7. Nội dung nghiên cứu
1.5.2.3. Trao đổi nhiệt bức xạ
Bức xạ nhiệt là một dạng cơ bản của truyền nhiệt được thực hiện bằng những sóng điện từ. Khác với dẫn nhiệt và đối lưu (là dạng truyền nhiệt tiếp xúc), bức xạ nhiệt là dạng truyền nhiệt không tiếp xúc.
Sự truyền bá các tia nhiệt trong không gian gọi là bức xạ nhiệt, quá trình trao đổi nhiệt dưới dạng bức xạ gọi là quá trình trao đổi nhiệt bức xạ.
Tất cả các vật trong không gian, một mặt biến nội năng thành năng lượng bức xạ, mặt khác lại hấp thụ một phần năng lượng bức xạ của các vật khác để biến thành nội năng. Khi nhiệt độ của các vật bằng nhau, năng lượng phát đi và hấp thụ trong mỗi vật sẽ bằng nhau, ta nói vật ở trạng thái cân bằng.
Khác với trao đổi nhiệt dẫn nhiệt và đối lưu, ở đây quá trình trao đổi nhiệt bức xạ không chỉ phụ thuộc vào độ chênh lệch nhiệt độ mà còn phụ thuộc vào giá trị tuyệt đối của nhiệt độ các vật.
Trong động cơ đốt trong có hai nguồn trao đổi nhiệt bức xạ [2]: nguồn nhiệt từ khí cháy với nhiệt độ cao và các hạt bồ hóng trong ngọn lửa động cơ diesel. Trong động cơ xăng, ngọn lửa lan truyền ngang qua buồng cháy từ điểm đánh lửa qua hỗn hợp nhiên liệu (nhiên liệu và không khí) đã được hòa trộn trước. Mặc dù phía trước ngọn lửa là tương đối sáng chói, tất cả các phản ứng hóa học trung gian là thể khí. Quá trình cháy thực sự hoàn tất vào đầu quá trình giãn nở. Trong động
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
cơ diesel, đa số nhiên liệu cháy trong ngọn lửa rối khuếch tán khi nhiên liệu và không khí hòa trộn cùng nhau. Có thể có nhiều điểm cháy và ngọn lửa phù hợp với tia phun nhiên liệu cho đến khi bị phân tán bởi chuyển động rối của dòng không khí. Khi ngọn lửa sáng hơn và những hạt bồ hóng (chủ yếu là Carbon) được hình thành ở giữa quá trình cháy.
Trao đổi nhiệt bức xạ từ hạt bồ hóng trong ngọn lửa động cơ diesel vào khoảng 5 lần so với bức xạ từ khí cháy. Trao đổi nhiệt bức xạ trong động cơ xăng thông thường là nhỏ so với quá trình trao đổi nhiệt đối lưu. Tuy nhiên, trao đổi nhiệt bức xạ trong động cơ diesel là không đáng kể, chiếm 20 35% tổng số lượng nhiệt trao đổi.