Download - Truyen Nhiet_Bai 1_Nhung Khai Niem Co Ban
5/14/2018 Truyen Nhiet_Bai 1_Nhung Khai Niem Co Ban - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/truyen-nhietbai-1nhung-khai-niem-co-ban 1/26
TRUYỀ N NHIỆT
Số tiết học: 42 tiết kéo dài trong 16 tuần GV: TS. HÀ ANH TÙNG – Bộ môn “Công nghệ nhiệt lạnh”
Ng ườ i soạn: TS. Hà anh Tùng
Đ HBK tp HCM 8/2009
p.1 p.1
- Tuần 1 7 : 4 chươ ng đầu tiên
- Tuần 8 - 9 : KIỂM TRA giữ a học k ỳ
- Tuần 10 16 : 4 chươ ng cuối
- THI CUỐI HỌC K Ỳ
20%20%
80%80%
5/14/2018 Truyen Nhiet_Bai 1_Nhung Khai Niem Co Ban - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/truyen-nhietbai-1nhung-khai-niem-co-ban 2/26
Mục đích môn học Nắm vững sự truyền năng lượ ng xảy ra giữa các vật và trong thiết bị do
sự chênh lệch nhiệt độ gây nên
nâng cao hiệu quả sử d ụng năng l ượ ng
là môn cơ sở để nghiên cứu và thiết k ế các loại máy nhiệt nói
riêng và các hệ thống nhiệt động nói chung
VD: - Các loại động cơ nhiệt: ĐC đốt trong, ĐC phản lực
- HTĐHKK, Tủ lạnh- Các thiết bị sấy, lò hơ i
- Bơ m, máy nén
- Các hệ thống sử dụng năng lượ ng mặt tr ờ i, vv….
Ng ườ i soạn: TS. Hà anh Tùng
Đ HBK tp HCM 8/2009
p.2 p.2
5/14/2018 Truyen Nhiet_Bai 1_Nhung Khai Niem Co Ban - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/truyen-nhietbai-1nhung-khai-niem-co-ban 3/26
Nội dung môn học Chươ ng 1: Những khái niệm cơ bản
Chươ ng 2: Dẫn nhiệt
Chươ ng 3: Những khái niệm cơ bản về trao đổi nhiệt đối lưu
Chươ ng 4: Trao đổi nhiệt đối lưu trong môi tr ườ ng 1 pha
Chươ ng 5: Trao đổi nhiệt khi chất lỏng biến đổi pha
Chươ ng 6: Trao đổi nhiệt bằng bức xạ
Chươ ng 7: Truyền nhiệt
Chươ ng 8: Thiết bị trao đổi nhiệt
Ng ườ i soạn: TS. Hà anh Tùng
Đ HBK tp HCM 8/2009
p.3 p.3
5/14/2018 Truyen Nhiet_Bai 1_Nhung Khai Niem Co Ban - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/truyen-nhietbai-1nhung-khai-niem-co-ban 4/26
Tài liệu tham khảo1. Hoàng đình Tín, Truyền nhiệt & Tính toán thiết bị trao
đổi nhiệt, NXB Khoa học v à K ỹ thuật, 2007.
2. Hoàng Đình Tín, Bùi Hải – Bài tậ p Nhiệt động lực học
K ỹ thuật & Truyền Nhiệt - NXB ĐHQG TpHCM. 2002
3. Hoàng đình Tín, Cơ sở Nhiệt công nghiệ p, NXB Đại họcquốc gia Tp HCM, 2006.
4. M. Mikheyev - Fundamental of Heat Transfer - Mir
Publisher, Moscow, 1968.
Ng ườ i soạn: TS. Hà anh Tùng
Đ HBK tp HCM 8/2009
p.4 p.4
5/14/2018 Truyen Nhiet_Bai 1_Nhung Khai Niem Co Ban - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/truyen-nhietbai-1nhung-khai-niem-co-ban 5/26
Bài 1
Chươ ng 1 ( Phần 1): Những kha ́i niệm cơ ba ̉n
1.1 Khái niệm chung về Truyền nhiệt
1.2 3 dạng Truyền nhiệt
1.3 Bài toán Truyền nhiệt tổng hợ p
Ng ườ i soạn: TS. Hà anh Tùng
Đ HBK tp HCM 8/2009
p.5 p.5
1.4 Giớ i thiệu về Thiết bị trao đổi nhiệt
- Dẫn nhiệt
- Đối lư u
- Bứ c xạ
5/14/2018 Truyen Nhiet_Bai 1_Nhung Khai Niem Co Ban - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/truyen-nhietbai-1nhung-khai-niem-co-ban 6/26
1.1 Khái niệm chung về Truyền nhiệt Là dạng truyền năng lượ ng khi có sự chênh lệch về nhiệt độ
Ng ườ i soạn: TS. Hà anh Tùng
Đ HBK tp HCM 8/2009
p.6 p.6
NHIỆT LƯỢ NG
VD:
Bài toán truyền nhiệt :
- Xác định nhiệt độ tại 1 vị trí nào đó trong vật
- Xác định Nhiệt lượ ng Q truyền qua vật
Joule: J = N.m
Watt : W = J/sQ : đơ n vị
5/14/2018 Truyen Nhiet_Bai 1_Nhung Khai Niem Co Ban - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/truyen-nhietbai-1nhung-khai-niem-co-ban 7/26
1.2 3 dạng truyền nhiệt cơ bản
Ng ườ i soạn: TS. Hà anh Tùng
Đ HBK tp HCM 8/2009
p.7 p.7
B. Đối lưu
C. Bức xạ
A. Dẫn nhiệt
- Xảy ra do chênh lệch nhiệt độ giữacác vùng trong vật rắn hoặc giữa 2vật r ắn tiế p xúc nhau.
