Nhiệt được truyền từ nơi cú nhiệt độ cao hơn đến nơi cú nhiệt độ thấp hơn theo ba cỏch: dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ.
1. Dẫn nhiệt
Là quỏ trỡnh truyền nhiệt giữa cỏc phần tử cú tiếp xỳc trực tiếp, do chuyển động nhiệt của cỏc nguyờn tử và phõn tử cấu tạo vật chất tạo nờn. Quỏ trỡnh này được biểu diễn bằng phương trỡnh Fourier:
d2Q = -
x
dS.dt (1.49)
trong đú: d2Q là nhiệt lượng truyền qua bề mặt dS theo hướng x bằng dẫn nhiệt; là hệ số dẫn nhiệt của vật liệu; là nhiệt độ; dt là thời gian truyền nhiệt.
Thứ nguyờn của cỏc đại lượng trờn như sau: d2Q [W.s=Jun]; [W/m.deg]; dS [m2]; [deg; 0C],dt[s].
Đại lượng
x
là gradient nhiệt độ theo hướng truyền nhiệt x, vuụng gúc với bề mặt truyền nhiệt dS từ (1.49) suy ra :
= d2 . . Q dS dt x (1.50)
Như vậy hệ số dẫn nhiệt là lượng nhiệt truyền qua một đơn vị diện tớch dS trong thời gian một giõy với gradient nhiệt độ 10C/m. Hệ số này phụ thuộc vào cấu tạo tinh thể của vật liệu, nhiệt độ, độ ẩm…Trong lĩnh vực TBĐ, nhiệt độ thay đổi trong phạm vi khụng lớn lắm (cỡ 1000C ) nờn hệ số này cũng ớt thay đổi.
Dấu “–“ biểu thị nhiệt năng truyền từ nơi cú nhiệt độ cao đến nơi cú nhiệt độ thấp, ngược chiều với gradient nhiệt độ.
2. Đối lưu
Là quỏ trỡnh truyền nhiệt trong chất lỏng, chất khớ, gắn liền với sự chuyển động của cỏc phần tử mang nhiệt từ nơi cú nhiệt độ cao đến nơi cú nhiệt độ thấp hơn. Cú hai dạng đối lưu: đối lưu tự nhiờn và đối lưu cưỡng bức. Ở đối lưu tự nhiờn, chuyển động của cỏc phần tử chất khớ hay chất lỏng do chờnh lệch mật độ cỏc phần tử cú nhiệt độ cao trong mụi trường tạo nờn. Ở đối lưu cưỡng bức, chuyển động này là nhờ cỏc tỏc nhõn như quạt giú, bơm tạo nờn.
Quỏ trỡnh này được biểu diễn bằng phương trỡnh:
c = c(2 - 1)Sc (1.51)
Trong đú: c là nhiệt lượng truyền qua bề mặt đối lưu trong thời gian 1s; c là hệ số toả nhiệt bằng đối lưu (W); 2 là nhiệt độ bề mặt toả nhiệt (0C); 1 là nhiệt độ mụi trường (0C); Sc là diện tớch bề mặt toả nhiệt (m2).
Hệ số toả nhiệt bằng đối lưu c phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nhiệt độ, mật độ, độ nhớt, vận tốc của mụi trường, hỡnh dạng bề mặt toả nhiệt, vị trớ bề mặt so với hướng chuyển động của cỏc phần tử trong mụi trường.
3. Bức xạ nhiệt
Là quỏ trỡnh toả nhiệt của vật thể núng ra mụi trường xung quanh bằng phỏt xạ súng điện từ.
Quỏ trỡnh này được biểu diễn cụng thức Stefan - Boltzman:
r = c T T ) ]Sr 1000 ( ) 1000 [( . 2 4 1 4 0 (1.52)
trong đú: r (W) là nhiệt lượng truyền qua bề mặt bức xạ trong thời gian 1s qua bề mặt bức xạ Sr (m2); T1, T2 là nhiệt độ của mụi trường và bề mặt bức xạ; c0 = 5,7.104
W/m2.0K4 là hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối; là hệ số đen của bề mặt bức xạ. Thụng thường, cỏc quỏ trỡnh toả nhiệt bằng đối lưu và bức xạ cựng song song tồn tại qua bề mặt vật thể nờn cú thể sử dụng một hệ số toả nhiệt chung cho cả 2 quỏ trỡnh này là KT: KT = T T r c S S . ) ( 1 (1.53)
Trong đú: = c + r là nhiệt lượng truyền bằng đối lưu và bức xạ; ST = Sc = Sr là diện tớch bề mặt toả nhiệt.