Hình 1. Mô t bài toán tính ả
λ
(ri,
λ
i, n)
- 1 -
TÍNH H S D N NHI T C A V T LI U PH C H PỆ Ố Ẫ Ệ Ủ Ậ Ệ Ứ Ợ
THE CALCULATE TO HEAT CONDUCTIVITY COEFFICIENT OF MIXED MATERIAL
1. Đ t v n đ :ặ ấ ề
Trong tính toán k thu t th ng có yêu c u xác đ nh ỹ ậ ườ ầ ị h s d n nhi t ệ ố ẫ ệ λ c a v t li u.ủ ậ ệ
V t li u ph c h p r t hay dùng trong k thu t. Chúng có thành ph n và k t c u r t đaậ ệ ứ ợ ấ ỹ ậ ầ ế ấ ấ
d ng. Vi c xác đ nh ạ ệ ị λ b ng th c nghi m r t t n kém và hi n ch có s li u th c nghi mằ ự ệ ấ ố ệ ỉ ố ệ ự ệ
cho các thành ph n v t li u đ ng ch t đ n gi n. Đ tài này mu n tìm 1 công th c đ n gi nầ ậ ệ ồ ấ ơ ả ề ố ứ ơ ả
cho phép tính λ c a v t li u ph c h p theo các thông s c a các thành ph n.ủ ậ ệ ứ ợ ố ủ ầ
2. Phát bi u bài toán:ể
Cho tr c kh i v t li u kích th c F x ướ ố ậ ệ ướ δ không đ ng nh t, g m n thành ph n phân bồ ấ ồ ầ ố
đ u. M i thành ph n i có h s d n nhi t ề ỗ ấ ệ ố ẫ ệ λi và thành ph n th tích rầ ể i = Vi / V đã bi t. C nế ầ
xác đ nh h s d n nhi t ị ệ ố ẫ ệ λ c a v t li u theo rủ ậ ệ i, λi và n.
3. Các gi thi t nghiên c u:ả ế ứ
1) M i thành ph n đ c phân b đ u vàỗ ầ ượ ố ề
đ ng h ng trong v t.ẳ ướ ậ
2) N u tách ra và gi nguyên th tích Vế ữ ể i
c a m i thành ph n, thì h s d n nhi t ủ ỗ ầ ệ ố ẫ ệ λi c aủ nó
không đ i và b ng ổ ằ λi đã cho.
3) M i thành ph n có pha không đ i, có thỗ ầ ổ ể ở
th r n ho c l ng, ho c khí, có th tích riêngể ắ ặ ỏ ặ ể vi
và kh i l ng riêng ố ượ ρi không đ i.ổ
4. L p công th c tính ậ ứ λ (ri, λi, n):
N u tách riêng m i thành ph n th i, giế ỗ ầ ứ ữ
nguyên th tích Vểi c a nó và x p l n l t cácủ ế ầ ượ
l p theo h ng ớ ướ δ, thì theo 3 gi thi t trên,ả ế
nhi t tr c a chúng không đ i, t c là có:ệ ở ủ ổ ứ
∑
=
== n
ii
i
R
1
λ
δ
λ
δ
, trong đó chi u dày ềδi c a l p th i không b nén là: ủ ớ ứ ị
δ
δ
δ
.
/i
ii
ir
V
V
F
V===
Gi i ph ng trình ả ươ
∑
=
=n
ii
i
r
1
λ
δ
λ
δ
s tìm đ c ẽ ượ
mKW
r
rn
n
ii
i
ii ]/[,)(),,( 1
1
−
=
∑
=
λ
λλ
5. H qu c a công th c (4):ệ ả ủ ứ
Khi h n h p g m 2 thành ph n, có th tích rỗ ợ ồ ầ ể 1, r2 c a chúng theo kh i l ng riêng ủ ố ượ ρ c aủ
h n h p và ỗ ợ ρ1, ρ2 c a các thành ph n, nh là nghi m c a h ph ng trình:ủ ầ ư ệ ủ ệ ươ
=+
=+
ρρρ
2211
21 1
rr
rr
⇒
−−=
−−=
)/()(
)/()(
2112
2121
ρρρρ
ρρρρ
r
r
Thay r1, r2 vào công th c t ng quát s có:ứ ổ ẽ
)()(
)(
),,,,(
2211
2121
2211
ρρλρρλ
ρρλλ
ρρλρλλ
−+−
−
=
6. Ki m tra sai s c a công th c so v i th c nghi m:ể ố ủ ứ ớ ự ệ
Sau đây s xác đ nh sai s t ng đ i ẽ ị ố ươ ố
gi a ữλt tính theo công th c và ứλTN
đã đ c đo b ng th c nghi m c a 5 lo i v t li u h n h p c a 2 pha r n + r n, r n + khí vàượ ằ ự ệ ủ ạ ậ ệ ỗ ợ ủ ắ ắ ắ
khí + khí.
Hình 1.1 M t tr iặ ờ
- 2 -
B ng 1. B ng tính ả ả
λ
vài v t li u ph c h p và sai s so v i th c nghi m.ậ ệ ứ ợ ố ớ ự ệ
V t li uậ ệ Thành ph nầρ [kg/m3] / ri [%] λ đo , [W/mK] λt,
[W/mK] ε, %
1 2 ρ1ρ2ρhλ1λ2λTN
V aữCát Xi
măng 2000 1500 1800 0,98 1,38 1,12 1,109 1,1
G ch x pạ ố G chạKhông
khí 1800 1,2 1200 0,77 0,026 0,07 0,073 4,2
Không khí N2O2r1=0,79 r2=0,21 1,2 0,0251 0,0262 0,026 0,0253 1,1
Bông th yủ
tinh
Th yủ
tinh
Không
khí 2500 1,2 200 0,85 0,026 0,03 0,028 6,1
B t thanộThan
đá
Không
khí 1500 1,2 850 0,86 0,026 0,062 0,058 6,5
7. K t lu n:ế ậ
Các công th c đ c đ a ra cho phép tính đ c ứ ượ ư ượ λ c a các v t li u ph c h p nhi u thànhủ ậ ệ ứ ợ ề
ph n gi a các pha r n, l ng, khí. So v i th c nghi m, sai s tính toán không v t quá 10%,ầ ữ ắ ỏ ớ ự ệ ố ượ
trung bình đ t 4%. Do đó, các công th c này có th s d ng trong tính toán k thu t nhi t.ạ ứ ể ử ụ ỹ ậ ệ