Các quá trình truyền nhiệt - Phần 5 pot

Phần 2 Các quá trình truyền nhiệt GV: TS. Nguyễn Minh Tân Bộ môn QTTB CN Hóa – Thực phẩm QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 2 Các phương thức truyền nhiệt • Dẫn nhiệt/Conduction: Quá trình truyền nhiệt từ phần tử này đến phần tử khác của vật chất khi chúng tiếp xúc trực tiếp với nhau • Đối lưu/Convection: Quá trình truyền nhiệt do các phần tử chất lỏng hoặc chất khí đổi chỗ cho nhau, do chúng có nhiệt độ khác nhau hoặc là do bơm, quạt, khuấy trộn,… • Bức xạ/Radiation: Qua trình truyền nhiệt dưới dạng các sóng điện từ. Nhiệt năng biến thành các tia bức xạ rồi truyền đi, khi gặp vật thể nào đó thì một phần năng lượng bức xạ đố được biến thành nhiệt năng, một phần phản xạ lại, và một phần xuyên qua vật thể QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 3     WttF tt TT C Q KT KT KT bx , 100100 44 21                           1.4.1. TRAO ĐỔI NHIỆT PHỨC TẠP Việc vận chuyển nhiệt lượng được xảy ra đồng thời theo ba phương thức: dẫn nhiệt, bức xạ nhiệt và đối lưu. Quá trình trao đổi nhiệt như vậy gọi là trao đổi nhiệt phức tạp. Ví dụ: sự trao đổi nhiệt giữa vật thể rắn và môi trường khí -> Quá trình này gồm cả đối lưu và bức xạ. 1.4. Truyền nhiệt Lượng nhiệt trao đổi bằng bức xạ: T T và T K - nhiệt độ của tường và khí, o K. W TT FCQ KT bx , 100100 44 21                          bx QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 4 1.4.1. TRAO ĐỔI NHIỆT PHỨC TẠP 1.4. Truyền nhiệt   WttQ KTbxbx ,  Hệ số  bx là hệ số cấp nhiệt bằng bức xạ, có thứ nguyên là:                 đôm W đôsm bx 1 22  Toàn bộ lượng nhiệt do tường cấp bằng bức xạ và bằng đối lưu:  dl - hệ số cấp nhiệt do đối lưu  bx - hệ số cấp nhiệt do bức xạ.     KTdlKTbxdlbx ttFttFQQQ       KTdlbx ttFQ   QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 5 1.4.2. TRUYỀN NHIỆT ĐẲNG NHIỆT QUA TƯỜNG PHẲNG VÀ TƯỜNG ỐNG 1.4. Truyền nhiệt Truyền nhiệt: Quá trình vận chuyển nhiệt lượng từ một lưu thể này sang lưu thể khác (cấp nhiệt, dẫn nhiêt và bức xạ nhiệt Truyền nhiệt đẳng nhiệt xẩy ra trong trường hợp nhiệt độ của hai lưu thể đều không thay đổi theo cả vị trí và thời gian, tức là hiệu số nhiệt độ giữa hai lưu thể là một hằng số ở mọi vị trí và thời gian. Truyền nhiệt biến nhiệt xẩy ra trong trường hợp nhiệt độ của lưu thể có thay đổi trong thời gian làm việc, do đó hiệu số nhiệt độ giữa hai lưu thể có thay đổi: -Truyền nhiệt biến nhiệt ổn định: khi hiệu số nhiệt độ giữa hai lưu thể biến đổi theo vị trí nhưng không biến đổi trong không gian. Chỉ xảy ra với các quá trình làm việc liên tục. - Truyền nhiệt biến nhiệt không ổn định khi hiệu số nhiệt độ giữa hai lưu thể có biến đôỉ theo cả vị trí và thời gian. Chỉ xảy ra trong các quá trình làm việc gián đoạn. QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 6 1.4.2. TRUYỀN NHIỆT ĐẲNG NHIỆT QUA TƯỜNG PHẲNG VÀ TƯỜNG ỐNG 1.4. Truyền nhiệt Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường phẳng Giả thiết: Quá trình nhiệt ổn đinh, lượng nhiệt chuyển qua mỗi giai đoạn cùng một khoảng thời gian thì bằng nhau (I) Nhiệt truyền từ lưu thể nóng đến bề mặt tường (cấp nhiệt); (II) Nhiệt dẫn qua tường (dẫn nhiệt ); (III) Nhiệt truyền từ mặt tường đến lưu thể nguội (cấp nhiệt) Quá trình truyền nhiệt từ lưu thể nóng đến lưu thể nguội gồm ba giai đoạn: Q nóng Q lạnh t 1 t T1 t T2 t 2 Vùng I : Cấp nhiệt đối lưu từ lưu thể nóng đến tường Định luật NEWTON   111 T ttFQ   Vùng II : dẫn nhiệt qua tường Định luật FOURIER   FttQ TT  21   Vùng III: Cấp nhiệt đối lưu từ tường đến lưu thể lạnh Định luật NEWTON   222 ttFQ T   Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường phẳng QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 8 1.4.2. TRUYỀN NHIỆT ĐẲNG NHIỆT QUA TƯỜNG PHẲNG VÀ TƯỜNG ỐNG 1.4. Truyền nhiệt Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường phẳng   21 21 . 11 ttFQ                21 21 . 11 1 ttFQ               K: hệ số truyền nhiệt Hệ số truyền nhiệt K là lượng nhiệt truyền đi trong 1 giây từ lưu thể nóng đến lưu thể nguội qua 1m2 bề mặt tường phân cách khi hiệu số nhiệt độ giữa hai lưu thể là 1 độ QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 9 1.4.2. TRUYỀN NHIỆT ĐẲNG NHIỆT QUA TƯỜNG PHẲNG VÀ TƯỜNG ỐNG 1.4. Truyền nhiệt Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường phẳng   21 21 . 11 ttFQ                21 21 . 11 1 ttFQ               K: hệ số truyền nhiệt Hệ số truyền nhiệt K là lượng nhiệt truyền đi trong 1 giây từ lưu thể nóng đến lưu thể nguội qua 1m2 bề mặt tường phân cách khi hiệu số nhiệt độ giữa hai lưu thể là 1 độ Nhiệt trở của hai lưu thể Nhiệt trở của tường QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 10 1.4.2. TRUYỀN NHIỆT ĐẲNG NHIỆT QUA TƯỜNG PHẲNG VÀ TƯỜNG ỐNG 1.4. Truyền nhiệt Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường phẳng nhiều lớp đôm W K n i i i 2 2 1 1 , 11 1        . Phần 2 Các quá trình truyền nhiệt GV: TS. Nguyễn Minh Tân Bộ môn QTTB CN Hóa – Thực phẩm QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 2 Các phương thức truyền nhiệt • Dẫn nhiệt/ Conduction: Quá trình truyền. ĐẲNG NHIỆT QUA TƯỜNG PHẲNG VÀ TƯỜNG ỐNG 1.4. Truyền nhiệt Truyền nhiệt: Quá trình vận chuyển nhiệt lượng từ một lưu thể này sang lưu thể khác (cấp nhiệt, dẫn nhiêt và bức xạ nhiệt Truyền nhiệt. Chỉ xảy ra trong các quá trình làm việc gián đoạn. QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 6 1.4.2. TRUYỀN NHIỆT ĐẲNG NHIỆT QUA TƯỜNG PHẲNG VÀ TƯỜNG ỐNG 1.4. Truyền nhiệt Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường phẳng Giả