Questions and Answers
Truyền nhiệt là gì?
Quá trình chuyển giao năng lượng dưới dạng dòng nhiệt.
Dòng nhiệt luôn truyền từ vùng nào đến vùng nào?
Từ vùng có nhiệt độ cao đến vùng có nhiệt độ thấp.
Gradient nhiệt độ là gì?
Đó là sự chênh lệch nhiệt độ trong một hệ thống.
Điều gì là yếu tố rất quan trọng trong nghiên cứu về sự phân bố nhiệt trong hệ?
Signup and view all the answers
Các vấn đề về dòng nhiệt và sự phân bố nhiệt độ có vai trò gì?
Signup and view all the answers
Truyền nhiệt là gì?
Signup and view all the answers
Có bao nhiêu chương trong tài liệu giảng dạy 'Truyền nhiệt'?
Signup and view all the answers
Ý nghĩa nào sau đây không phải là của quá trình truyền nhiệt?
Signup and view all the answers
Nhiệt độ là một thông số trạng thái biểu thị mức độ ____ của một vật thể.
Signup and view all the answers
Hệ số dẫn nhiệt phụ thuộc vào yếu tố nào?
Signup and view all the answers
Định luật Fourrier mô tả gì trong quá trình dẫn nhiệt?
Signup and view all the answers
Nhiệt lượng do dẫn nhiệt đưa vào phân tố được tính bằng công thức nào?
Signup and view all the answers
Nhiệt độ trong vật thể sẽ không biến thiên theo mặt phẳng đẳng nhiệt.
Signup and view all the answers
Hệ số dẫn nhiệt của không khí đứng yên khoảng bao nhiêu?
Signup and view all the answers
Mật độ dòng nhiệt là gì?
Signup and view all the answers
Hệ số dẫn nhiệt của tường được biểu thị bằng ký hiệu nào?
Signup and view all the answers
Độ dày của tường được ký hiệu là gì?
Signup and view all the answers
Công thức nào sau đây mô tả lượng nhiệt dẫn qua một lớp tường?
Signup and view all the answers
Công thức tổng quát cho lượng nhiệt dẫn qua n lớp tường là gì?
Signup and view all the answers
Định luật cấp nhiệt Newton phát biểu như thế nào?
Signup and view all the answers
Chuẩn số Nuselt (Nu) theo công thức nào?
Signup and view all the answers
Trong quá trình trao đổi nhiệt đối lưu, cực điểm là _____ chất lỏng dịch chuyển có nhiệt độ khác nhau.
Signup and view all the answers
Đối với khí đơn nguyên tử, trị số của chuẩn số Pr là bao nhiêu?
Signup and view all the answers
Phương trình tính hệ số cấp nhiệt cho lưu thể chuyển động trong ống có tiết diện hình vành khăn là gì?
Signup and view all the answers
Khi lưu thể chảy trong ống uốn cong, cường độ trao đổi nhiệt không thay đổi.
Signup and view all the answers
Khi Re = 10÷103, phương trình tính Nu cho chất lỏng là gì?
Signup and view all the answers
Trị số của chuẩn số Pr đối với khí hai nguyên tử là ____.
Signup and view all the answers
Hệ số tỏa nhiệt trong chùm ống thẳng hàng không thay đổi từ hàng ống thứ ba trở đi.
Signup and view all the answers
Khớp các loại khí với trị số chuẩn số Pr tương ứng:
Signup and view all the answers
Nhiệt độ xác định là gì?
Signup and view all the answers
Có bao nhiêu dạng nhiệt độ xác định phổ biến?
Signup and view all the answers
Kích thước xác định là gì?
Signup and view all the answers
Hệ số cấp nhiệt $eta$ có thể xác định bằng một công thức tổng quát?
Signup and view all the answers
Trong không gian vô hạn, làm nguội vật nung trong không khí là ví dụ của quá trình gì?
Signup and view all the answers
Dòng không khí nào nhận nhiệt và di chuyển lên trên?
Signup and view all the answers
Khi lớp không khí increases lên cao, vận tốc không đổi.
Signup and view all the answers
Khi chuyển sang chế độ chảy rối, chênh lệch nhiệt độ giữa tường và không khí là?
Signup and view all the answers
Hệ số cấp nhiệt trong đối lưu cưỡng bức phụ thuộc vào điều gì?
Signup and view all the answers
Trị số các hằng số vật lý trong phương trình $Nu = C.(Gr.Pr)^n$ được lấy theo đâu?
Signup and view all the answers
Chế độ chuyển động có giá trị Gr.Pr lớn hơn $10^3$ là:
Signup and view all the answers
Study Notes
Mục Lục và Nội Dung Chính
- Tài liệu có ba chương chính: Truyền nhiệt, Cô đặc, và Kỹ thuật lạnh.
- Mục lục chi tiết với các chủ đề và mục phụ cần nghiên cứu bao gồm dẫn nhiệt, đối lưu nhiệt, và bức xạ nhiệt.
