Chương 2 : CƠ SỞ NGHIÊN CỨU
2.1 Lý thuyết truyền nhiệt
Về cơ bản có ba phương thức truyền nhiệt sau:
- Trao đổi nhiệt bức xạ: Là quá trình trao đổi nhiệt qua lại giữa nhiệt năng và năng lượng sóng điện từ. Chủ yếu là do trao đổi của năng lượng sóng điện từ. Trong trao đổi nhiệt bức xạ không cần tiếp xúc.
- Trao đổi nhiệt đối lưu: Xảy ra giữa bề mặt rắn và lưu chất (lỏng, khí) mà ở đó có sự khác nhau về nhiệt độ. Lúc này truyền nhiệt gắn liền với dòng chảy.
- Dẫn nhiệt: Là quá trình trao đổi nhiệt giữa các vật chất có nhiệt độ khác nhau khi tiếp xúc trực tiếp nhau. Trong quá trình này vật chất đứng yên hoặc tiếp xúc với nhau (thường đứng yên đối với vật rắn) còn nhiệt lượng thì truyền qua.
Các định luật cơ bản chi phối tất cả sự truyền nhiệt là định luật thứ nhất của nhiệt động lực học, thường được gọi là nguyên tắc bảo toàn năng lượng. Tuy nhiên, nội năng U, là một đại lượng khá phức tạp để đo lường và sử dụng trong mơ phỏng. Vì vậy, các định luật cơ bản thường được viết lại trong điều kiện nhiệt độ, T. Đối với một lưu chất, có phương trình truyền nhiệt dạng tổng qt [32]:
(1-1) Trong đó:
: Khối lượng riêng, kg/m3.
p
C : Nhiệt dung riêng đẳng áp, J/kg.K.
T : Nhiệt độ tuyệt đối, K.
u: Vận tốc, m/s.
q : Mật độ dòng nhiệt, W/m2.
:
p Áp suất, Pa.
:
Ứng suất nhớt tensor, Pa.
. . . . p p T T C u T q S u p Q t T
: S Biến dạng tensor vận tốc, 1/s. 1 ( ( ) ) 2 T S u u
Q: Nguồn nhiệt bên trong, W/m3.