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

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH TRUYỀN NHIỆT CỦA
THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT DẠNG VỎ BỌC ỐNG
XOẮN BẰNG PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG SỐ

GVHD: TS. TRẦN THANH TÌNH
SVTH

MSSV

THÁI NGỌC ĐÔ TỶ

20147088

NGUYỄN MINH NHẬT

20147305

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2024

LỜI CẢM ƠN
Suốt 4 năm học vừa qua, kể từ những ngày đầu bước chân vào giảng đường Đại học
Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, chúng em đã học hỏi và tiếp thu rất nhiều kiến
thức, rèn luyện được nhiều kỹ năng, đặc biệt là các kiến thức chuyên ngành được truyền
đạt từ các giảng viên của trường.
Nhóm chúng em xin gửi đến Quý Thầy Cô trong Bộ môn Công Nghệ Kỹ Thuật Nhiệt
- Điện Lạnh nói riêng và Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh nói
chung lời cảm ơn chân thành. Đặc biệt, nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất
đến Thầy TS. Trần Thanh Tình - người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ nhóm chúng em
trong suốt quá trình thực hiện đề tài khóa luận tốt nghiệp này. Thầy đã trực tiếp hướng dẫn,
chỉ dạy chúng em rất tận tình cũng như bổ sung cho chúng em lượng kiến thức chuyên
ngành mà chúng em còn yếu.
Vì kiến thức của nhóm chúng em còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện đề tài khóa
luận tốt nghiệp sẽ không tránh khỏi những sai sót nhất định, kính mong nhận được những
ý kiến đóng góp từ Quý Thầy Cô trong Bộ môn.
Một lần nữa, nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn và xin kính chúc Quý Thầy Cô
có nhiều sức khỏe và đạt được nhiều thành công hơn nữa. Kính chúc Bộ môn Công Nghệ
Kỹ Thuật Nhiệt - Điện Lạnh của Khoa Cơ Khí Động Lực - Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ
Thuật Thành phố Hồ Chí Minh sẽ luôn mãi là niềm tin, nền tảng vững chắc cho nhiều thế
hệ sinh viên trên con đường chinh phục tri thức của ngành Công Nghệ Kỹ thuật Nhiệt.
Chúng em xin chân thành cảm ơn !

I

TÓM TẮT
Đề tài được thực hiện trong đồ án tốt nghiệp này là “Nghiên cứu đặc tính truyền nhiệt
của thiết bị trao đổi nhiệt dạng vỏ bọc ống xoắn bằng phương pháp mô phỏng số”. Nội
dung của đồ án bao gồm 6 chương: Tổng quan, Cơ sở lý thuyết, Phương pháp mô phỏng
CFD, Xây dựng mô hình và mô phỏng, Kết quả mô phỏng, Kết luận và kiến nghị.
Bài nghiên cứu này thực hiện khảo sát về khả năng trao đổi nhiệt của TBTĐN dạng vỏ
bọc ống xoắn với kích thước hình học và thông số đầu vào theo một bài báo khoa học nước
ngoài thiết bị sử dụng nước làm lưu chất đi trong cả hai phía vỏ và ống xoắn dạng lưu
động là lưu động phức tạp. Quá trình mô phỏng được thự
...

...
g, trục Y chọn vận tốc hoặc nhiệt độ cần biểu diễn.
Phụ lục 2: Hướng dẫn các bước thiết lập mô phỏng
81

Bước 1. Kích hoạt gia tốc trọng trường
General→ Gravity→ Y (m/s2) = -9.81

Hình 1. Thiết lập gia tốc trọng trường
Bước 2. Kích hoạt phương trình năng lượng
Models→ Energy→Edit...

Hình 2. Thiết lập phương trình năng lượng

82

Bước 3. Mô hình chảy tầng
Models→ Viscous→Laminar

Hình 3. Thiết lập mô hình chảy tầng
Bước 4. Cài đặt thông số cho vật liệu
Thiết lập lưu chất được sử dụng là nước trạng thái lỏng, và tạo mới vật liệu làm ống
là Copper với thông số có sẵn bằng cách nhấp đúp vào mục Materials.

Hình 5. Cài đặt thông số cho vật liệu
Bước 5. Gán các giá trị lưu chất và vật liệu cho mô hình vỏ bọc ống xoắn

83

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 6. Gán các giá trị cho lưu chất và vật liệu
Bước 6. Nhấp chọn Boundary conditions để gán các giá trị biên cho ống và các giá trị
như nhiệt độ, lưu lượng, vận tốc,… đầu vào cho mô hình
Để thiết lập các thông số đầu vào như vận tốc, 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 7. Gán giá trị đầu vào cho lưu chất
Bước 7. Thiết lập tiêu chí đánh giá hội tụ Residuals
Để thiết lập tiêu chí đánh giá hội tụ vào mục Monitor chọn Residual và cài đặt các
thông số như trong hình. Mục đích của việc này nhằm giúp trong quá trình chạy mô phỏng

84

khi các thông số xuống mức bằng với mức thiết lập sẽ dừng lại trong khi chưa chạy hết số
vòng lặp đã cài đặt.

Hình 8. Thiết lập Residuals
Bước 8. Khởi tạo lại chương trình
Khởi tạo lại chương trình chúng ta sẽ vào mục Initialization và chọn Initialize, mục
đích khởi tạo để xóa hết những dữ liệu cũ tránh việc những dữ liệu cũ trước đó sẽ ghi đè
lên dữ liệu mới làm sai lệch kết quả.

Hình 9. Khởi tạo lại chương trình
Bước 9. Thiết lập số vòng lặp khi mô phỏng
Sau khi đã thiết lập các thông số trên chúng ta tiến hành vào mục Run Calculation và
đặt số vòng lặp ở ô Number of Iterations, đối với số vòng lặp tùy thuộc vào thiết bị của bạn
85

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 10. Thiết lập số vòng lặp

86