- Xảy ra do chênh lệch nhiệt độ giữa 2 vật đặt cách xa nhau
- Xảy ra do chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt vật rắn vớ i môi trườ ng chất lỏng
xung quanh nó.
5/14/2018 Truyen Nhiet_Bai 1_Nhung Khai Niem Co Ban - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/truyen-nhietbai-1nhung-khai-niem-co-ban 8/26
A. Dẫn nhiệt
Ng ườ i soạn: TS. Hà anh Tùng
Đ HBK tp HCM 8/2009
p.8 p.8
Đ N: là quá trình truyền nhiệt khi có 2 điều kiện:
- Từ vùng có To cao đến vùng có To thấ p
- và giữa các phần của 1 vật hay giữa các vật tiế p xúc nhau.
( Đây là qt truyề n nhiệt đ iể n hình trong vật r ắn: bản chấ t do sự truyề n động năng
hay va chạm giữ a các phân t ử , nguyên t ử )
Q
5/14/2018 Truyen Nhiet_Bai 1_Nhung Khai Niem Co Ban - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/truyen-nhietbai-1nhung-khai-niem-co-ban 9/26
Ng ườ i soạn: TS. Hà anh Tùng
Đ HBK tp HCM 8/2009
p.9 p.9
Dòng nhiệt truyền qua vật (trong 1s) theo phươ ng x đượ c tính theo ĐL Fourier:
Tiết diện F
x
Qx
xTFQx
∂∂λ−= (W)
xT
FQq x
x∂∂λ−== (W/m2)
- Qx là dòng nhi ệt truyền theo phươ ng x trong thờ i gian 1s (W)- qx là mật độ dòng nhi ệt truyền theo phươ ng x trong thờ i gian 1s (W/m2)
- T là nhiệt độ tuyệt đối của vật (K)
- F là diện tích tiết diện vuông góc vớ i phươ ng x (m2
)- λ là hệ số d ẫ n nhi ệt của vật (W/m.K)
vớ i:
5/14/2018 Truyen Nhiet_Bai 1_Nhung Khai Niem Co Ban - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/truyen-nhietbai-1nhung-khai-niem-co-ban 10/26
Ví dụVí dụ:: Tính toán dẫn nhiệtTính toán dẫn nhiệt quaqua vách phẳngvách phẳng
Ng ườ i soạn: TS. Hà anh Tùng
Đ HBK tp HCM 8/2009
p.10 p.10
Q
T1
T2
- Vách phẳng có:
+ Diện tích F (m2)
+ Bề dày δ (m)+ Hệ số dẫn nhiệt λ (W/m.K)
+ Nhiệt độ 2 bề mặt vách T1 và T2
δ λ
T F Q
Δ=
ĐLFourier
(W)
hayλ δ /
T q Δ= (W/m2)
(R λ đượ c gọi là nhi ệt tr ở d ẫ n nhi ệt của vách phẳng)
ĐL Ohm
R
U I =
T1 T2
λ
δ λ = R
5/14/2018 Truyen Nhiet_Bai 1_Nhung Khai Niem Co Ban - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/truyen-nhietbai-1nhung-khai-niem-co-ban 11/26
Ứ ng dụng phươ ng pháp nhiệt trở Ứ ng dụng phươ ng pháp nhiệt trở
Ng ườ i soạn: TS. Hà anh Tùng
Đ HBK tp HCM 8/2009
p.11 p.11
321
41
R R R
t t q
++
−=
5/14/2018 Truyen Nhiet_Bai 1_Nhung Khai Niem Co Ban - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/truyen-nhietbai-1nhung-khai-niem-co-ban 12/26
Hệ Hệ số dẫn nhiệtsố dẫn nhiệtλ
của vật liệucủa vật liệu
Ng ườ i soạn: TS. Hà anh Tùng
Đ HBK tp HCM 8/2009
p.12 p.12
Trong thực tế có
thể xem λ là hằngsố ứng vớ i nhiệtđộ trung bình củavật ttb
Từ ttb của vật tra bảng suy ra λ
λ phụ thuộc vào nhiệt độ
)1( bt o += λ λ
5/14/2018 Truyen Nhiet_Bai 1_Nhung Khai Niem Co Ban - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/truyen-nhietbai-1nhung-khai-niem-co-ban 13/26
Một số ứ ng dụng của hiện tượ ng dẫn nhiệtMột số ứ ng dụng của hiện tượ ng dẫn nhiệt
Ng ườ i soạn: TS. Hà anh Tùng
Đ HBK tp HCM 8/2009
p.13 p.13
Vật liệu cách nhiệt (có λ nhỏ)Lớ p nướ c đá có tác dụng cáchnhiệt chống hơ i lạnh xâm nhậ p
