KỸ THUẬT NHIỆT - PHẦN 6

CÁC DẠNG TRAO ĐỔI NHIỆT CƠ BẢN Dẫn nhiệt: là quá trình trao đổi nhiệt giữa các phần của vật hay giữa các vật có nhiệt độ khác nhau khi chúng tiếp xúc với nhau. Đối lưu: là quá trình trao đổi nhiệt nhờ sự chuyển động của chất lỏng hoặc chất khí giữa những vùng có nhiệt độ khác nhau.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
KỸ THUẬT NHIỆT - PHẦN 6Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt-Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 PHẦN THỨ HAI TRUYỀN NHIỆT Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt-Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 CÁC DẠNG TRAO ĐỔI NHIỆT CƠ BẢN Dẫn nhiệt: là quá trình trao đổi nhiệt giữa các phần của vật hay giữa các vật có nhiệt độ khác nhau khi chúng tiếp xúc với nhau. Đối lưu: là quá trình trao đổi nhiệt nhờ sự chuyển động của chất lỏng hoặc chất khí giữa những vùng có nhiệt độ khác nhau. Bức xạ: Là quá trình trao đổi nhiệt được thực hiện bằng sóng điện từTrường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt-Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 TRAO ĐỔI NHIỆT ĐỐI LƯU Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt-Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 TRAO ĐỔI NHIỆT ĐỐI LƯU Là quá trình trao đổi nhiệt nhờ sự chuyển động (vĩ mô) của chất lỏng hoặc chất khí giữa những vùng có nhiệt độ khác nhau. Trao đổi nhiệt đối lưu luôn kèm theo dẫn nhiệt (nhưng không đáng kể) vì luôn có sự tiếp xúc giữa các phần tử có nhiệt độ khác nhau. Toả nhiệt đối lưu: là quá trình trao đổi nhiệt đối lưu giữa bề mặt vật rắn với chất lỏng hoặc chất khí chuyển động. Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt-Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 NHỮNG NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG Những nhân tố ảnh hưởng đến chuyển động của chất lỏng hoặc chất khí đều ảnh hưởng đến quá trình trao đổi nhiệt đối lưu. Nguyên nhân gây ra chuyển động- Chuyển động tự nhiên do chênh lệch mật độ. Lực nâng P = g∆.- Chuyển động cưỡng bức do tác dụng của ngoại lực (bơm, quạt…). Trong chuyển động cưỡng bức luôn kèm theo chuyển động tự nhiên. Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt-Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 NHỮNG NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG Chế độ chuyển động (phụ thuộc vào Re = l/ -  [m/s]; l [m]; độ nhớt động học  [m2/s])- Chảy tầng (Re < 2300): quỹ đạo chuyển động của các phần tử song song với nhau.- Chảy rối (Re > 2300): quỹ đạo chuyển động của các phần tử không theo quy luật nào.Trong dòng chảy rối, luôn tồn tại lớp đệm (biên) chảy tầng ở sát bề mặt vách rắn do ma sát giữa chất lỏng với nhau và với vách chất rắn. Chiều dày lớp đệm tầng phụ thuộc vào tốc độ chuyển động và độ nhớt của chất lỏng. Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt-Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 NHỮNG NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG Tính chất vật lý của chất lỏng hay chất khí: , C, , a, độ nhớt động học  [m2/s], độ nhớt động lực học  [Ns/m2], hệ số giãn nở thể tích  [1/K]. Ta có quan hệ  =   Hình dạng, kích thước, vị trí bề mặt trao đổi nhiệt Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt-Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 HỆ PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN Phương trình năng lượng (cân bằng năng lượng); Phương trình chuyển động (phương trình động lượng - cân bằng lực); Phương trình liên tục (cân bằng chất); Phương trình trao đổi nhiệt. Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt-Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 ĐIỀU KIỆN ĐƠN TRỊ Điều kiện thời gian: đặc trưng cho đặc tính của quá trình theo thời gian; Điều kiện hình học: đặc trưng cho hình dạng kích thước bề mặt trao đổi nhiệt đối lưu; Điều kiện vật lý: đặc trưng cho tính chất vật lý của môi trường trong đó xảy ra quá trình trao đổi nhiệt đối lưu; Điều kiện biên (loại 3) đặc trưng cho đặc tính của quá trình trao đổi nhiệt xảy ra trên bề mặt vật thể. Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt-Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 CÔNG THỨC NEWTON Để xác định lượng nhiệt trao đổi giữa bề mặt vách chất lỏng hay chất khí: [W/m2] q = (tw – tf) Q = qF = F(tw – tf) [W]- q, Q là mật độ dòng nhiệt và dòng nhiệt- F là diện tích bề mặt trao đổi nhiệt [m2]- tw, tf là nhiệt độ bề mặt vách và chất lỏng ở xa bề mặt vách [oC]-  là hệ số trao đổi (toả) nhiệt đối lưu [W/m2K] Trường ĐHBK Hà nội - Viện KH&CN Nhiệt-Lạnh - Bộ môn Kỹ thuật nhiệt Đ/c: Phòng 201 nhà C7 ĐHBK Hà nội ĐT: (04) 8.692.333 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH   = f (, C, , , , tw, tf, , kích thước…) Phương pháp giải tích: viết hệ phương trình vi phân và giải cùng với các điều kiện đơn trị. Phươn ...