KỸ THUẬT NHIỆT
Hà nội, 09/2025
Giảng viên: TS. Lê Thị Giang
Bộ môn: Công nghệ Cơ khí
Email:
ltgiang@tlu.edu.vn
MECHANICAL ENGINEERING
KHOA CƠ KHÍ
CHƯƠNG 5
TRAO ĐỔI NHIỆT ĐỐI LƯU
NỘI DUNG:
5.1. Những khái niệm cơ bản
5.2. Công thức Newton và các phương
pháp xác định hệ số toả nhiệt
5.3. Các tiêu chuẩn đồng dạng và
phương trình tiêu chuẩn
5.4. Phân loại các dạng trao đổi nhiệt
MECHANICAL ENGINEERING
KHOA CƠ KHÍ
5.1.1. Định nghĩa
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 nhau.
-Đặc điểm:
Trong khối chất lỏng hoặc chất khí những phần tử có nhiệt độ khác nhau
luôn tiếp xúc trực tiếp với nhau có sự dẫn nhiệt trong chất lỏng hoặc chất
khí Do đó luôn có hiện tượng dẫn nhiệt khi trao đổi nhiệt đối lưu.
Tuy nhiên, quá trình truyền nhiệt bằng đối lưu là chủ yếu gọi là trao đổi
nhiệt đối lưu.
Trong thực tế ta thường gặp quá trình trao đổi nhiệt giữa bề mặt vật rắn với
chất lỏng hay chất khí chuyển động, quá trình này gọi là toả nhiệt đối lưu.
5.1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN
3
5.1.2. Những nhân tố ảnh hưởng đến trao đổi nhiệt đối lưu
a. Nguyên nhân gây ra chuyển động:Có 2dạng
+Chuyển động tự nhiên: Gây ra trao đổi nhiệt đối lưu tự nhiên.
Là chuyển động gây ra bởi độ chênh mật độ (khối lượng riêng) giữa các
vùng có nhiệt độ khác nhau.
Chuyển động tự nhiên phụ thuộc vào độ chênh nhiệt độ,độ nhớt và không
gian.
Lực nâng P = g(2-1)sẽ quyết định chuyển động tự nhiên của môi chất.
+Chuyển động cưỡng bức:
Là chuyển động gây ra bởi ngoại lực,như dùng quạt để đẩy chất khí
chuyển động hay dùng bơm để đẩy chất lỏng chuyển động
Trong chuyển động cưỡng bức luôn có chuyển động tự nhiên, nếu cường
độ chuyển động cưỡng bức lớn → có thể bỏ qua ảnh hưởng của chuyển động
tự nhiên.
Trao đổi nhiệt đối lưu tương ứng với chuyển động cưỡng bức gọi là TĐNĐL
cưỡng bức.
5.1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN
4
5.1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN
5
b. Chế độ chuyển động:Gồm 2chế độ
-Chế độ chảy tầng:Là chế độ chảy mà các phần tử chất lỏng, chất khí có quỹ
đạo song song với nhau và chuyển động cùng với hướng của dòng.
-Chế độ chảy rối:Là chế độ chảy mà quỹ đạo các phần tử chất lỏng hay chất
khí không tuân theo quy luật xác định.
→ Đặc trưng cho chế độ chảy là tiêu chuẩn Reynold:
Trong đó: u : Tốc độ chuyển động, m/s
x : Kích thước xác định, m
:Độ nhớt động học, m2/s
Trị số Re tương ứng với chế độ CĐ từ chảy tầng sang rối gọi là Re tới hạn.
Ví dụ:
Đối với chất lỏng hoặc khí CĐ trong ống, Retới hạn =2300:
Re ≤2300 Chế độ chảy tầng
Re >2300 Chế độ chảy rối.
Re ux