Bài giảng Kỹ thuật nhiệt: Trao đổi nhiệt đối lưu - Trần Thị Thu Hằng

Tài liệu này giới thiệu tổng quan về truyền nhiệt, đặc biệt đi sâu vào các dạng truyền nhiệt cơ bản và các yếu tố ảnh hưởng, đặt nền tảng cho việc nghiên cứu chuyên sâu về lĩnh vực này.

Tài liệu này hướng đến sinh viên, kỹ sư, và các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực kỹ thuật nhiệt, đặc biệt là những người có nhu cầu tìm hiểu sâu về lý thuyết và ứng dụng của truyền nhiệt đối lưu và truyền nhiệt có biến đổi pha trong các hệ thống công nghiệp và dân dụng.

Tài liệu trình bày chi tiết về quá trình truyền nhiệt, bắt đầu bằng việc định nghĩa ba dạng cơ bản: dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ. Phần trọng tâm là trao đổi nhiệt đối lưu, bao gồm định nghĩa, phân loại thành đối lưu tự nhiên và đối lưu cưỡng bức, cùng với các yếu tố chính ảnh hưởng đến chúng như chế độ chuyển động (chảy tầng, chảy rối), tính chất vật lý của môi chất, và đặc điểm hình học của bề mặt trao đổi nhiệt. Tài liệu cũng đi sâu vào cơ sở lý thuyết, giới thiệu hệ phương trình vi phân mô tả quá trình và các điều kiện đơn trị cần thiết. Các phương pháp xác định hệ số trao đổi nhiệt, bao gồm phương pháp giải tích, thực nghiệm và lý thuyết đồng dạng, được trình bày rõ ràng, kèm theo các tiêu chuẩn đồng dạng quan trọng như Nusselt, Reynolds, Grashof và Prandtl. Cụ thể, đối với đối lưu tự nhiên, tài liệu phân tích trong cả không gian vô hạn (cho các bề mặt đứng và nằm ngang) và không gian hữu hạn (như khe hẹp, hình xuyến). Đối với đối lưu cưỡng bức, các trường hợp chảy trong ống, chảy ngang qua ống đơn và chùm ống được mô tả chi tiết, kèm theo các công thức thực nghiệm và các hệ số hiệu chỉnh cần thiết. Cuối cùng, tài liệu đề cập đến quá trình trao đổi nhiệt đối lưu khi có biến đổi pha, tập trung vào sôi và ngưng tụ. Đối với sôi, các điều kiện xảy ra, sự hình thành và tách ly bọt hơi, các chế độ sôi (sôi bọt, sôi màng), và ảnh hưởng của độ quá nhiệt được phân tích. Đối với ngưng tụ, các điều kiện, các chế độ ngưng (ngưng giọt, ngưng màng) và các công thức tính toán trên các bề mặt thẳng đứng, nghiêng, nằm ngang được trình bày, cùng với các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả trao đổi nhiệt trong quá trình này.