5/14/2018 Truyen Nhiet_Bai 1_Nhung Khai Niem Co Ban - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/truyen-nhietbai-1nhung-khai-niem-co-ban 14/26
B.B. Trao đổi nhiệtTrao đổi nhiệt ĐỐI LƯ UĐỐI LƯ U
Ng ườ i soạn: TS. Hà anh Tùng
Đ HBK tp HCM 8/2009
p.14 p.14
ĐN: là quá trình trao đổi nhiệt xảy ra khi giữa một bề mặt vật r ắn tiế p xúc vớ i môitr ườ ng chất lỏng (khí) có nhiệt độ khác nhau có sự chuyển động của chất lỏng
Ví dụ:
N ời TS Hà h Tù 8/2009
5/14/2018 Truyen Nhiet_Bai 1_Nhung Khai Niem Co Ban - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/truyen-nhietbai-1nhung-khai-niem-co-ban 15/26
Một số ví dụ về trao đổi nhiệt đối lư uMột số ví dụ về trao đổi nhiệt đối lư u
Ng ườ i soạn: TS. Hà anh Tùng
Đ HBK tp HCM 8/2009
p.15 p.15
N ời TS Hà h Tù 8/2009
5/14/2018 Truyen Nhiet_Bai 1_Nhung Khai Niem Co Ban - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/truyen-nhietbai-1nhung-khai-niem-co-ban 16/26
Ng ườ i soạn: TS. Hà anh Tùng
Đ HBK tp HCM 8/2009
p.16 p.16
Trao đổi nhiệt đối lưu khi không khí tiế p xúc dàn nóng, dàn lạnh
N ời TS Hà h Tù 8/2009
5/14/2018 Truyen Nhiet_Bai 1_Nhung Khai Niem Co Ban - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/truyen-nhietbai-1nhung-khai-niem-co-ban 17/26
THỰ C NGHIỆM
Để tính trao đổi nhiệt đối lư uĐể tính trao đổi nhiệt đối lư u ththườ ườ ng dng dùùng cng côông thng thứ ứ cc NewtonNewton::
Ng ườ i soạn: TS. Hà anh Tùng
Đ HBK tp HCM 8/2009
p.17 p.17
Q
FTw
Tf f w T T F Q −=α (W)
hayα /1T
qΔ
= (W/m2)
trong đó: - α là hệ số tỏa nhiệt đối lưu (W/m2
.K)- F là diện tích bề mặt trao đổi nhiệt (m2)
- Tw là nhiệt độ trung bình của bề mặt ( K hoặc oC)
- Tf là nhiệt độ trung bình của chất lỏng ( K hoặc oC)
α α 1= R
Tươ ng tự quá trình dẫn nhiệt đặt
là nhiệt tr ở đối lưu
Tw
Tf
R αSƠ ĐỒ:
Người soạn: TS Hà anh Tùng 8/2009
5/14/2018 Truyen Nhiet_Bai 1_Nhung Khai Niem Co Ban - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/truyen-nhietbai-1nhung-khai-niem-co-ban 18/26
C.C. Trao đổi nhiệtTrao đổi nhiệt BỨ C XẠBỨ C XẠ
Ng ườ i soạn: TS. Hà anh Tùng
Đ HBK tp HCM 8/2009
p.18 p.18
ĐN: là quá trình trao đổi nhiệt xảy ra giữa các vật có nhiệt độ khác nhau đặt cáchxa nhau Năng lượ ng bức xạ truyền trong không gian dướ i dạng sóng điện từ
Người soạn: TS Hà anh Tùng 8/2009
5/14/2018 Truyen Nhiet_Bai 1_Nhung Khai Niem Co Ban - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/truyen-nhietbai-1nhung-khai-niem-co-ban 19/26
Tính chất của năng lượ ng bứ c xạTính chất của năng lượ ng bứ c xạ
Ng ườ i soạn: TS. Hà anh Tùng
Đ HBK tp HCM 8/2009
p.19 p.19
- Mọi vật luôn phát ra năng lượ ng bức
xạ và nhận năng lượ ng bức xạ từ cácvật khác đến
- Năng lượ ng bức xạ phát ra từ vật tỉ lệ
vớ i nhiệt độ tuyệt đối lũy thừa bậc 4
E ~ T4
- Vật đen tuyệt đối sẽ nhận năng lượ ng bức xạ lớ n nhất
Người soạn: TS Hà anh Tùng 8/2009
5/14/2018 Truyen Nhiet_Bai 1_Nhung Khai Niem Co Ban - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/truyen-nhietbai-1nhung-khai-niem-co-ban 20/26
Ng ườ i soạn: TS. Hà anh Tùng
Đ HBK tp HCM 8/2009
p.20 p.20
A White sifaka Lemur
To warm up in the morning, they turn their dark bellies towardthe sun.