Chương 1: Truyền Nhiệt
- Mục tiêu học tập bao gồm kiến thức, kỹ năng, và thái độ liên quan đến quá trình truyền nhiệt trong công nghiệp và đời sống.
1. Kiến thức
- Hiểu các khái niệm và ý nghĩa của quá trình truyền nhiệt.
- Trình bày sự khác biệt giữa dẫn nhiệt, cấp nhiệt và bức xạ nhiệt.
- Phân biệt giữa quá trình truyền nhiệt ổn định và không ổn định.
2. Kỹ năng
- Ứng dụng phương trình vi phân để tính toán lượng nhiệt dẫn qua các loại bức tường.
- Sử dụng phương trình chuẩn để tính toán lượng nhiệt cấp cho môi trường và lưu thể.
3. Thái độ
- Phát huy tinh thần học tập qua việc nghe giảng, ghi chú, và tham gia thảo luận.
- Chủ động trong việc tìm hiểu và vận dụng kiến thức vào thực tiễn.
Dẫn Nhiệt
- Nhiệt độ là một thông số trạng thái phản ánh mức độ nóng lạnh của vật thể và môi trường.
- Nhiệt độ phụ thuộc vào vị trí không gian (x, y, z) và thời gian (τ), diễn tả dưới dạng hàm số t = f(x, y, z, τ).
Tổng Quan Về Truyền Nhiệt
- Quá trình truyền nhiệt rất phức tạp và xảy ra chủ yếu qua ba phương thức: dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ.
- Các phương thức này thường xảy ra đồng thời nhưng có thể khác nhau về mức độ ảnh hưởng trong từng trường hợp cụ thể.
Tài liệu Giảng Dạy
- Tài liệu bao gồm nhiều hình ảnh minh họa giúp giải thích các nội dung và ứng dụng của truyền nhiệt.
- Tác giả mong nhận được ý kiến đóng góp từ đồng nghiệp và bạn đọc để hoàn thiện tài liệu.### Nhiệt Trường
- Nhiệt trường là tập hợp điểm có cùng nhiệt độ trong vật thể hoặc không gian tại thời điểm nhất định.
- Nhiệt trường ổn định: không thay đổi theo thời gian, chỉ thay đổi không gian.
- Nhiệt trường không ổn định: thay đổi theo cả không gian và thời gian, thường xảy ra trong quy trình tiệt trùng.
Mặt Đẳng Nhiệt
- Mặt đẳng nhiệt: tập hợp các điểm có cùng nhiệt độ tại một thời điểm.
- Các mặt đẳng nhiệt luôn song song với nhau.
- Trên mặt đẳng nhiệt không có hiện tượng dẫn nhiệt mà chỉ có sự chuyển nhiệt giữa các mặt khác.
Gradient Nhiệt Độ
- Chênh lệch nhiệt độ giữa hai mặt đẳng nhiệt gọi là Δt.
- Sự biến thiên nhiệt độ lớn nhất xảy ra theo phương pháp tuyến của mặt đẳng nhiệt.
- Gradient nhiệt độ (gradT) là vectơ chỉ phương, tỷ lệ thuận với tốc độ biến thiên nhiệt độ trên đơn vị độ dài.
Định Luật Fourier
- Nhiệt lượng dQ truyền qua bề mặt dF trong thời gian dτ tỷ lệ thuận với gradient nhiệt độ, thời gian và diện tích bề mặt.
- Áp dụng cho quá trình truyền nhiệt ổn định: (Q = -\lambda \cdot F), với (\lambda) là hệ số dẫn nhiệt.
Hệ Số Dẫn Nhiệt
- Hệ số dẫn nhiệt ((\lambda)) phụ thuộc vào cấu tạo vật liệu, nhiệt độ, áp suất.
- Các vật liệu kim loại có hệ số dẫn nhiệt lớn (10÷400 W/mđộ), trong khi chất lỏng và khí có hệ số dẫn nhiệt nhỏ hơn (0,005÷0,5 W/mđộ).
Hệ Số Dẫn Nhiệt Chất Rắn, Lỏng, Khí
- Hệ số dẫn nhiệt của chất rắn thường tăng khi nhiệt độ tăng.
- Hệ số dẫn nhiệt của chất lỏng và khí nhỏ hơn chất rắn, thường giảm khi nhiệt độ tăng nhất là trong trường hợp áp suất bình thường.
- Đối với chất lỏng không hòa tan, có hệ số dẫn nhiệt liên quan mật thiết đến nhiệt dung và khối lượng riêng.
Phương Trình Vi Phân Dẫn Nhiệt
- Các quá trình dẫn nhiệt có thể được biểu diễn bằng phương trình vi phân, dựa trên định luật bảo toàn năng lượng.
- Phương trình vi phân dẫn nhiệt cho hệ thống đồng nhất trong không gian tĩnh là: (\frac{dt}{dτ} = a \cdot Δt + q_v).
