Bài giảng Truyền nhiệt: Trao đổi nhiệt đối lưu không biến đổi pha - Trần Nam Dương và Ngô Quang Nguyên

Bài giảng Truyền nhiệt: Trao đổi nhiệt đối lưu không biến đổi pha, cung cấp những kiến thức như trao đổi nhiệt đối lưu tự nhiên trong không gian vô hạn; trao đổi nhiệt đối lưu tự nhiên trong không gian hữu hạn; Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức khi chất lỏng/khí chảy trong đường ống; Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức khi chất lỏng/khí chảy ngang qua 1 đường ống;...Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Truyền nhiệt: Trao đổi nhiệt đối lưu không biến đổi pha - Trần Nam Dương và Ngô Quang NguyênTruyền nhiệtTrao đổi nhiệt đối lưu không biến đổi pha Trần Nam Dương – Ngô Quang NguyênNỘI DUNGTrao đổi nhiệt đối lưu tự nhiên Trao đổi nhiệt đối lưu tự nhiên trong không gian vô hạn Trao đổi nhiệt đối lưu tự nhiên trong không gian hữu hạnTrao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức khi chất lỏng/khí chảy trong đường ống Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức khi chất lỏng/khí chảy ngang qua 1 đường ống Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức khi chất lỏng/khí chảy ngang qua chùm ống PHẦN 2: ĐỐI LƯU CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ QUÁ TRÌNH ĐỐI LƯUThế nào là đối lưu ? Trao đổi nhiệt đối lưu là quá trình trao đổi nhiệt được thực hiện nhờ sự chuyển động của chất lỏng hay chất khí giữa các vùng có nhiệt độ khác nhauNHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TRAO ĐỔI NHIỆT ĐỐI LƯU Chuyển động tự nhiên: gây ra bởi độ chênh mật độ của chất lỏng Nguyên nhân gây ra chuyển động Chuyển động cưỡng bức: bơm, quạt Chảy tầng: Re < 2300 Chế độ chuyển động Chảy rối: Re > 2300 Khối lượng riêng (mật độ) Nhiệt dung riêng Tính chất vật lý của chất lỏng hay chất khí Hệ số dẫn nhiệt Độ nhớt động học Tấm phẳng, ống, … Hình dáng, kích thước, vị trí bề mặt trao đổi nhiệt Trên bề mặt đặt đứng, trên bề mặt nằm ngang, trong đường ống, ngoài đường ống,…CÔNG THỨC NEWTON ? = ?. (? ? − ? ? ) ? = ?? = ?. ? ? − ? ? . ? Trong đó q - Mật độ dòng nhiệt (W/m2) Q - Dòng nhiệt (W) tw - Nhiệt độ bề mặt vách (oC) tf - Nhiệt độ chất lỏng ở xa bề mặt vách (oC) α - Hệ số tỏa nhiệt (W/m2K) Đặc trưng cho quá trình cho quá trình trao đổi nhiệt đối lưu là hệ số α α = f(λ, c, ρ, v, a, β, ω, t w , t f , kích thước) Xác định được alpha rất quan trọng nhưng cũng rất khó CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TỎA NHIỆTPhương pháp giải tích - Chính xác, có tính tổng quát - Khó thực hiện do biến đổi giải tích phức tạp - Chỉ có thể áp dụng cho những bài toán đơn giản - Lời giải khó triển khai trong thực tế tính toán kỹ thuật - Tiêu tốn thời gian trong việc tìm lời giải, tính toán kỹ thuậtPhương pháp thực nghiệm Bài toán đơn giản, nhỏ gọn Có thể thực hiện ngay trong phòng thí nghiệm Bài toán thực tế phức tạp, vật thí nghiệm lớn, kinh phí đắt đỏ Phương pháp đồng dạng đồng dạng Hiện tượng vật lý 1 Hiện tượng vật lý 2 Cùng bản chất vật lý và cùng thỏa mãn những tiêu chuẩn đồng dạng TIÊU CHUẨN ĐỒNG DẠNG Một số tổ hợp tiêu chuẩn đồng dạng thường gặp Trong đó α: Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu [W/m²K] ?. ? λ: Hệ số dẫn nhiệt của lưu chất [W/mK] Tiêu chuẩn Nusselt ?? = (Đặc trưng cho cường độ trao đổi nhiệt đối lưu) ? ω: Tốc độ của lưu chất [m/s] v : Độ nhớt động học [m²/s] ?. ? Tiêu chuẩn Reynold ?? = (Đặc trưng cho chế độ chảy của chất lỏng hay khí) ? a: Hệ số dẫn nhiệt độ [m²/s] g: Gia tốc trọng trường [m/s²] ? β: Hệ số giãn nở vì nhiệt [1/K] Tiêu chuẩn Prandt ?? =(Đặc trưng cho quan hệ giữa trường độ nhớt và trường nhiệt độ) ? Khí lý tưởng: B = 1/T Khí thực: Tra bảng ...