TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:
MÔ PHỎNG SỐ THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT
DẠNG VỎ BỌC CHÙM ỐNG

Sinh viên thực hiện

MSSV

Nguyễn Hữu Min

: 18147207

Lê Anh Khoa

: 18147198

Giảng viên hướng dẫn

: TS. Trần Thanh Tình

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2022

1

LỜI CẢM ƠN
Đã 4 năm trôi qua, kể từ khi chúng em bước chân vào giảng đường Đại học Sư Phạm
Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, chúng em đã được tiếp thu rất nhiều về kiến thức chuyên
ngành, cũng như là các kĩ năng mềm, được học hỏi rất nhiều qua sự nhiệt tình và đầy tâm
huyết của các giảng viên Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật.
Vì vậy, chúng em xin dành lời cảm ơn sâu sắc đến quý thầy cô đang thực hiện công tác
giảng dạy tại trường và đặc biệt là các thầy cô trong bộ môn Công nghê ̣ Kĩ thuật Nhiê ̣t –
Điê ̣n lạnh, khoa Cơ khí Động. Những gì mà chúng em học được sẽ là hành trang quý báu để
chúng em gặt hái được những thành công sau khi ra trường.
Tiếp đến, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Trần Thanh Tình, thầy đã
định hướng đề tài, trực tiếp hướng dẫn, chỉ dạy chúng rấ t tận tình cũng như bổ sung cho
chúng em lượng kiến thức chuyên ngành mà chúng em còn yếu. Người không ngần ngại bỏ
thời gian và công sức để giải đáp, đưa ra những giải pháp để chúng em có thể tiếp tục hoàn
thành đồ án tốt nghiê ̣p.
Kiến thức là vô hạn mà sự tiếp thu của mỗi con người là có hạn, cho nên trong quá trình
thực hiện đề tài tốt nghiệp sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em rấ t mong được sự
chỉ bảo, góp ý tận tình từ các quý thầy cô.
Cuối cùng, chúng em xin chúc các quý thầy cô nhiều sức khoẻ, hạnh phúc và thành
công trên con đường giảng dạy.
Chúng em xin chân thành cảm ơn !

i

TÓM TẮT
Đề tài được thực hiện trong luận án tốt nghiệp là “Mô phỏng số thiết bị trao đổi nhiệt
dạng vỏ bọc chùm ống”. Nội dung của bài luận án gồm 6 phần: Tổng quan, Cơ sở lý thuyết,
Phương pháp mô phỏng CFD, Xây dựng mô hình và mô phỏng, Kết quả mô phỏng, Kết luận.
Nghiên cứu này thực hiện khảo sát sự trao đổi nhiệt trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng
ống vỏ bọc chùm ống. Phương pháp mô phỏng số được sử dụng cho thiết bị đổi nhiệt để mô
phỏng sự trao đổi nhiệt giữa dòng chảy lạnh chảy trong bó ống và dòng chảy nóng chảy
ngoài bó ống với cùng một vận tốc ban đầu là 1m/s. Sau đó thay đổi tăng dần vận tốc, thay
đổi số lượng tấm chắn và giảm độ hở của tấm chắn để khảo sát sự tăng giảm của hệ số trao
đổi nhiệt và hiệu suất truyền nhiệt của thi
...

...
qua đập tràn”, Tạp Chí Khoa Học Kỹ Thuật Thủy Lợi Và Môi Trường - Số 43, pp.
27-34, 2013.

102

PHỤ LỤC: CÀI ĐẶT THÔNG SỐ VẬT LÍ CHO MÔ PHỎNG
Bước 1: Kích hoạt phương trình năng lượng
Models → Energy → Edit...

Hình P1. Thiết lập phương trình năng lượng
Bước 2: Mô hình rối
Models → Viscous → Edit...
- Chọn k-epsilon (2eqn) trong Model
- Chọn standard trong k-epsilon Model
- Chọn Scalable trong near wall treatment

103

Hình P2. Thiết lập mô hình rối
Bước 3: Cài đặt thông số cho vật liệu
Thông số của vật liệu được lấy mặc định theo fluent được thể hiện theo các bảng bên
dưới.
 Đối với nước:
Material → Creat/edit → Fluent database → Materia type (fluid) → Fluent fluid material
(water-liquid) → Copy.

104

Hình P3. Cài đặt lưu chất trong ống
 Vật liệu đồng:
Material → Creat/edit → Fluent database → Materia type (solid) → Fluent Solid material
(copper) → Copy.

Hình P4. Cài đặt vật liệu cho vỏ thiết bị

105

Bước 4: Gán vật liệu cho các vùng làm việc
Tiến hành gán lưu chất di chuyển trong ống và vật liệu của ống trong mục Cell Zone
Conditions, thay đổi mục Material Name về đúng với vật liệu mà ta đã thiết lập trước đó.

Hình P5. Gán các giá trị cho lưu chất và vật liệu
Bước 5: Đặt các điều kiện biên
Để thiết lập các thông số đầu vào như vận tốc và nhiệt độ cần vào mục Boundary
Condition nhập thông số vận tốc vào ô Velocity Magnitude và nhập giá trị nhiệt độ ở mục
Thermal.

Hình P6. Gán giá trị đầu vào cho lưu chất

106

Bảng P1. Điều kiện biên cho hot inlet
STT

Thông số

Giá trị

1

Velocity Magnitude

1 m/s

2

Specification

3

Temperature

Chọn Intensity and
Hydraulic Diameter
450 K

Bảng P2. Điều kiện biên cho cold inlet
STT

Thông số

Giá trị

1

Velocity Magnitude

1 m/s

2

Specification

3

Temperature

Chọn tub Intensity and
Hygraulic Diameter
300 K

Bước 6: Khởi tạo giá trị ban đầu
Để khởi tạo lại giá trị ban đầu, chúng ta sẽ vào mục Initialization và chọn Initialize.

Hình P7. Khởi tạo lại giá trị ban đầu
Bước 7: Thiết lập số vòng lặp khi mô phỏng

107

Sau khi đã thiết lập các thông số trên chúng ta tiến hành vào mục Run Calculation và cài
đặt số vòng lặp ở ô Number of Iterations, đối với số vòng lặp tùy thuộc vào thiết bị của bạn
có đủ mạnh để chạy được số vòng lặp lớn không mà cân nhắc, khi số vòng lặp chạy đến một
số nào đó thì lúc này lưới sẽ bắt đầu hội tụ, việc thiết lập số vòng lặp tránh việc mô hình của
chúng ta chưa hội tụ mà chương trình đã dừng do số vòng lặp quá ngắn.

Hình P8. Thiết lập số vòng lặp

108