Điều Kiện Biên và Đơn Trị
- Điều kiện đơn trị xác định hình dáng, kích thước, thông số vật lý và phân bố nhiệt độ tại thời điểm ban đầu.
- Các điều kiện biên có thể bao gồm nhiệt độ bề mặt hoặc mật độ dòng nhiệt tại bề mặt.
Dẫn Nhiệt Qua Tường Phẳng
- Tường phẳng một lớp: lượng nhiệt truyền vào và ra là bằng nhau.
- Tổng nhiệt dẫn qua vách phẳng nhiều lớp được xác định bằng công thức tổng quát (Q = \frac{(t_{w1} - t_{w4}) \cdot F \cdot τ}{\sum_{i=1}^{n} \frac{δ_i}{\lambda_i}}).
- Hệ số dẫn nhiệt ((\lambda)) và chiều dày tường ((δ)) ảnh hưởng lớn đến mật độ dòng nhiệt (q_w).### Nhiệt tải và mật độ dòng nhiệt
- Nhiệt tải riêng được tính theo công thức:
- ( q = \frac{t_{w1} - t_{wn+1}}{n \sum_{i=1}^{n} \delta_i \lambda_i} )
- Mật độ dòng nhiệt:
- ( q_w = \frac{t_{w1} - t_{wn+1}}{n \sum_{i=1}^{n} \delta_i} )
Tính toán nhiệt độ các lớp tiếp xúc
- Nhiệt độ lớp thứ hai:
- ( t_{w2} = t_{w1} - \frac{q \cdot \delta_1}{\lambda_1} )
- Nhiệt độ lớp thứ ba:
- ( t_{w3} = t_{w2} - \frac{q \cdot \delta_2}{\lambda_2} )
- Nhiệt độ lớp thứ tư:
- ( t_{w4} = t_{w3} + \frac{q \cdot \delta_3}{\lambda_3} )
Dẫn nhiệt qua vách trụ
- Vách trụ một lớp xét như tường phẳng khi chiều dày ống không đáng kể so với đường kính.
- Nhiệt độ không đổi theo thời gian do dẫn nhiệt ổn định.
- Công thức lượng nhiệt dẫn qua lớp tường:
- ( Q = \lambda \cdot 2\pi RL \cdot \tau )
- Phương trình dẫn nhiệt qua tường ống một lớp:
- ( Q = \frac{2\pi L (t_{w1} - t_{w2}) \tau}{\ln \left(\frac{R_2}{R_1}\right)} )
Dẫn nhiệt qua tường ống nhiều lớp
- Lượng nhiệt dẫn qua các lớp tường trong trạng thái ổn định giống nhau.
- Tổng hợp các phương trình từ các lớp dẫn đến:
- ( Q = \frac{2\pi L (t_{w1} - t_{w4}) \tau}{\sum_{i=1}^{n} \left( \frac{\ln R_{i+1} - \ln R_i}{\lambda_i} \right)} )
Đối lưu nhiệt
- Quá trình trao đổi nhiệt đối lưu xảy ra khi có sự truyền nhiệt giữa bề mặt rắn và chất lỏng chuyển động.
- Định luật cấp nhiệt Newton:
- ( dQ = \alpha (t_w - t_f) dF d\tau )
- Hệ số cấp nhiệt ( \alpha ) phụ thuộc vào:
- Loại chất tải nhiệt và chế độ chuyển động (dòng hay xoáy).
- Kích thước, hình dạng và điều kiện bề mặt trao đổi nhiệt.
Các chuẩn số đồng dạng
- Chuẩn số Nuselt (Nu): thể hiện cường độ trao đổi nhiệt giữa chất tải nhiệt và bề mặt.
- ( Nu = \frac{\alpha l}{\lambda} )
- Chuẩn số Prantl (Pr): thể hiện tính chất vật lý của chất tải nhiệt.
- ( Pr = \frac{C_p \cdot \mu}{\lambda} )
- Chuẩn số Reynold (Re): đặc trưng cho chế độ chuyển động của chất tải nhiệt.
- ( Re = \frac{\omega l}{\nu} )
- Chuẩn số Gratkov (Gr): đặc trưng cho đối lưu tự nhiên.
- ( Gr = \frac{g l^3 \beta \Delta t}{\nu^2} )
Cấp nhiệt đối lưu tự nhiên
- Xét trong không gian vô hạn với điều kiện không bị cản trở.
- Chảy tầng và chảy rối xảy ra tùy thuộc vào nhiệt độ, độ cao và tính chất lưu thể.
- Đối lưu tự nhiên trong không gian lớn góp phần quan trọng vào truyền nhiệt giữa các bề mặt khác nhau.
Studying That Suits You
Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.
Description
Khám phá các khái niệm cơ bản về truyền nhiệt trong chương đầu tiên này. Bài kiểm tra sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về nhiệt trường, mặt đẳng nhiệt và gradient nhiệt. Hãy thử sức với các câu hỏi liên quan đến những chủ đề quan trọng này.
