- Xác định các hệ số lọc theo số liệu thí nghiệm thu được.
2. Cơ sở lý thuyết 1 Các khái niệm
2.2 Các quá trình truyền nhiệt
Trong thực tế quá trình truyền nhiệt diễn ra theo 3 phương thức truyền nhiệt cơ bản sau.
Dẫn nhiệt
Dẫn nhiệt là sự truyền nhiệt năng từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp. do sự truyền động năng hoặc dao động va chậm vào nhau, nhưng không có sự chuyển rời vị trí giữa các phân tử vật chất. dẫn nhiệt chỉ xảy ra khi truyền nhiệt của các chất rắn hoặc truyền nhiệt của chất lỏng, chất khí đứng yên hay chuyển động dòng.
Định luật Fourien
Xét trên một mặt phẳng có diện tích F có dòng nhiệt dẫn qua theo phương vuông góc với mặt phẳng, định luật Fourien phát biểu như sau:
Mật độ dòng nhiệt truyền qua bằng phương thức dẫn nhiệt theo phương quy định tỷ lệ thuận với diện tích vuông góc với Phương truyền nhiệt và gradian nhiệt độ theo phương ấy.
(W)
(W/m2)
Qx: dòng nhiệt truyền qua diện tích F (j/s) qx: mật độ dòng nhiệt (W/m2)
F: diện tích bề mặt truyền nhiệt vuông góc với phương x (m2)
của vật liệu.
Hệ số dẫn nhiệt phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ, vật liệu, cấu trúc vật liệu. Hệ số dẫn nhiệt của chất khí trong khoảng 0,006÷0,6 (W/m.độ)
Hệ số dẫn nhiệt của chất khí trong khoảng 0,007÷0,7 (W/m.độ)
Hệ số dẫn nhiệt của chất rắn phụ thuộc vào kết cấu, độ xốp và độ ẩm của vật liệu.
Từ định luật Fourien cơ bản người ta đưa ra các dạng phương trình truyền nhiệt cho các trường hợp cụ thể.
Ở đây ta chỉ nêu trường hợp dẫn nhiệt ổn định qua ống
Dẫn nhiệt ổn định qua ống
Nghiên cứu quá trình dẫn nhiệt qua vách trụ (ống) nhiệt độ bề mặt vách trong t1, nhiệt độ vách ngoài t2 không thay đổi. vật liệu có hệ số dẫn nhiệt λ không đổi.
Ta có phương trình dẫn nhiệt như sau:
(W) L: chiều dài của ống (m)
d1, d2: đường kính trong và ngoài của ống (m)
Còn (m)
(m2)
Tỷ số d2/d1<2 thì F tính bằng công thức sau:
(m2) Để thuận tiện cho việc tính toán ta tính
(w/m) Nhiều lớp
Với tường hình ống nhiều lớp vật liêu khác nhau
n: số lớp
t1: nhiệt độ vách trong (oC)
tn+1: nhiệt độ vách ngoài thứ n+1 (oC)
Đối lưu nhiệt
Nhiệt đối lưu là sự truyền nhiệt mà các phân tử lỏng hoặc khí nhận nhiệt rồi đổi chỗ cho nhau; sự đổi chỗ do chênh lệch khối lượng riêng hay do các tác động cơ học như: bơm, khuấy.
Quá trình tỏa nhiệt đối lưu xảy ra khi có sự trao đổi nhiệt giữa chất lỏng, chất khí và bề mặt rắn.
Để tính nhiệt đối lưu người ta dùng công thưc Newton Q=α.F.(tr-tv) (w)
Trong đó α: hệ số tỏa nhiệt (W/m.độ) phụ thuộc vào rất nhiều thông số
α=f(tv,tf,ω, λ, cp, ρ, µ,l)
tf: nhiệt độ lưu chất tv: nhiệt độ vách
ω: tốc độ truyền nhiệt của chất lỏng l: kích thước bề mặt troa đổi nhiệt q=α(tr-tv) (W/m2)
Để tính toán được phương trình trên ta cần phải xác định được α