NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ CÁC QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI NHIỆT ¡ 2.1. Những khái niệm cơ bản về nhiệt ¡ 2.2. Trao đổi nhiệt bằng phương thức dẫn nhiệt ¡ 2.3. Trao đổi nhiệt bằng phương thức đối lưu ¡ 2.4. Trao đổi nhiệt bằng phương thức bức xạ ¡ 2.5. Quá trình sinh nhiệt và trao đổi nhiệt của cơ thể con người với môi trường
NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ CÁC QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI NHIỆT CHƯƠNG II NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ CÁC QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI NHIỆT ¡ 2.1 Những khái niệm nhiệt ¡ 2.2 Trao đổi nhiệt phương thức dẫn nhiệt ¡ 2.3 Trao đổi nhiệt phương thức đối lưu ¡ 2.4 Trao đổi nhiệt phương thức xạ ¡ 2.5 Quá trình sinh nhiệt trao đổi nhiệt thể người với môi trường 2.1 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ NHIỆT ¡ Nhiệt nhiệt độ ¡ Nhiệt động lực học NHIỆT NĂNG VÀ NHIỆT ĐỘ ¡ Nhiệt dạng lượng, có vật chất dạng chuyển động phân tử xuất dạng xạ điện từ không gian ¡ Nhiệt độ nhằm thể diện nhiệt vật chất ¡ Thang đo nhiệt độ Celsius dựa nước: điểm đóng băng 0◦C điểm sơi áp suất khí bình thường 100◦C ¡ Thang đo nhiệt độ Kelvin bắt đầu với độ tuyệt đối (hoàn toàn khơng có nhiệt) 0◦C = 273,15◦K ¡ Khoảng nhiệt độ hai thang đo ¡ Theo quy ước, điểm thang đo ký hiệu ◦C (độ C) ký hiệu cho chênh lệch nhiệt độ khoảng nhiệt độ K (Kelvin) ¡ Định luật nhiệt động lực học NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC ¡ Định luật 1: định luật bảo toàn lượng ¡ Định luật 2: truyền nhiệt diễn cách tự nhiện theo hướng: từ nơi nóng đến nơi mát NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC ¡ Q trình truyền nhiệt thực tế biến thiên theo thời gian Truyền nhiệt ổn định Truyền nhiệt không ổn định ¡ Sự truyền nhiệt từ nơi có nhiệt độ cao NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC sang nơi có nhiệt độ thấp diễn theo phương thức: Trao đổi nhiệt phương thức dẫn nhiệt Trao đổi nhiệt phương thức đối lưu Trao đổi nhiệt phương thức xạ CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ SỰ PHÂN BỐ NHIỆT ¡ Trường nhiệt phân bố nhiệt độ kết cấu, gian phòng hay mơi trường vật chất ¡ Trường nhiệt chiều, chiều hay chiều VD: trường nhiệt tường thường chiều CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ SỰ PHÂN BỐ NHIỆT ¡ Đường đẳng nhiệt: đường chứa điểm có nhiệt độ ¡ Mặt đẳng nhiệt: bề mặt chứa điểm có nhiệt độ ¡ Gradient nhiệt độ: biến thiên nhiệt độ theo phương khơng gian xác định đơn vị dài: 𝜕t ∆t = lim 𝜕x ∆)→+ ∆x HỆ SỐ DẪN NHIỆT 𝜆 ¡ Hệ số dẫn nhiệt 𝜆 thay đổi phụ thuộc vào: Tỷ trọng (lỗ rỗng) Độ ẩm Nhiệt độ Cấu trúc vật liệu 2.2 TRAO ĐỔI NHIỆT BẰNG PHƯƠNG THỨC DẪN NHIỆT Tính cường độ dịng nhiệt từ bề mặt ngồi (có nhiệt độ 30oC) vào bề mặt (có nhiệt độ 25oC) khối bê tơng cốt thép dày 200mm? Tên vật liệu Khối