1
Nhiệt động học và truyền nhiệt
Thermomechanics and Heat transfer
TS. LƯU VĂN THUẦN
Đề cương
Chương 1: Các khái niệm cơ bản
Chương 2: Phương trình trạng thái, chất tinh
khiết, nhiệt dung riêng
Chương 3: Định luật thứ nhất của nhiệt động học
Chương 4: Chu trình chất khí
Chương 5: Dẫn nhiệt
Chương 6: Trao đổi nhiệt đối lưu
Chương 7: Trao đổi nhiệt bức xạ
Chương 8: Thiết bị trao đổi nhiệt
9/4/2023 Khoa Kỹ thuật Hàng không 2
Chương 8: Thiết bị trao đổi nhiệt
Tham khảo: 15.1→15.7
1. Giới thiệu
2. Bức xạ của vật đen
3. Bức xạ của bề mặt thực
4. Sự chiếu xạ
5. Khuếch tán của bề mặt xám
6. Ví dụ
9/4/2023 Khoa Kỹ thuật Hàng không 3
1. Giới thiệu
4
9/4/2023 Khoa Kỹ thuật Hàng không
❑Sóng bức xạ nhiệt:
•Một dải hẹp hơn bên trong phổ bức xạ nhiệt được ký hiệu là phổ khả kiến, đó là bức xạ nhiệt có
thể được nhìn thấy bằng mắt người. Phổ nhìn thấy được chiếm khoảng 0.4 – 0.76 µm.
•Bức xạ nhiệt chủ yếu ở dải hồng ngoại.
•Khi vật thể nóng lên, mức năng lượng của chúng tăng lên, tần số của chúng, ν, tăng và bước sóng
của bức xạ phát xạ giảm
1. Giới thiệu
hlà hằng số Plank, h = 6.626069 10
-34
J
9/4/2023 Khoa Kỹ thuật Hàng không 5
2. Bức xạ của vật đen
2.1 Công suất phát xạ
2.2 Công suất phát xạ quang phổ
2.3 Hàm bức xạ của vật đen
6
9/4/2023 Khoa Kỹ thuật Hàng không
7
❑Bức xạ của vật thể đen:
•Một vật đen là một bộ bức xạ nhiệt lý tưởng hấp thụ mọi bức xạ tới bất kể bước sóng
và hướng
•Lưu ý: Vật thể có bề mặt màu đen không phải là vật đen
❑Công suất phát xạ của vật đen
•Phương trình Stefan –Boltzmann, năn lượng bức xạ bởi vật đen trên một đơn vị diện
tích trong một đơn vị thời gian
với
2.1 Công suất phát xạ
9/4/2023 Khoa Kỹ thuật Hàng không
❑Công suất phát xạ quang phổ của vật đen:
•Là lượng năng lượng bức xạ phát ra bởi một vật đen trên một diện tích bề mặt đơn vị và
trên một đơn vị bước sóng về bước sóng λ.
•Mối quan hệ sau giữa năng lượng phát ra, nhiệt độ và bước sóng được gọi là định luật
phân phối Plank
•Năng lượng phát xạ tổng cộng
2.2 Công suất phát xạ quang phổ
9/4/2023 Khoa Kỹ thuật Hàng không 8
❑Công suất phát xạ quang phổ của vật đen:
•Bức xạ phát xạ là một chức năng liên tục của bước sóng. Ở bất kỳ nhiệt độ xác định nào,
nó sẽ tăng theo bước sóng, đạt đến đỉnh và sau đó giảm với bước sóng tăng.
•Ở bất kỳ bước sóng nào, lượng phóng xạ phát ra tăng lên khi nhiệt độ tăng lên.
•Khi nhiệt độ tăng lên, các đường cong dịch chuyển sang trái sang vùng bước sóng ngắn
hơn. Do đó, một phần lớn bức xạ được phát ra ở bước sóng ngắn hơn ở nhiệt độ cao
hơn.
•Bức xạ phát ra từ mặt trời, được coi là vật đen ở 5780 K (hay khoảng 5800 K), đạt đến
đỉnh điểm trong vùng nhìn thấy được của quang phổ. Vì vậy, mặt trời là phù hợp với đôi
mắt của chúng ta.
•Các bề mặt ở T 800 K phát ra gần như hoàn toàn trong vùng hồng ngoại và do đó không
thể nhìn thấy bằng mắt trừ khi chúng phản chiếu ánh sáng phát ra từ các nguồn khác.
❑Quy luật dịch chuyển Wien
•Bước sóng tại đó năng lượng đạt cự trị
9/4/2023 Khoa Kỹ thuật Hàng không 9
2.2 Công suất phát xạ quang phổ
❑Công suất phát xạ quang phổ của vật đen:
•Máy sưởi điện dùng dây may xo
bắt đầu tỏa nhiệt ngay sau khi cắm
điện (vùng hồng ngoại)
•Khi vật nóng tới 1000K sẽ bắt đầu
phát sáng màu đỏ
•Khi vật nóng tới 1500K, sẽ phát
sáng toàn dải phổ nhìn thấy được
9/4/2023 Khoa Kỹ thuật Hàng không 10
2.2 Công suất phát xạ quang phổ