Bài giảng Quá trình và thiết bị CNTP 2: Nhiệt bức xạ

Bài giảng "Quá trình và thiết bị CNTP 2: Nhiệt bức xạ" được biên soạn với các nội dung chính sau đây: Khái niệm trao đổi nhiệt bức xạ; Bức xạ và hấp thụ nhiệt của vật thể; Các khái niệm cơ bản. Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Quá trình và thiết bị CNTP 2: Nhiệt bức xạ NỘI DUNG 1. Các kiến thức truyền nhiệt cơ bản 2. Dẫn nhiệt 3. Nhiệt đối lưu 4. Nhiệt bức xạ 5. Truyền nhiệt NỘI DUNG 1. Khái niệm trao đổi nhiệt bức xạ 2. Bức xạ và hấp thụ nhiệt của vật thể 3. Các khái niệm cơ bản NHIỆT BỨC XẠ Bức xạ Bức xạ NHIỆT BỨC XẠ Truyền nhiệt bức xạ là quá trình truyền nhiệt bằng sóng điện từ. Tại đó, nhiệt năng biến đổi thành các hạt bức xạ truyền đi theo phương thức sóng điện từ 300oC Các tia bức xạ đều có hiệu ứng nhiệt??? 0,4 μm 400 μm Đun nóng thức ăn trong lò vi sóng có phải do truyền nhiệt bức xạ không??? NHIỆT BỨC XẠ ❖Bức xạ và hấp thụ nhiệt của vật thể ➢ Mọi vật bất kỳ có t > 0oK → bức xạ năng lượng ➢ Tia hồng ngoại và ánh sáng trắng (λ = 0,4 ÷ 400 μm) ➢ Quá trình trao đổi nhiệt bức xạ gồm 2 giai đoạn • Biến đổi nội năng thành sóng điện từ (vật phát) • Biến đổi sóng điện từ thành nhiệt năng (vật thu) CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN Vật trắng tuyệt đối: phản xạ hoàn toàn Vật đen tuyệt đối: Vật trong tuyệt đối: hấp thụ hoàn xuyên qua hoàn toàn toàn ➢ Vật xám: hấp thụ 1 phần và phản xạ 1 phần ➢ Bán trong suốt: Hấp thụ, phản xạ và khúc xạ 1 phần CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN ➢ Năng suất bức xạ (E) là dòng nhiệt bức xạ phát ra trên một đơn vị diện tích bề mặt bức xạ dQ E= dòng bức xạ dF ➢ Khả năng bức xạ bằng tổng của bức xạ riêng (E) và bức xạ phản xạ (ER) EHD = ER + E ➢ Bức xạ hiệu quả là lượng nhiệt vật trao đổi với môi trường xung quanh tính trên một đơn vị bề mặt E 1  EHD =  q  − 1 A A  NỘI DUNG 1. Định luật Stephan- Bozman 2. Định luật Planck 3. Định luật Kierchoff CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN VỀ BỨC XẠ NHIỆT ❖Định luật Stephan- Bozman hằng số bức xạ của vật đen tuyệt đối Vật đen tuyệt đối E0 = K0.T4 4 4 Vật xám  T   T  E =  E0 =  C0   =C   100   100  độ đen của vật Hệ số bức xạ của vật xám W C0 = K0 . 108 = 5,7 m2 K 4 CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN VỀ BỨC XẠ NHIỆT ❖Định luật Planck C1. −5 E0  = C2 e T −1 C1, C2 – hằng số Planck thứ nhất và thứ 2 C1 = 0,374 × 10-15 W.m2 C2 = 1,4388.10-12 m.oK CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN VỀ BỨC XẠ NHIỆT ❖Định luật Kierchoff q = E1 − A1.E0 E1  = E0 A0 A= NỘI DUNG Bức xạ nhiệt giữa 2 vật rắn đặt song song nhau Bức xạ nhiệt giữa 2 vật rắn bao trùm nhau Bức xạ nhiệt giữa 2 vật rắn đặt bất kỳ trong không gian BỨC XẠ NHIỆT GIỮA 2 VẬT THỂ RẮN ❖Bức xạ nhiệt giữa 2 vật rắn đặt song song nhau   T1   T2   4 4 q1− 2 = C1− 2    −     100  100     C1-2 – hệ số bức xạ chung C0 C1− 2 = 1 1 + −1 A1 A2 A1, A2 – hệ số hấp thụ của vật thể BỨC XẠ NHIỆT GIỮA 2 VẬT THỂ RẮN ❖Bức xạ nhiệt giữa 2 vật thể rắn bao trùm nhau   T1  4  T2  4  q1− 2 = C1− 2    −     100  100     Trong đó: C0 C1− 2 = F1 – bề mặt vật bị bao bọc 1 F1  1  +  − 1 F2 – bề mặt vật bao bọc A1 F2  A2  BỨC XẠ NHIỆT GIỮA 2 VẬT THỂ RẮN ❖Đặt bất kì trong không gian   T1  4  T2  4  Q1− 2 = C1− 2    −   .1− 2  100  100     Trong đó: A1. A2 C1− 2 =  .C0 cos 1 cos 2 1− 2 = dF1d F 2 F1 F2 r BỨC XẠ NHIỆT CỦA CÁC CHẤT KHÍ 2 Năng lượng bức xạ của chất khí  T  Q =  K .C0 .    100  Trao đổi nhiệt giữa   TK  4  T1   4 Q = 1C0  K  '  − AK    khí và tường lò   100   100    = 0,5 ( 1 + 1) ' 1  K =  CO +  H O −  K 2 2 AK = ACO2 + AH 2O − AK 0,65  TK  ACO2 =  C ...