Bài giảng Kỹ thuật nhiệt: Chương 5 - TS. Lê Xuân Tuấn

Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chương 5: Dẫn nhiệt, cung cấp cho người học những kiến thức như những khái niệm cơ bản; phương trình vi phân dẫn nhiệt; dẫn nhiệt ổn định khi không có nguồn nhiệt trong;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật nhiệt: Chương 5 - TS. Lê Xuân Tuấn Phần 2. Truyền nhiệt 1 - Truyền nhiệt: làm thế nào để thực hiện ”nguyên lý” nhiệt động. - Nghiên cứu các dạng và các quy luật trao đổi nhiệt giữa các vật thể có nhiệt độ khác nhau. - Xác định lượng nhiệt trao đổi giữa các vật và sự phân bố nhiệt độ trong vật. - Dựa vào các quy luật trao đổi nhiệt có thể tăng cường hoặc hạn chế sự trao đổi nhiệt giữa các vật.1 Chương 5. Dẫn nhiệt 2 5.1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 5.1.1. 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.2 1 5.1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 3 5.1.1. Dẫn nhiệt (Tiếp theo) - Muốn quá trình dẫn nhiệt xảy ra thì các vật phải có độ chênh nhiệt độ và phải tiếp xúc với nhau. - Quá trình dẫn nhiệt có thể xảy ra trong vật rắn, chất lỏng và chất khí. + Vật rắn: dẫn nhiệt; + Chất lỏng: dẫn nhiệt, trao đổi nhiệt bằng đối lưu hay bức xạ.3 5.1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 4 5.1.2. Trường nhiệt độ - Tập hợp các gía trị nhiệt độ của các điểm khác nhau trong không gian khảo sát tại một thời điểm nào đó.4 2 5.1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 5 5.1.2. Trường nhiệt độ (Tiếp theo) Nhiệt độ phụ thuộc vào không gian và thời gian F F Không gian Thời gian F F F F F Một Hai Ba Không Ổn chiều chiều chiều ổn định định5 5.1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 6 5.1.3. Mặt đẳng nhiệt - Bề mặt chứa tất cả các điểm có cùng giá trị nhiệt độ tại một thời điểm.6 3 5.1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 7 5.1.4. Građian nhiệt độ - Là đại lượng véc tơ có phương vuông góc với các mặt đẳng nhiệt, chiều dương là chiều tăng nhiệt độ.7 5.1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 8 5.1.5. Dòng nhiệt và mật độ dòng nhiệt - Mật độ dòng nhiệt là lượng nhiệt truyền qua một đơn vị diện tích bề mặt đẳng nhiệt vuông góc với hướng truyền nhiệt trong một đơn vị thời gian. Ký hiệu: q (W/m2) - Dòng nhiệt là lượng nhiệt truyền qua toàn bộ diện tích bề mặt đẳng nhiệt trong một đơn vị thời gian. Ký hiệu: Q (W) - Dòng nhiệt ứng với diện tích F: Q = q.F8 4 5.1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 9 5.1.6. Định luật Fourier về dẫn nhiệt - Mật độ dòng nhiệt tỷ lệ với gradian nhiệt độ: ? q = -?gradt = - λ ?# - Mật độ dòng nhiệt là một đại lượng véc tơ có phương trùng với phương gradt, chiều dương là chiều giảm nhiệt độ (nhiệt được truyền từ nơi có nhiệt độ cao tới nơi có nhiệt độ thấp). Chiều của gradt là chiều tăng nhiệt độ nên q và gradt ngược dấu. ? : Hệ số tỷ lệ9 5.1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 10 5.1.7. Hệ số dẫn nhiệt - Mật độ dòng nhiệt tỷ lệ với gradian nhiệt độ: $ ?=- ? ?# - Lượng nhiệt truyền qua một đơn vị diện tích bề mặt trong một đơn vị thời gian. Khi gradt = 1 thì ? đặc trưng cho khả năng dẫn nhiệt của vật liệu. ? = f(bản chất vật lý, t, r, độ ẩm, hướng …) ? = ?0(1+?t) ?0=?(t=0oC) ?: Hệ số thực nghiệm10 5 5.1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 11 5.1.7. Hệ số dẫn nhiệt (Tiếp theo) ? > 0: nhiệt độ tăng → ? tăng → Vật liệu: Khí, rắn, phi kim loại ? < 0: nhiệt độ giảm → ? giảm → Vật liệu: Lỏng trừ H2O và glyxerin ? < 0,2 W/m.K: Vật liệu cách nhiệt ?ran > ?long > ?khi Muốn dẫn nhiệt tốt dùng mô ...