Bài giảng Kỹ thuật nhiệt: Chương 4 - Lê Anh Sơn

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:41

Thêm vào BST

Báo xấu

287
lượt xem 68
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Kỹ thuật nhiệt: Chương 4 trình bày các nội dung cơ bản của phần truyền nhiệt, bao gồm các dạng trao đổi nhiệt cơ bản, những khái niệm cơ bản của dẫn nhiệt, hệ số dẫn nhiệt, phương trình vi phân dẫn nhiệt, điều kiện đơn trị, giải bài toán dẫn nhiệt, dẫn điện ổn định khi không có nguồn nhiệt bên trong và các nội dung khác.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật nhiệt: Chương 4 - Lê Anh Sơn

NỘI DUNG CƠ BẢN  Phần nhiệt động: nghiên cứu các quá trình biến đổi năng lượng liên quan đến năng lượng nhiệt (chủ yếu giữa CƠ NĂNG và NHIỆT NĂNG)  Phần truyền nhiệt: nghiên cứu quá trình trao đổi nhiệt giữa các vật  Đối tượng nghiên cứu: chủ yếu là MÁY NHIỆT và THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT Le Anh Son, Power engineering department, Hua
PHẦN THỨ HAI TRUYỀN NHIỆT
CÁC DẠNG TRAO ĐỔI NHIỆT CƠ BẢN  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.  Đối lưu: là quá trình trao đổi nhiệt nhờ sự chuyển động của chất lỏng hoặc chất khí giữa những vùng có nhiệt độ khác nhau.  Bức xạ: Là quá trình trao đổi nhiệt được thực hiện bằng sóng điện từ Le Anh Son, Power engineering department, Hua
DẪN NHIỆT
NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN Trường nhiệt độ: là tập hợp các giá trị nhiệt độ của các điểm khác nhau trong không gian khảo sát tại một thời điểm nào đó. Trường nhiệt độ không ổn định 3 chiều: t = f (x, y, z, ) Trường nhiệt độ ổn định 3, 2, 1 chiều: t = f (x, y, z); t = f (x, y); t = f (x) Le Anh Son, Power engineering department, Hua
NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN Mặt đẳng nhiệt: là bề mặt chứa tất cả các điểm có cùng giá trị nhiệt độ tại một thời điểm. Các mặt đẳng nhiệt không cắt nhau. Le Anh Son, Power engineering department, Hua
NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN  Građian nhiệt độ: là tốc độ thay đổi nhiệt độ theo hướng pháp tuyến với mặt đẳng nhiệt. t t n grad (t )  lim n 0 n  K / m x n ∆n ∆x t + ∆t t t - ∆t Grad(t) là một đại lượng véctơ có phương vuông góc với mặt đẳng nhiệt và chiều + là chiều tăng nhiệt độ. Le Anh Son, Power engineering department, Hua
NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 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 – q (W/m2) Dòng nhiệt: là lượng nhiệt truyền qua toàn bộ diện tích bề mặt đẳng nhiệt trong một đơn vị thời gian – Q (W) dQ  qdF ; Q   qdF F Le Anh Son, Power engineering department, Hua
NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN Định luật Fourier về dẫn nhiệt: t q    grad (t )   ; W/m 2 n   Véc tơ mật độ dòng nhiệt có phương trùng với phương của grad(t), chiều dương là chiều giảm nhiệt độ (ngược chiều với grad(t)). Le Anh Son, Power engineering department, Hua
NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN Hệ số dẫn nhiệt: là nhiệt lượng truyền qua một đơn vị diện tích bề mặt đẳng nhiệt trong một đơn vị thời gian khi grad(t) = 1  q t W/mK  Hệ số dẫn nhiệt  đặc trưng cho khả n năng dẫn nhiệt của vật. Le Anh Son, Power engineering department, Hua
HỆ SỐ DẪN NHIỆT Phụ thuộc vào bản chất của các chất rắn > lỏng > khí Phụ thuộc vào nhiệt độ  = o(1 + bt) o - hệ số dẫn nhiệt ở 0oC b - hệ số thực nghiệm (+/-) Le Anh Son, Power engineering department, Hua
HỆ SỐ DẪN NHIỆT  của kim loại nguyên chất và hầu hết chất lỏng (trừ nước và Glyxerin) giảm khi t tăng Chất cách nhiệt và chất khí có  tăng khi t tăng  của vật liệu xây dựng còn phụ thuộc vào độ xốp và độ ẩm.  ≤ 0,2 W/mK có thể làm chất cách nhiệt Le Anh Son, Power engineering department, Hua
PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN DẪN NHIỆT Xét dòng nhiệt truyền qua bề mặt dxdy: t z dQz  dxdy z dQz+dz dQy   t  dQz  dz  dxdy  t  dz  z  z  dz t  2t dQx qv dQx+dx  dxdy  dxdydz 2 z z dy x dQy+dy dx t 2 dQz dQz  dQz  dz  dxdydz 2 y z Lượng nhiệt tích lại theo phương z Le Anh Son, Power engineering department, Hua
PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN DẪN NHIỆT Lượng nhiệt tích lại theo 3 phương:  2t z dQx  dQx  dx  dxdydz 2 dQz+dz x dQy  2t dQy  dQy  dy  dxdydz 2 dz y dQx qv dQx+dx  2t dy  dxdydz 2 x dQz  dQz  dz dQy+dy dx z dQz y Le Anh Son, Power engineering department, Hua
PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN DẪN NHIỆT Tổng lượng nhiệt tích lại theo cả 3 phương: z dQ z+dz dQy dz dQx qv dQx+dx dy x   t  t  t dQ 2 2 2 dx dQ  dxdydz  2  2  2 y y+dy dQz  x y z    Le Anh Son, Power engineering department, Hua
PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN DẪN NHIỆT  Theo định luật bảo toàn năng lượng:   2t  2t  2t  dQ  dxdydz  2  2  2   x z  y z   dQz+dz dQy t dQ  Cdxdydz  dxdydz .qv  dz t    2 t  2 t  2 t  qv dQx qv dQx+dx   2  2  2   C  x  y z  C  dy x dQy+dy dx t   2 t  2 t  2 t  qv dQz  a 2  2  2    x z  C y   y  a - hệ số dẫn nhiệt độ [m2/s] Le Anh Son, Power engineering department, Hua
ĐIỀU KIỆN ĐƠN TRỊ Điều kiện thời gian: cho sự phân bố nhiệt độ tại thời điểm ban đầu. Điều kiện hình học: cho biết hình dạng, kích thước của vật đang khảo sát. Điều kiện vật lý: thông số vật lý của vật đang khảo sát. Le Anh Son, Power engineering department, Hua
ĐIỀU KIỆN ĐƠN TRỊ  Điều kiện biên: - Loại 1: phân bố nhiệt độ trên bề mặt của vật ở thời điểm bất kỳ. - Loại 2: mật độ dòng nhiệt qua bề mặt vật ở thời điểm bất kỳ. - Loại 3: quy luật trao đổi nhiệt giữa bề mặt của vật với môi trường xung quanh.  t w  t f       dt   dx  x 0 Le Anh Son, Power engineering department, Hua
GIẢI BÀI TOÁN DẪN NHIỆT Tìm phân bố nhiệt độ (trường nhiệt độ) Tìm mật độ dòng nhiệt Le Anh Son, Power engineering department, Hua
DẪN NHIỆT ỔN ĐỊNH KHI KHÔNG CÓ NGUỒN NHIỆT BÊN TRONG