Đối lưu nhiệt truyền nhiệt ĐHBK TPCHM

CHƯƠNG ĐỐI LƯU NHIỆT 3.1 Khái niệm -Quá trình truyền nhiệt lưu chất dịch chuyển không gian từ vùng có nhiệt độ đến vùng nhiệt độ khác → đối lưu - Quá trình trao đổi nhiệt xảy bề mặt vật rắn tiếp xúc với lưu chất (dẫn nhiệt đối lưu xảy đồng thời) → cấp nhiệt đối lưu 3.1 Khái niệm 3.1 Khái niệm Phân loại trao đổi nhiệt đối lưu Dựa vào nguyên nhân phát sinh chuyển động lưu chất Chuyển động cưỡng bức: chuyển động lưu chất ngoại lực bên trình gây nên, ví dụ: tác dụng bơm, quạt, máy nén → Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng Chuyển động tự nhiên: chuyển động lưu chất gây chênh lệch khối lương riêng bên lưu chất chênh lệch nhiệt độ (khi lưu chất trường lực) → Trao đổi nhiệt đối lưu tự nhiên 3.1 Khái niệm Định luật cấp nhiệt Newton - Lượng nhiệt dQ phân tố bề mặt vật thể rắn dF cấp cho môi trường xung quanh (hay ngược lại) tỉ lệ với chênh lệch nhiệt độ nhiệt độ bề mặt vật thể rắn tiếp xúc với môi trường nhiệt độ môi trường (hay ngược lại) với diện tích bề mặt trao đổi nhiệt dF, thời gian dτ dQ = α Tw − T f dFdτ - Quá trình cấp nhiệt ổn định Q = α Tw − T f F , W o Tw: nhiệt độ vách tiếp xúc với lưu chất ( C) o Tf: nhiệt độ lưu chất ( C) α : hệ số cấp nhiệt (W/m K) 3.1 Khái niệm Hệ số cấp nhiệt dQ q α= = Tw − T f dF Tw − T f W / m2 K Hệ số cấp nhiệt α lượng nhiệt môt đơn vị bề mặt tường cấp cho môi trường xung quanh (hay ngược lại, nhận trừ môi trường xung quanh ) khoảng thời gian 1giây chênh lệch nhiệt độ tường vách độ Hệ số cấp nhiệt α đại lượng phức tạp, phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Loại lưu chất (khí, lỏng, hơi) Chế độ chuyển động lưu chất (ω: tốc độ chuyển động lưu chất) Tính chất vật lý lưu chất (ρ, μ, Cp, P, λ ) α = f (Tw , T f , ω , λ , C p , ρ , µ , Φ, l1 , l2 , l3 ) Kích thước (l1,l2,l3), hình dáng (Φ), vị trí trạng thái bề mặt trao đổi nhiệt 3.1 Khái niệm Hệ số cấp nhiệt 3.1 Khái niệm Hệ số cấp nhiệt α Hệ số cấp nhiệt α thường xác định thực nghiệm cho trường hợp riêng biệt thông qua phương trình chuẩn số đặc trưng cho trình trao đổi nhiệt đối lưu Nu = f (Re, Pr, Gr, ) Chuẩn số Nusselt (Nu) Chuẩn số Prandtl (Pr) Chuẩn số Galile (Ga) α l Nu = λ Chuẩn số Reynolds (Re) Re = ω.d µ ;υ = υ g µ C p ρ γ λ Pr = = ;a = g.λ a Cpρ g l ρ Ga = µ3 Chuẩn số Grashof (Gr) Gr = Ga.β ∆T f 3.5 Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng 3.5 Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng 3.5 Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng 3.5 Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng 3.5 Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng 3.5 Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng 3.5 Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng 3.5 Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng 3.5 Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng 3.13 Flow across spheres 3.13 Flow across spheres 3.13 Flow across spheres 3.5 Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng 3.4 Hệ số cấp nhiệt α Sự cấp nhiệt lưu chất chuyển động rối ống thẳng Nu = 0.02l.ε l Re Pr ,8 Re L d 10 20 30 , 43 40  Pr     Prw  , 25 50 lớn 1.10 1,23 1,13 1,07 1,03 2.10 1,18 1,10 1,05 1,02 5.10 1,13 1,08 1,04 1,02 1.10 1,10 1,06 1,03 1,02 1.10 1,05 1,03 1,02 1,01 CHƯƠNG ĐỐI LƯU NHIỆT ... trình truyền nhiệt lưu chất dịch chuyển không gian từ vùng có nhiệt độ đến vùng nhiệt độ khác → đối lưu - Quá trình trao đổi nhiệt xảy bề mặt vật rắn tiếp xúc với lưu chất (dẫn nhiệt đối lưu xảy... Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng Chuyển động tự nhiên: chuyển động lưu chất gây chênh lệch khối lương riêng bên lưu chất chênh lệch nhiệt độ (khi lưu chất trường lực) → Trao đổi nhiệt đối lưu tự nhiên... đồng thời) → cấp nhiệt đối lưu 3.1 Khái niệm 3.1 Khái niệm Phân loại trao đổi nhiệt đối lưu Dựa vào nguyên nhân phát sinh chuyển động lưu chất Chuyển động cưỡng bức: chuyển động lưu chất ngoại