đơ n v Tham kh o v -3 W0 74.67 % Data 2007, [1] ρ1 838.48 kgm Data 2007, [1] -3 R 4.5E-03 m Data 2007, [1] ρ2 839.34 kgm Data 2007, [1] -1 -1 h 37.5E-03 m Data 2007, [1] λ1 1.084 Wm K Data 2007, [1] 0 -1 -1 Tkt -1.21 C Data 2007, [1] λ2 0.562 Wm K Data 2007, [1] 0 -1 -1 T0 5.12 C Data 2007, [1] c1 2.574 kJkg K Data 2007, [1] 0 -1 -1 Tef -45 C Data 2007, [1] c2 3.570 kJkg K Data 2007, [1] Perry et al. L 333.6 kJkg -1 α 7.612 Wm -2K-1 Data 2007, [2] 1992 5.0226E- Calculation 2 -1 a1 m s Bi 1R 0.0316 Calculation [2] 07 [2] 1.8756E- Calculation 2 -1 a2 m s Bi 1h 0.2633 Calculat
Tài liệu liên quan