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,
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
T P 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 Đ NH T L
NƯ C ĐÓNG B ĂNG VÀ NHI T Đ L NH ĐÔNG T I ƯU C A V T LI U M
D NG HÌNH TR H U H N GIAI ĐO N 1 TRONG S Y TH ĂNG HOA
Nguy n T n D ũng (1) , Tr nh V ăn D ũng (2) , Tr n Đ c Ba (2)
(1)Tr ư ng Đ i h c S ư ph m K thu t Tp.HCM
(2)Tr ư ng Đ i 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 qu n c ũng nh ư th c hi n giai ño n 1 trong ñi u
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 ñ nh t l n ư c 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 ñ nh nhi t ñ l nh ñông
t i ưu, xác ñ nh ch ñ công ngh giai ño n 1 trong ñi u 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 ñ nh t l n ư c ñóng b ăng, v t li u m (VLA),
d ng 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 ư ng do th i gian l nh
xác ñ nh 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 ño n 1, 2 và 3 trong ñi u ki n STH. giai ñư a ra mô hình xác ñ nh th i gian l nh ñông
ño n 1 là giai ño n l nh ñông VLA ñ chuy n ñ i 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 ñ t ra ñây, làm th nào ñ xác ñ nh ñư c mô hình xác ñ nh t c ñ n ư c ñóng b ăng trong
nhi t ñ l nh ñông t i ưu. N u không xác ñ nh VLA, cá và th t fillet d ng t m ph ng, Plank,
ñư c 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 ño n 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 ñ nh t l n ư c ñóng b ăng ñ i
ch ưa ñóng b ăng b c h ơi trong giai ño n s y v i 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 ư ng, 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 ư ng s n th áp d ng xác ñ nh t l n ư c ñóng b ăng
B n 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 ñ nh t l n ư c
b c và tôm th . ñóng b ăng và nhi t ñ l nh ñông t i ưu c a
VLA là c n thi t.
M t s thu t ng
• L [kJkg -1]: n nhi t ñóng b ăng c a n ư c trong
• ωM (T) ∈ [0,1]: t l m ñóng b ăng trung bình
VLA.
theo nhi t ñ ng 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.
v t li u m.
-1 -1
• c1, c 2 [kJkg K ]: nhi t dung riêng trung bình
• Gi [kg]: kh i l ư ng m ñóng b ăng.
c a VLA vùng (I) m ñã ñóng b ăng và vùng (II) m
• Gw [kg]: kh i l ư ng m có trong v t li u.
ch ưa ñóng b ăng..
• G [kg]: kh i l ư ng 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 ñ u c a VLA.
ch ưa ñóng b ăng.
•
D = 2R [m]: ñư ng 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.
c a 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 c aVLA 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 ư ng l nh ñông.
• Bi 1R , Bi 2R , Bi 1h , Bi 2h : chu n s Bio theo
• 0
Tf [ C]: nhi t ñ ban ñ u 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 ư ng l nh
• ρ -3
[kgm ]: kh i l ư ng riêng trung bình c a VLA. ñông.
2. MÔ HÌNH TOÁN TRUY N NHI T b) Giai ño n 2: k t tinh m bên trong
L NH ĐÔNG VLA.
2.1. Các gi thi t xây d ng mô hình toán c) Giai ño n 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 k t tinh hoàn toàn, xu ng
qua 3 giai ño n, xem hình 1 nhi t ñ cu i cùng T e. Vì giai ño n 1 và giai
ño n 3 ch là nh ng bài toán truy n nhi t trong
a) Giai ño n 1: Làm l nh VLA t nhi t
m t pha, vì v y th i gian th c hi n quá trình
ñ ban ñ u T f = T VLA = const, xu ng nhi t ñ
tuân ñ nh lu t Plank, [3, 5, 6, 9, 10].
k t tinh m b m t VLA T s = T Kt = const.
Trang 84 B n quy n thu c ĐHQG.HCM
T P 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 ñ u, có các m t ñ ng nhi t ñ ng
m ñóng băng theo nhi t ñ l nh ñông c a tâm.
VLA, t ñó xác ñ nh 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 ư ng nhi t ñ , b m t VLA, b dày
là h ng s .
l p k t tinh, b m t phân pha, b n ch t VLA,
iv) H s t a nhi t c a môi tr ư ng l nh
ph ươ ng th c và môi tr ư ng th c hi n quá trình
ñông xem nh ư không ñ i: α = const .
k t tinh, … Chính vì v y, c n ph i xem xét bài
toán giai ño n 2 ñ làm rõ v n ñ ñ t ra. v) Ph ươ ng trình cân b ng nhi t t i b m t
phân pha tuân theo ñ nh lu t Leibenzon LS.