lượng đơn vị, kg/m3 Hệ số dẫn nhiệt l, W/(m.K) 2500 2400 2200 1500 1200 1000 1000 800 600 400 800 600 400 2,04 1,55 1,20 0,70 0,52 0,41 0,40 0,29 0,21 0,15 0,29 0,21 0,15 Bê tơng Ngói xi măng lưới thép Bê tông cốt thép Bê tông nặng Bê tông nhẹ (bê tơng xỉ) Bê tơng bọt hấp nóng Bê tơng bọt silicat hấp nóng (QCVN 09:2017/BXD) HỆ SỐ DẪN NHIỆT 𝜆 2.3 TRAO ĐỔI NHIỆT BẰNG PHƯƠNG THỨC ĐỐI LƯU ¡ Trao đổi nhiệt phương thức đối lưu diễn từ môi trường rắn sang môi trường lỏng (hoặc khí), ngược lại 2.3 TRAO ĐỔI NHIỆT BẰNG PHƯƠNG THỨC ĐỐI LƯU q = 𝛼đ t K,L − 𝜏 kcal⁄(m4 h) , W/m4 ¡ q: cường độ dòng nhiệt trao đổi đối lưu ¡ t K,L : nhiệt độ mơi trường lỏng khí tiếp xúc với bề mặt kết cấu ¡ 𝜏: nhiệt độ bề mặt kết cấu ¡ 𝛼đ : hệ số trao đổi nhiệt đối lưu HỆ SỐ TRAO ĐỔI NHIỆT BẰNG ĐỐI LƯU ¡ Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu 𝛼đ biểu thị lượng nhiệt truyền qua đơn vị diện tích đơn vị thời gian có chênh lệch đơn vị nhiệt độ bề mặt kết cấu khơng khí ¡ Đơn vị: kcal/(m4 h ℃) , W⁄(m4 K) ¡ Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu phụ thuộc vào: tốc độ chuyển động khơng khí (đối lưu cưỡng bức), chênh lệch nhiệt độ khơng khí nhiệt độ bề mặt kết cấu (đối lưu tự do), vị trí trạng thái bề mặt kết cấu 2.4 TRAO ĐỔI NHIỆT BẰNG PHƯƠNG THỨC BỨC XẠ ¡ Trao đổi nhiệt phương thức xạ diễn từ vật thể có bề mặt nóng đến vật thể khác có nhiệt độ mát 2.3 TRAO ĐỔI NHIỆT BẰNG PHƯƠNG THỨC BỨC XẠ ¡ Năng lượng xạ nhiệt truyền đến vật xảy trình: Phản xạ Hấp thụ Xuyên qua 2.3 TRAO ĐỔI NHIỆT BẰNG PHƯƠNG THỨC BỨC XẠ ¡ Nếu nhiệt bị phản xạ hồn tồn vật thể gọi vật trắng tuyệt đối ¡ Nếu nhiệt bị hấp thụ hoàn tồn vật thể gọi vật đen tuyệt đối ¡ Nếu nhiệt hoàn toàn xuyên qua vật thể vật thể gọi vật suốt tuyệt đối ¡ Vật chất thông thường dạng vật xám 2.3 TRAO ĐỔI NHIỆT BẰNG PHƯƠNG THỨC BỨC XẠ ¡ Công suất xạ nhiệt từ vật đen tuyệt đối tuân theo định luật Stefan-Boltzmann: Q = 𝜎×T Q ×A ¡ Công suất xạ nhiệt từ vật xám: Q = 𝜀×𝜎×T Q ×A 2.3 TRAO ĐỔI NHIỆT BẰNG PHƯƠNG THỨC BỨC XẠ Q = 𝜀×𝜎×T Q ×A → q = Q⁄A = 𝜀×𝜎×T Q kcal⁄(m4 h) , W/m4 ¡ Q: công suất xạ nhiệt ¡ q: cường độ nhiệt xạ ¡ 𝜎: số Stefan-Boltmann 𝜎 = 5.6703×10XY W/ m4 K Q ¡ 𝜀 (0~1): tham số biểu thị độ lớn xạ xảy mặt vật ¡ T: nhiệt độ tuyệt đối (K) ¡ A: diện tích bề mặt xạ 2.3 TRAO ĐỔI NHIỆT BẰNG PHƯƠNG THỨC BỨC XẠ Công suất xạ nhiệt biến đổi vật đặt môi trường? Công suất xạ nhiệt biến đổi vật vật xạ tới nhau? 2.5 QUÁ TRÌNH SINH NHIỆT VÀ TRAO ĐỔI NHIỆT CỦA CƠ THỂ CON NGƯỜI VỚI MÔI TRƯỜNG 2.5 QUÁ TRÌNH SINH NHIỆT VÀ TRAO ĐỔI NHIỆT CỦA CƠ THỂ CON NGƯỜI VỚI MƠI TRƯỜNG PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT GIỮA CƠ THỂ VÀ MÔI TRƯỜNG 𝑀 ± 𝑅𝑑 ± 𝐶𝑣 ± 𝐶𝑑 − 𝐸𝑣 = ∆𝑆 (𝑀 ± 𝑞de ± 𝑞đf ± 𝑞gh − 𝑞ij = ∆𝑆) ¡ M: nhiệt sinh trình trao đổi chất người ¡ Rd: nhiệt trao đổi xạ ¡ Cv: nhiệt trao đổi đối lưu ¡ Cd: nhiệt trao đổi dẫn nhiệt ¡ Ev: nhiệt bay ¡ △S: nhiệt thừa thiếu thể người