Bài giảng Kỹ thuật nhiệt: Dẫn nhiệt - Trần Thị Thu Hằng

Tài liệu này giới thiệu tổng quan về các nội dung cơ bản của môn Kỹ thuật nhiệt, tập trung vào khái niệm và phương pháp tính toán trong truyền nhiệt, đặc biệt là dẫn nhiệt. Đây là nền tảng lý thuyết quan trọng cho sinh viên và kỹ sư trong lĩnh vực này.

Sinh viên, kỹ sư và nhà nghiên cứu trong các ngành Kỹ thuật nhiệt, Nhiệt lạnh, Năng lượng hoặc các lĩnh vực chuyên sâu về truyền nhiệt.

Tài liệu này trình bày các nội dung cốt lõi của lĩnh vực Kỹ thuật nhiệt, được phân chia thành hai phần chính: Nhiệt động lực học và Truyền nhiệt. Phần Nhiệt động lực học nghiên cứu các quá trình biến đổi năng lượng liên quan đến nhiệt, chủ yếu là sự chuyển hóa giữa cơ năng và nhiệt năng. Phần Truyền nhiệt tập trung vào quá trình trao đổi nhiệt giữa các vật thể, bao gồm ba hình thức cơ bản là dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ, với đối tượng nghiên cứu chính là các máy nhiệt và thiết bị trao đổi nhiệt. Trong đó, nội dung về dẫn nhiệt được trình bày một cách chi tiết, bao gồm các khái niệm nền tảng như trường nhiệt độ (sự phân bố nhiệt độ trong không gian và thời gian, bao gồm cả trường không ổn định và ổn định), mặt đẳng nhiệt (bề mặt có cùng nhiệt độ), građian nhiệt độ (tốc độ thay đổi nhiệt độ), mật độ dòng nhiệt và dòng nhiệt (lượng nhiệt truyền qua đơn vị diện tích và tổng diện tích bề mặt đẳng nhiệt). Tài liệu cũng đi sâu vào Định luật Fourier về dẫn nhiệt, giải thích hệ số dẫn nhiệt (đặc trưng cho khả năng dẫn nhiệt của vật liệu và các yếu tố ảnh hưởng như bản chất, nhiệt độ, độ xốp, độ ẩm), và phân loại vật liệu cách nhiệt. Bên cạnh đó, tài liệu còn xây dựng Phương trình vi phân dẫn nhiệt dựa trên định luật bảo toàn năng lượng và giới thiệu các điều kiện đơn trị cần thiết (điều kiện thời gian, hình học, vật lý và biên) để giải quyết bài toán dẫn nhiệt. Cuối cùng, các ví dụ ứng dụng được minh họa cho trường hợp dẫn nhiệt ổn định khi không có nguồn nhiệt bên trong, áp dụng cụ thể cho vách phẳng một lớp, nhiều lớp và vách trụ một lớp, nhiều lớp, cung cấp các công thức và phương pháp tính toán chi tiết.