- Các gi thi t ñ t ra c n nghiên c u nh ư
sau: - Bài toán ñ t ra ñây là ph i xây d ng
hàm:
i) VLA nghiên c u là th c ph m th y h i
s n nhóm giáp xác là tôm sú
ii) VLA c t ñ u, c t ñuôi ñư c xem là v t
li u r n ñ ng nh t g n ñúng v i hình tr có
kích th ư c 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
B n 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, ñ ng nh t có các m t ñ ng nhi t là
v t th r n b t k ỳ mô t d ng t ng quát: các m t tr ñ ng tâm. Do ñó ph ươ ng trình (2)
∂t → q ñư c vi t nh ư sau:
+w gradt =v + a ∇ 2 t (2)
∂τc ρ
p ∂t ∂2 t 1 ∂ t ∂ 2 t
=a + + (3)
∂τ2 ∂ 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) ñư c 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 ñi u ki n ñơ n tr ñ gi i bài toán ( 4) và ( 5):
a) Đi u ki n ñ u: 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) Đi u ki n biên: 1 =−(t (R,z, τ ) − T ) ; 2 = 0 (9)
∂ λ 1 ef ∂
r r= R 1 r r= 0
Trang 86 B n quy n thu c ĐHQG.HCM
T P 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
V i: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) T i 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
M t 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
M t 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 ư ng nhi t trao tinh m vùng (I); dQ 2 [kJ]: l ư ng nhi t t vùng
ñ i c n l y ra khi làm l nh ñông VLA; (II) truy n qua vùng (I) trao ñ i v i môi tr ư ng
dQ 1 [kJ]: l ư ng nhi t c n l y ra khi làm k t l nh 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 ñư c:
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 ñ nh xác 2.3. Gi i mô hình toán
ñ nh t l n ư c 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 ño n 1 trong STH. pháp phân ly bi n s Fourier, các h ng s tích
phân ñư c xác ñ nh t ñi u ki n biên, qua bi n
ñ i s ñư c nghi m nh ư sau:
B n 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
V i : An ; A m ;
µ2 µ + 2 µ [µ +sin µ cos µ ] η R2 h 2
nJ 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 ñ c 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 ñ c 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 ñư c công th c nghi m
trên, tìm các h s tích phân b ng các ñi u 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
V i: Ap ; A q ;
µ2 µ + 2 µ µ +sin µ cos µ η R2 h 2
pJ 0 ( p ) J 1 ( p ) q q q 2
Trang 88 B n quy n thu c ĐHQG.HCM
T P 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 ñ c 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 ñ c 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 ñ nh t l n ư c
vùng (I), (II)) : theo Luikov A.V . et al. (1961) ñóng b ăng
ñư c xác ñ nh 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 ñư c:
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 ñ nh ñư c t l n ư c ñóng b ăng trung bình c a
m bên trong VLA theo th tích:
B n quy n thu c ĐHQG-HCM Trang 89
Science & Technology Development, Vol 13, No.K5- 2010
∞ ∞ µ ηR 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 µR 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( − ) η3 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( − ) η3 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 ñ nh t l n ư c ñóng b ăng b ng th c
nghi m thì ph i s d ng ph ươ ng pháp gián
l nh ñông trung bình c a VLA là m t hàm th i
ti p, xác ñ nh 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 ñ nh t l n ư c
2.5.. Xác ñ nh t l n ư c ñóng b ăng b ng
ñóng b ăng [13, 14]:
th c nghi m
Nư c 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 ñ t nóng ñi n tr , T d = T 1 =
τ
c W+ c( 1 − W ) T2 = T 3 t i th i ñi m 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 ñi m 2, xem hình 3 .
φ = − -1 -1 3. D NG 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
V i: 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 ư c T [ C]; c nd = 2090 +
7.79T, [Jkg -1K-1]: nhi t dung riêng c a n ư c ñá D ng c và thi t b xác ñ nh t l n ư c
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 ư ng, cân ñi n t
-1 -1
c a VLA; c [Jkg K ]: nhi t dung riêng c a (Satoriusbasic Type BA310S), có thang ño (0 ÷
VLA, xác ñ nh b ng th c nghi m, [1], U [V]: 350)g, sai s c a cân kh i l ư ng cho phép ±
ñi n áp vôn k , I [A]: dòng ñi n âm pe k , τ = 0.1g = ± 0.0001 kg.
Trang 90 B n quy n thu c ĐHQG.HCM
T P CHÍ PHÁT TRI N KH&CN, T P 13, S K5 - 2010
2. D ng c ño nhi t ñ : dùng các b c m Hai ñi n tr d ng t m lá dùng ñ ñ t
bi n hi n th ño nhi t ñ (Dual Digital nóng cung c p nhi t l ư ng cho quá trình ño.
Thermometer), có thang ño (-50 ÷ 70) 0C, sai s M t bi n tr thay ñ i ñi n áp r ơi trên
nhi t ñ cho phép ± 0.05 0C. hai ñi n tr ñ t nóng.
3. H th ng STH DS-3 có giai ño n l nh M t Volt k ño ñi n áp r ơi trên hai ñi n
ñông ngay trong bu ng th ăng hoa, nhi t ñ tr c p nhi t, có thang ño (0 ÷ 110)V, sai s
l nh ñông (-50 ÷ -45), xem hình 4 . c a Volt k cho phép ± 1V. M t Ampere k ño
4. Ngoài ra, còn có các d ng c và thi t b dòng ñi n qua hai ñi n tr ñ t 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 ñ ng h ño th i gian, sai s cho
infrared thermometer: -55 0C ÷ 180 0C) và ba b phép ± 0.001s
c m 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 ñi n c a thi t b xác ñ nh nhi t dung
ñông (-50 ÷ - 45) 0C
riêng VLA
3.2. V t li u nghiên c u Đ tính toán ph ươ ng trình (40) công c
Đ i t ư ng nghiên c u là tôm sú, có s d ng là ph ươ ng pháp s , ñ ng 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. v t lý c a tôm sú dùng trong tính toán mô hình
B n quy n thu c ĐHQG-HCM Trang 91
Science & Technology Development, Vol 13, No.K5- 2010
truy n nhi t – l nh ñông, xác ñ nh t l nư c kh o [8, 9], xem b ng 1 .
ñóng b ăng tham
B ng 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