Người soạn: TS Hà anh Tùng 8/2009
5/14/2018 Truyen Nhiet_Bai 1_Nhung Khai Niem Co Ban - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/truyen-nhietbai-1nhung-khai-niem-co-ban 21/26
Để tính trao đổi nhiệt bứ c xạĐể tính trao đổi nhiệt bứ c xạ ccôông thng thứ ứ cc StefanStefan--BoltzmannBoltzmann::
Ng ườ i soạn: TS. Hà anh Tùng
Đ HBK tp HCM 8/2009
p.21 p.21
42
4112 T T F Q −= σ ϕ (W)
( ) ( ) ( )213
112212
22
12112 4 T T T F T T T T T T F Q −≈−++= σ ϕ σ ϕ
trong đó:
- ϕ12 là hệ số chiếu xạ (ϕ12 < 1)
- F là diện tích trao đổi nhiệt (m2)
- σ là hằng số Stefan-Boltzmann (σ = 5,6697.10-8 W/m2.K 4)- Τ1, Τ2 là nhiệt độ tuyệt đối tại bề mặt hai vật 1 và 2 (K )
( )21 T T F Q bx −=α haybx
T
q α /1
Δ
=
Trong tr ườ ng hợ p T1
– T2
<< T1
bx
bx R α
1= là nhiệt tr ở bức xạ
Người soạn: TS Hà anh Tùng 8/2009
5/14/2018 Truyen Nhiet_Bai 1_Nhung Khai Niem Co Ban - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/truyen-nhietbai-1nhung-khai-niem-co-ban 22/26
1.3 Bài toán Truyền nhiệt tổng hợ p
Ng ườ i soạn: TS. Hà anh Tùng
Đ HBK tp HCM 8/2009
p.22 p.22
Q = kF(tf1 – tf2) k: Heä soá truyeàn nhieät (W/m2.K)
Người soạn: TS. Hà anh Tùng 8/2009
5/14/2018 Truyen Nhiet_Bai 1_Nhung Khai Niem Co Ban - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/truyen-nhietbai-1nhung-khai-niem-co-ban 23/26
1.4 Giớ i thiệu về Thiết bị trao đổi nhiệt
Ng ườ i soạn: TS. Hà anh Tùng
Đ HBK tp HCM 8/2009
p.23 p.23
Người soạn: TS. Hà anh Tùng 8/2009
5/14/2018 Truyen Nhiet_Bai 1_Nhung Khai Niem Co Ban - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/truyen-nhietbai-1nhung-khai-niem-co-ban 24/26
Người soạn: S. à anh ùng
Đ HBK tp HCM 8/2009
p.24 p.24
Động cơ đốt trongĐộng cơ đốt trong
Ng ườ i soạn: TS. Hà anh Tùng 8/2009
5/14/2018 Truyen Nhiet_Bai 1_Nhung Khai Niem Co Ban - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/truyen-nhietbai-1nhung-khai-niem-co-ban 25/26
Máy điều hòa nhiệt độMáy điều hòa nhiệt độ
g ạ g
Đ HBK tp HCM 8/2009
p.25 p.25
Ng ườ i soạn: TS. Hà anh Tùng 8/2009
5/14/2018 Truyen Nhiet_Bai 1_Nhung Khai Niem Co Ban - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/truyen-nhietbai-1nhung-khai-niem-co-ban 26/26
---------------------------------------
HẾT BÀI 1
g ạ g
Đ HBK tp HCM 8/2009
p.26 p.26